第三章 污染物的生物效應檢測

第三章污染物的生物效應檢測第一節(jié)生物測試及方式第二節(jié)一般毒性試驗第三節(jié)生物的分子和細胞水平檢測第四節(jié)生物致突變、致畸和致癌效應檢測第五節(jié)微宇宙法要求:掌握污染物的生物測試和測試方法的基本概念，污染物毒性的基本參數(shù)。了解三致效應檢測（自學），分子和細胞水平檢測，微宇宙法。一、生物測試（Bioassay）指系統(tǒng)地利用生物的反應測定一種或多種污染物或環(huán)境因素單獨或聯(lián)合存在時，所導致影響或危害。

生物反應：分子、細胞、組織、器官、個體、種群、群落一生態(tài)系統(tǒng)。水污染：毒性試驗（ToxicityTest）大氣污染：植物人工熏氣（ArtificialFumigationforPlant）。第一節(jié)生物測試及方式如，與理化檢測相比，水污染生物測試可獲？①環(huán)境狀況對水中生命的適合度。②各種環(huán)境因素如DO、pH、T、鹽度、混濁度等對水中生命的有利及不利濃度或強度。③環(huán)境因素對于廢物毒性影響。④廢物對某一被測試生物種毒性。⑤水生生物對污染物相對敏感性。

⑥廢水所應處理的程度，及廢水處理方法的有效程度。

⑦允許廢水排放量和污染物排放濃度。

⑧水質(zhì)標準、對廢水的要求和排放許可之間的一致性。生物測試意義：監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量變化確定單一污染物安全濃度研究多種污染物的聯(lián)合作用的生物效應制定污染物或工業(yè)廢水排放標準、環(huán)境質(zhì)量標準污染物的生態(tài)風險評價（EcologicalRiskAssessment）。

二、生物測試的方式（一）生物測試的分類根據(jù)經(jīng)歷時間：短期、中期和長期測試方式。

根據(jù)所測試生物效應性質(zhì)：毒性試驗、積累試驗、行為試驗、“三致”（致癌、致畸、致突變）試驗、DNA損傷試驗等。

1．短期生物測試短期的生物測試（ShortTermBioassay）被測試生物在短時間內(nèi)暴露于高濃度污染物下，測定污染物對生物機體影響。測定：半數(shù)致死濃度

（LC50）或半數(shù)抑制濃度（IC50）或半數(shù)效應濃度（EC50）。意義：指示中期或長期試驗時所應使用毒物濃度；快速估計污染物毒性、評定不同毒物或廢物對某種生物的相對毒性或評定不同生物對不同的條件如溫度、pH的相對敏感性等實用。藻類＜72h，水蚤類＜48h、魚類＜96h，其最長不超過8d。2．中期生物測試中期生物測試（IntermediateTermBioassay）是介于短期和長期之間的一類生物測試。8d-90d中期。分靜止式和流動式，多數(shù)采用流動式。

3．長期生物測試長期生物測試（LongTermBioassays）低濃度污染物下，暴露時間要盡可能長達受試生物整個生活史，又稱全部生活史生物測試。目的：持續(xù)情況下不造成有害效應的毒物最大濃度或最大允許毒物濃度（MATC）。其間包括毒物對生長、生殖、有性生殖產(chǎn)物的發(fā)育、成熟、產(chǎn)卵、孵卵的成功性、幼體的成活（Survival）、不同生命階段的生長與存活、以及對畸形、行為和生物積累等的影響。只采用流動式。

（二）受試生物的選擇①敏感性。②廣泛地理分布和足夠數(shù)量。③生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，有生態(tài)學價值。④實驗室內(nèi)易于培養(yǎng)和繁殖。⑤具豐富生物學背景資料。

⑥對試驗毒物或因子的反應能夠被測定，并具有一套標準的測定方法或技術(shù)。

⑦具重要經(jīng)濟、旅游價值，應考慮與人類食物鏈的聯(lián)系。

三、生物測試的標準化

美國試驗和材料學會（ASTM），經(jīng)濟合作發(fā)展組織（OECD），美國國家環(huán)保局（USEPA）。1991.9.14頒布、1992.8.1實施《水質(zhì)物質(zhì)對蚤類（大型蚤）急性毒性測定方法（GB／T13266一91）》《水質(zhì)物質(zhì)對淡水魚（斑馬魚）急性毒性測定方法（GB/Tl3267—91）》。

第二節(jié)一般毒性試驗

一、毒性試驗常用參數(shù)1、致死劑量或致死濃度（LethalDese，LD或LethalConcentration，LC）；表示一次染毒后引起受試動物死亡的劑量或濃度。①絕對致死劑量或濃度（LD100、LC100）：表示一群動物全部死亡的最低劑量或濃度。②半數(shù)致死劑量或濃度（LD50、LC50。）：能引起一群動物的50％死亡的最低劑量或濃度。③最小致死劑量或濃度（MLD，MLC），能使一群動物中僅有個別死亡的最高劑量或濃度。④最大耐受劑量或濃度（LDO，LCD）：能使一群動物雖然發(fā)生嚴重中毒，但全部存活無一死亡的最高劑量或濃度。2、最大無作用劑量（MaximumNo－EffectLeveD：化學物在一定時間內(nèi)，按一定方式與機體接觸，按一定的檢測方法或觀察指標，不能觀察到任何損害作用的最高劑量。評定外來化合物毒性作用，制訂：人體每日容許攝入量（AccePtableDailyIntake，ADI）：人類終生每日攝入該外來化學物對人體不致引起任何損害作用的劑量最高容許濃度（MaximumAllowableConcentration，MA）：某一環(huán)境污染物可以在環(huán)境中存在而不致對人體造成任何損害作用的濃度3、最小有作用劑量（MinirnalEffectlevel）：能使機體發(fā)生某種異常變化所需的最小劑量。一般略高于最大無作用劑量，亦稱中毒閾劑量（ThreshodDevel）。4、毒作用帶(ToxicEffectZone)：綜合評價外來化合物危險性指標。急性毒性作用帶和慢性毒性作用帶。

①急性毒性作用帶=半數(shù)致死量/急性毒性最小有作用劑量此比值愈大，此種外來化合物引起死亡的危險性就愈小。②慢性毒作用帶=急性毒性最小有作用劑量/慢性毒性最小有作用劑量這一比值愈大，表明引起慢性毒性中毒的可能性愈大；

5、半數(shù)效應濃度（EC50）：是指能引起50％受試生物的某種效應變化的濃度。通常指非死亡效應。6、半數(shù)抑制濃度（IC50）：引起受試生物的某種效應50％抑制的濃度。

毒性分級:P102，表二、急性毒性實驗急性毒性實驗（AcuteToxicityTest）：研究物質(zhì)大劑量一次染毒或24小時多次染毒動物所