生态毒理学研究方法.ppt

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1、生态毒理学研究方法其中一类研究方法：从复杂系统中发现某些环境要素，研究在此环境要素条件下，污染物的行为(模拟分析)；利用自然生态系研究污染物的变化；详细分析环境中的样品，确定污染物定量方法。毒性的影响因素生物因素(1)生物分类组别(taxonomicgroup)种属和个体差异：不同种属的生物或同一种属不同个体之间对同一毒物的反应差异，原因复杂，但主体原因是毒物在体内代谢差异(包括代谢酶)所致。在进行毒性实验时，应尽可能选择条件一致的生物以减少个体差异造成的影响。(2)年龄阶段/机体大小反应灵敏度差异。新生和幼年生物通常对毒物

2、较成年生物敏感。新生生物中枢神经系统发育不完全，对有关的兴奋剂敏感性差，而对抑制剂则较为灵敏。新生生物的膜通透性较强，对某些脂溶性神经毒物的毒性反应较大。经代谢转化后毒性增强的化学物，对新生和幼年生物毒性较成年低，反之，在体内可迅速代谢失活的化学物，对新生和幼年生物毒性可能较大。(3)营养与健康营养不足或失调影响化学物毒性作用。如蛋白质缺乏引起酶蛋白合成减少、活性降低，解毒能力降低，毒性增加。维生素缺乏也有类似情况。健康状况也有影响。(4)生物节律即生物钟，化学物的毒性与其进入体内发挥作用的时间有关。非生物因素(1)温度(每

3、增加10C，多数有毒物的毒性会变化2到4倍)影响方式复杂。适应温度和实验温度。毒性的影响因素适应温度耐受温度抑制水平(产卵)负载水平(活动生长)致死阈值5%致死阈值50%最终初始致死温度三种毒性终点(死亡、生长、产卵)下的适应温度和耐受温度的关系。虚线各自内部面积指示耐受区。毒性的影响因素(2)pH和碱度pH对毒性的影响是多方面的，在酸性条件下(pH5)时，H+自身对水生生物便是致命的。酸对鱼生理影响的集成模型如下图所示：2H++Ca3(PO4)23Ca2++2HPO42－2H++CaCO3Ca2++CO2+H2OH

4、+CO2+H2OK+Na++HPrH++Na+Pr－H+H+鳃ECFH++NH4NaH+H++HP42－H++NH3Ca2+肾骨骼ICFH++HCO3－K++HPrH++K+Pr－K+HP42+NH3H+NH4H2PO4ECF:外细胞液ICF:内细胞液Pr:蛋白质H+还能影响痕量金属的毒性，方式为：(1)影响水中的金属形态；(2)与金属竞争生物膜上的表面反应位。下图为天然水中痕量金属的主要形态及其转化。毒性的影响因素不稳定有机络合物稳定有机络合物游离离子颗粒态吸附无机络合物胶体形态按操作定义的金属形态样品原始样品在室温下风干

5、，然后在105C的烘箱中烘干。用玛瑙研钵研磨后，过尼龙筛，筛选一定孔径的颗粒。取一定量样品，按下述方法对金属进行化学逐级提取：蒸馏水(W/V＝1:20,2h,25C)液相：水可溶态固相1M/0.5MMgCl2(pH=7,W/V=1:20,2h,25C)固相液相：离子交换态1MNaOAc(pH=5.1,W/V=1:20,2h,25C)固相固相固相液相：碳酸盐结合态液相：中等可还原态液相：有机－硫化物结合态0.04MNH2OHHCl(在25%HOAc中,W/V=1:20,2h,96C)液相：残渣态30%H2O2+0.

6、02MHNO3(pH=2,W/V=1:20,4h,85C)浓HNO3－HClO4－HF(8h,160C)Henderson－Hasselbach方程式对于弱酸HAH++A－Ka=(H+)(A－)/(HA)logKa=log[(H+)(A－)/(HA)]logKa=log(H+)+log[(A－)/(HA)]－log(H+)=－logKa+log[(A－)/(HA)]pH=pKa+log[(A－)/(HA)]对于弱碱HB+H++BKa=(H+)(B)/(HB+)logKa=log[(H+)(B)/(HB+)]logKa

7、=log(H+)+log[(B+)/(HB+)]－log(H+)=－logKa+log[(B+)/(HB+)]pH=pKa+log[(B)/(HB+)]解离常数pKa与弱酸和弱碱pH的关系污染物处于pH变化的水介质中，其吸收进入机体内在相当程度上受pH影响，即在肠胃消化道内的酸碱反应。由上述关系，pH影响弱酸和弱碱的水溶解度。此外，pH还能影响亲脂金属形态的生物有效性，不经形成表面络合物而穿过细胞膜。(3)盐度主要应用于盐度变化明显得海湾地区。对大多数金属而言，低盐度会增加毒性。盐度对金属生物有效性的影响主要与其形态有关。(

8、4)硬度硬度的主要成份是二价钙离子和镁离子。美国环保局USEPA定义硬度通常以CaCO3等价值。(5)化学混合物(isobologram，等热辐射测量图)一般地，同一化学分类的化学物具有相似的毒性。混合物毒性并非是简单加和关系。毒性的影响因素化学物BLC50化学物ALC50直接化学物相加协