《恶英及其类似物》PPT课件.ppt

二噁英及其类似物污染,提 纲,1.1 二噁英的环境化学特性 1.2 环境中PCDD/Fs污染来源 1.3 食品中二噁英及其类似物的污染 1.4 PCDD/Fs的毒性当量因子 1.5 PCDD/Fs的毒理学 1.6 二噁英污染的食品检测 1.7 生物半衰期与耐受量 1.8 二噁英及其类似物的控制措施,环境污染物二噁英(dioxin)，是指具有相似化学结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，包括75种多氯代二苯并-对-二噁英(polychlorodibenzo-p-dioxin,PCDD)和135种多氯代二苯并蚨喃(polychloro-dibenzofuran,PCDF)，两类缩写为PCDD/Fs。其结构如下图,图 二恶英及其类似物化学结构 x为氯原子数,二噁英是环境持久性有机污染物，是除有机氯农药外的持久性污染物。其中2,3,7,8- 四氯二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)，是目前已知化合物中毒性最强的二噁英单体。经口LD50按体重计为1g/kg，且具有极强的致癌性（致大鼠肝癌剂量按体重计为10pg/kg），极低剂量仍具多种毒性。 “二噁英样”多为非平面的化学结构的多氯联苯(polychlorinated biphenyl,PCB)，其异构体有209种，生化和毒理学特性与二噁英相似。PCB已在工业生产和应用多年。,1.1 二噁英的环境化学特性,这类化合物无色、无嗅，沸点与溶点高，具有亲脂性而不溶于水。PCDD与PCDF在环境中具有4个共同特点： 热稳定性 温度超过800时才会被降解，破坏其结构要在1000以上。 低挥发性 在地面可以持续存在。,脂溶性 氯代芳烃化合物具有极强的亲脂性。PCDD/Fs经脂质发生转移和生物富集，在食物链中迁移。 环境中稳定性高 PCDD/Fs进入土壤，对于理化因子和生物降解具有抵抗作用，平均半衰期为9年，因而可在环境中持续存在。,1.2 环境中PCDD/Fs污染来源,(1)含氯化合物的作用及其带来的污染 有机氯化学品合成时产生二噁英； 农药氯酚、氯代苯醚、六氯苯、菌螨酚和PCB等生产过程产生PCDD/Fs。这些化学品的作用或意外事故进入环境。如我国长江流域13省为防治血吸虫，使用五氯酚钠来消灭中间寄主钉螺，其生产和使用造成环境污染；,多氯联苯(PCB)混合物广泛应用于电器的绝缘体、塑料等的添加剂、食用油的无焰热交换液； 纸张漂白，使用氯气过程，可产生2,3,7,8-TCDD； 氯碱工业，使用石墨电极，形成PCDF (2)不完全燃烧与热解 固体废弃物(成市垃圾)焚烧，飞灰中含PCDD/Fs；木材及其废旧家具的焚烧；森林大火，产生PCDD/Fs。,汽车尾气 由于汽油的不完全燃烧，可释放PCDD/Fs； 金属冶炼； 含PCB设备事故，热裂解产生PCDF： 美国纽约Bringhamton州办公大楼大火，地下室变压器爆炸，造成PCD和PCDF污染(2168mg/kg)； 日本发生的米糠油事件； 台湾的食用油病事等。,(3)光化学反应 氯代2-苯酚(二噁英前体)通过光化学环化反应生成 PCDD/Fs；氯酚的光化学反应等 (4)生化反应 氯酚类通过过氧化酶催化，产生PCDD/Fs,1.3 食品中二噁英及其类似物的污染,(1)食物链的生物富积 飘尘中的PCDD/Fs草料母牛奶； 大气蔬菜粮食与饲料畜禽肉蛋； 水体水生动植物食草鱼鸭鹅、肉蛋 (2)纸包装材料的迁移(纸张漂白产生PCDD/Fs) (3)意外事故 PCB作为加热介质,意外引起食物污染(米糠油、食油事故)。 中国膳食样品中PCDD/Fs的污染水平见下表,表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平(以全重计，浓度/pgg1),续表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平(以全重计，浓度/pgg1),续表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平(以全重计，浓度/pgg1),1.4 PCDD/Fs的毒性当量因子,环境中的二噁英以混合物的形式存在，评价其对健康的潜在效应，不是一个简单的浓度相加。二噁英的致癌性、致畸性和生殖毒性研究仅限于几个化合物。尽管如此，根据二噁英毒性的作用机制，提出毒性当量的概念： 以毒性最强的2,3,7,8-TCDD的毒性当量因子为1 ，其他二噁英异构体的毒性为其相对毒性强度，作为毒性当量。,表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量(TEQ)/ pgg1,续表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量(TEQ)/ pgg1,续表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量(TEQ)/ pgg1,1.5 PCDD/Fs的毒理学,1.5.1 毒性胶其毒作用机制 （1）致死作用与“消瘦综合症(the wasting syndrom)”。 二噁英可使动物中毒死亡。2378-TCDD对腞鼠的经口LD50按体重计为1g/kg。中毒特点是染毒几天内出现严重的体重丢失，伴随肌肉和脂肪组织的急剧减少等”消瘦综合症“。 （2）胸腺萎缩 胸腺由淋巴细胞组成的腺器官，起着维持细胞免疫、确保T淋巴细胞发育成熟的作用。非致死剂量二噁英可引起胸腺萎缩，未成年动物伴随免疫抑制。,（3）氯痤疮 皮肤发生角化过度或增生、色素沉着，出现痤疮。职业(如三氯酚生产)或意外事故(化工厂爆炸)会出现典型的痤疮。 （4）肝毒性 二噁英染毒使肝脏肿大，实质细胞增生与肥大。 （5）免疫毒性 二噁英对体液免疫与细胞免疫均有抑制作用。 （6）生殖毒性 男性雌性化，接触2378-TCDD的男性工人，血清睾酮水平减少，而血中促卵泡素和黄体激素增加；使大鼠、小鼠及灵长类雌性的受孕、座窝数与子宫重量减少以及卵巢功能障碍。,（7）发育毒性和致畸性 二噁英对几种动物有致畸性,对啮齿动物发育构成毒性； 参加越战退伍的美军官兵的妻子自发性流产和所生子女出生缺陷增加30%； 男性接触TCDD后，生殖能力发生改变的潜在危险性。30年前接触二噁英的男子，精子计数较同龄人下降50%。 （8）致癌性 2378-TCDD对动物有极强的致癌性，小鼠最低致肝癌剂量低达10pg/kg。国际癌症研究机构(IARC)1997年将其判定为对人致癌的I类致癌物。,二噁英的毒作用机制,芳烃受体为细胞浆中存在的信使蛋白质，与固醇类激素受体相似，起着信号传导与基因转录的作用 二噁英作为配体与胞浆中芳烃受体结合，使其2个HSP90及1个p50蛋白发生解离脱落活化，结合二噁英的活化芳烃受体与胞浆中ARNT结合形成约为175kD的异源性蛋白质二聚体，再将这一复合体转送至细胞核中，并与核中DNA特殊序列二噁英影响因子结合。一旦与DRE结合，DNA构象发生改变，并使与DRE相连的特定基因组发生转录，使细胞增生与分化发生改变，导致相应的效应与毒性，及其致癌性。,1.5.2 生化反应,（1）生长因子及其受体的改变 二噁英可改变生长因子及其受体水平。如2378-TCDD可使大鼠肝脏、裸鼠皮肤、小鼠尿道上皮细胞增殖，大鼠肝脏中EGFR受体水平降低 （2）激素及其受体的改变 二噁英可使雌激素受体、糖皮质激素、胰岛素水平的降低 （3）酶活性的改变 PCDD/Fs可增加细胞色素CYP IA1和IA2活性，改变细胞代谢所涉及的许多酶活性。,1.6 二噁英污染的食品检测,二噁英毒性大，每公斤g以下已有很强的毒性。PCDD/Fs分析，是超痕量水平(pgfg)，需高分辨的串联质谱，技术难度大，分析周期长及费用昂贵。 二噁英毒性当量(TEQs)生物测定法： 角化能力(体外试验)、体重减少、免疫毒性、LD50、促癌能力、生殖毒性和/或致畸性、胸腺萎缩、细胞色素P450有关的单氧气化酶等。,大鼠肝癌细胞系H-4-II E或乳腺癌细胞系的细胞培养，可测样品中的毒性当量。 用特制备的细胞浆作为芳烃受体，重新构建细胞成分的生物传感部件(芳烃受体、ARNT和DRE)，加上ELISA免疫检测ARNT双向法，整个分析能在一个工作日完成，得出毒性当量。,1.7 生物半衰期与耐受量,2,3,7,8TCDD经口服，人和动物的吸收率在50%90%间，其中74%81%在肝脏中出现。实验动物中发现，大多数PCDD/Fs通过胆汁排泄，其末代谢物可从粪便排出。 2,3,7,8TCDD在小鼠的生物半衰期为824天，大鼠为1628天。在人体的消除估计5.511年。,WHO根据人和动物的肝、生殖、免疫毒性试验，1990年制定了TCDD每日耐受量(Tolerable daily intake, TDI)为10pg/kg（以体重计）。1998年根据神经发育和内分泌毒性效应，修订TDI为14pg/kg。 2001年JECFA对PCDD/Fs和共平面PCB每月耐受量(PTMI)为70pg/kg(以体重计)。 中国总膳食研究结果：我国PCDD/Fs的每人每日膳食摄入量为72.48mg，按体重折算成每日摄入量为1.21pg/kg，每月膳食摄入量为36.24pg/kg，与发达国家相当。,1.8 二噁英及其类似物的控制措施,1.8.1 一般控制措施 (1)国家有关部门鉴定二噁英严重污染地区，特别是排放源、事故和PCB的非法排放；监测饲料中PCDD/Fs的污染； (2)避免城市固体废弃物的无控制焚烧； (3)动物养殖业区避免使用五氯酚钠对木材防腐；血吸虫区加强五氯酚钠监测； (4)建立食品和饲料中二噁英及其类似物定期监控，膳食摄入量监测。,1.8.2 食品中PCDD/Fs的允许限量,表 欧盟的饲料PCDD/Fs最高允许限量标准 (TEQ以脂肪计; pg/kg),表 欧盟对动物性食品中PCDD/PCDF允许限量(以脂肪WHO-TEQ计; pg/kg),谢 谢,