环境内分泌干扰物和环境毒理学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 环境内分泌干扰物的环境毒理学,20世纪30年代，,羟基联苯化合物,具有雌激素样活性,之后发现，,DDT,也有雌激素样活性,1962年，寂静的春天：,农药,可引起,内分泌紊乱,20世纪80年代以后，世界各地都观察到野生生物的,生殖发育异常,越来越多的研究证实，许多,环境化学污染物,对生物,体的,内分泌,功能有,干扰,作用,第九章 环境内分泌干扰物的环境毒理学,1996年3月，Our Stolen Future出版,1998年3月，IPCS/OECD专家委员会定义,环境内分泌干扰物（EEDs）,2001年联合国环境规划署提出首批控制,12种持久性,有机污染物（POPs）,：,DDT、多氯联苯、六氯苯、多氯二噁英、多氯呋,喃、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵、氯丹、,毒杀芬、七氯,1996年3月，Our Stolen Future出,第一节 环境内分泌干扰物的种类和来源,一.环境内分泌干扰物的概念,内分泌系统：,调节控制生殖、生长、发育、代谢、,生理稳定等作用,激素,内分泌腺,血液 靶器官,与靶细胞受体结合,效应,血液内激素浓度：10,-9,10,-12,第一节 环境内分泌干扰物的种类和来源,环境内分泌干扰物（P.172）：,也称,环境激素,，指由于,人类的生产和生活活动而释放到周围环境中的，,对人和动物体内正常的,激素功能,施加影响，从而,影响内分泌系统的化学物质。,干扰体内天然激素的合成、分泌、运输、结合、作,用、代谢或消除,拟,天然激素,抗,天然激素,环境内分泌干扰物（P.172）：也称环境激素，指由于,对人类健康的影响：,女性乳腺癌和子宫内膜异常增生,男性前列腺癌及睾丸癌,不正常的性发育,降低男性生殖力,脑下垂体及甲状腺功能改变,免疫力抑制,神经行为作用,对人类健康的影响：,对野生生物的影响：,鱼类、鸟类甲状腺功能和发育不正常,贝、鱼、鸟类和哺乳动物的生殖力下降,鱼、鸟和爬行类的孵化率降低,鱼、鸟、爬行类和哺乳动物的去雄性化和雌性化,软体动物、鱼类和鸟类的去雌性化和雄性化,后代存活力降低,鸟类和海洋哺乳动物的免疫力和行为的改变,对野生生物的影响：,二.环境内分泌干扰物的分类,天然,人和动物雌激素：,雌二醇、雌酮和雌三醇,植物雌激素：,异黄酮、香豆雌酚、拟雌内,酯、芒柄花黄素等,真菌雌激素：,如玉米赤霉烯酮等,人工合成,药物：,己烯雌酚,促进家畜生长的激素,环境化学物：,农药、树脂原料、绝缘,油、界面活性剂等,生产和生活活动产生,：二噁英类化合物,二.环境内分泌干扰物的分类,农药：,除草剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀线虫剂等,工业化合物：,重金属、树脂原料、药物、绝缘,油、界面活性剂等,植物雌激素：,拟雌内酯、芒柄花黄素等,农药：除草剂、杀真菌剂、杀虫剂、杀线虫剂等,三.环境内分泌干扰物的来源,垃圾焚烧、汽车尾气、烹调油烟,农药、化肥的大量使用,工业固体废弃物和生活垃圾堆放、填埋中的淋,溶、渗滤,有机废水的排放,我国每年施用农药50,60万t，其中80%左右直,接进入环境,三.环境内分泌干扰物的来源,环境内分泌干扰物和环境毒理学课件,第二节 二噁英类,一.二噁英的理化性质,氯代二苯并二噁英,（PCDDs）,75种,氯代二苯并呋喃,（PCDFs）,135种,二噁英类：,210种,第二节 二噁英类,化学性质稳定、挥发性低、极难溶于水、易溶于有机溶剂,不易热解（700以上）、不易光解,不易被微生物降解,四氯二噁英（TCDD）在土壤中半减期：12年,在,生物体内不易被代谢,鱼体内二噁英可达环境中的10万倍,在人体脂肪组织的半减期：2.9,9.7年,化学性质稳定、挥发性低、极难溶于水、易溶于有机溶剂,二.二噁英的产生与排放,产生条件：,前体物质（含苯环与氯的物质）,高温（250,400）、强碱状态、紫外线暴露、,自由基物质存在等,1.特殊化合物的制造,制造多氯联苯、氯酚类、氯苯类、氯苯氧基醋酸,类除草剂（如2,4-D、2,4,5-T）的过程,二.二噁英的产生与排放,2.造纸及纸浆工程,植物组织,氯化漂白,氯酚,高温氧化,二噁英,3.燃烧,焚化炉、香烟、食物烧烤、塑胶、多氯联苯、煤、,汽柴油、木柴（防腐处理的木材）等燃烧,4.金属冶炼,金属矿提炼、废金属回收、炼钢等,5.生物与光化学合成,氯酚类,堆肥、废水处理产生的污泥、紫外线,二噁英,2.造纸及纸浆工程,环境中的二噁英：,90%,来源于,城市和工业垃圾焚烧,环境中的二噁英：90%来源于城市和工业垃圾焚烧,垃圾焚烧过程中二噁英形成机理：,氯乙烯等含氯塑料燃烧后形成,氯苯,，氯苯成为,二噁英合成的前体,其他含,氯,、含,碳,物质（如纸张、木制品、食物,残渣等）经,铜,、,钴,等金属离子的催化作用不经,氯苯而生成二噁英,垃圾焚烧过程中二噁英形成机理：,三.二噁英毒性当量（TEQ）,以毒性最强的,2,3,7,8-TCDD,为,比较基准,等效毒性系数（TEF）,（1）,TEQ=（TEF,i,i异构物之浓度）,二噁英毒性当量概念包含,两个基本假设,：,不同异构体的毒性具有相加性,不同异构体具有相同的毒作用机理,三.二噁英毒性当量（TEQ）,四.二噁英的毒理学特点,1.二噁英的人体暴露与含量,消化道摄入,是二噁英暴露主要途径，占90%以上,垃圾焚烧从业人员血液中二噁英含量为806 pg,TEQ/L，是正常人群的40倍左右,四.二噁英的毒理学特点,来自,鱼贝类,、,肉蛋类,和,奶制品,的二噁英占食物摄入量,的,78.l%,91.1%,来自鱼贝类、肉蛋类和奶制品的二噁英占食物摄入量,美国大湖流域监测结果：,25%的鱼体内检出2,3,7,8-TCDD（0.5,2pg/g）,10%的鱼体内2,3,7,8-TCDD含量超过5 pg/g，最高达,85 pg/g,工业化国家民众二噁英体内负荷：,2,6 ng TEQ/kg体重（10,30 pg TEQ/g脂肪）,累积在人体内的以,六、七及八氯的二噁英,（不包括呋,喃）为主,美国大湖流域监测结果：,母乳喂养的婴幼儿单位体重二噁英摄入量明显高于成,人，平均为60 pg TEQ/kgd。,母乳喂养的婴幼儿单位体重二噁英摄入量明显高于成,2.二噁英的体内代谢过程,吸收,呼吸道 吸收率80%以上,消化道：,主要途径,皮肤,在血液中与脂肪结合,分布,：,肝脏、脂肪,（主要场所）,代谢,非常缓慢,排泄,主要随胆汁从肠道排泄,极少量经肾脏随尿排泄,乳汁（较显著的排泄途径）,2.二噁英的体内代谢过程,3.二噁英的毒性作用,（1）二嗯英的一般毒性,靶器官：,皮肤,和,肝脏,皮肤,氯痤疮,过度角化、色素沉着与多毛症,引起实验动物肝实质细胞的增生、肥大,肝,脏肿大,肝脏变性、坏死及肝功能异常,引起实验动物,卟啉合成,异常，尿中粪卟啉和尿,卟啉增加,急性中毒症状：,染毒几天内出现严重的体重丢失，,伴有肌肉和脂肪组织的急剧减少（废物综合征）,慢性毒性症状：,动物血中甲状腺素（T4）降低，,垂体甲状腺刺激激素（TSH）分泌增多，甲状腺,滤泡细胞肥大和增生，最终出现甲状腺肿瘤,豚鼠对二噁英的毒性最为敏感，LD,50,是叙利亚地,鼠的1/5000,急性中毒症状：染毒几天内出现严重的体重丢失，,（2）二噁英的生殖发育毒性,损害雌性动物的卵巢功能，抑制雌激素的作,用,动物不孕、胎仔数减少、流产等,孕鼠以毒性剂量以下的二噁英染毒,：,胎鼠产生腭裂、肾盂积水、胸腺和脾脏萎,缩、皮下水肿以及生长迟缓等,雄性仔鼠前列腺变小，精细胞减少、成熟,精子退化等,（2）二噁英的生殖发育毒性,生产中接触2,3,7,8-TCDD的男性工人血清睾酮,降低，促卵泡素和黄体激素增加,二噁英可能,有抗雄激素和雌性化作用,生产中接触2,3,7,8-TCDD的男性,一些学者认为，近年在世界各地观察到的男性精子,数量和质量的降低与环境内分泌污染物暴露有关,一些学者认为，近年在世界各地观察到的男性精子,（3）二噁英的致癌性,二噁英在绝大多数体内和体外,致突变试验中呈,现阴性,2,3,7,8-TCDD可在实验动物多个部位诱发肿瘤,很强的促癌作用,在一些人类中毒事件中，二噁英被认为与致癌,率增加有关,1997年国际癌症研究机构（IARC）将,2,3,7,8-,TCDD,定为,明确的人类致癌物,（3）二噁英的致癌性,（4）二噁英的免疫毒性,引起实验动物胸腺萎缩,胸腺皮质中淋巴细,胞减少,对于正在发育的婴幼儿的免疫毒性更强,2,3,7,8-TCDD染毒导致动物对微生物感染的抵,抗力显著降低,影响白血球的成熟和分化,（4）二噁英的免疫毒性,4.二噁英的毒作用机理,与芳香烃受体的结合,芳香烃受体：,存在于较高等动物细胞质中，类似,于激素受体的结合蛋白。,二噁英,芳香烃受体,复合物,DNA特定基因,毒性,类二噁英物质,：,多溴二噁英与呋喃、部分多氯联苯,类、偶氮联苯类、多环芳烃类等,4.二噁英的毒作用机理,五.二噁英对野生动物的影响,1970年，北美五大湖区出现野生动物异常现象：,黑脊鸥、秃鹰、鸬鹚、燕鸥、夜鹭等鸟类产生幼,鸡水肿，鸥蛋无法孵化或产出畸形后代等,黑脊鸥鸟蛋中检出含TCDD 489,1996 ng/kg,该水域鱼类如鳟和鲑等，产生鱼卵水肿、孵化率,与存活率降低,鱼类体内检出二噁英,五.二噁英对野生动物的影响,第三节 多氯联苯,一.多氯联苯的理化性质,209种,异构体,共面式多氯联苯,（68种）,耐热性和绝缘性良好，,化学性质稳定，不溶于水，,易溶于有机溶剂和脂肪，,燃烧后会产生HCl和二噁英,第三节 多氯联苯,二.多氯联苯的使用与排放,用途,电容器及变压器的绝缘油（用量最多）,无碳影印纸与塑胶的添加剂,其他用途,全世界产量,（不含前苏联）：,约150 万t（26000 t/a）,1980,1984年：16000 t/a,1984,1989年：10000 t/a,二.多氯联苯的使用与排放,多氯联苯使用时期：,全世界每年有,2500 t,流失于环境,80%,通过燃烧含PCBs的纸张、塑胶物质、润,滑油及涂漆等而释放,20%,以泄漏或大气蒸散方式进入环境,超过,95%,排放至陆地,主要,蓄积库：,土壤,和,底泥,多氯联苯使用时期：,目前较重要的排放源：,处理含多氯联苯废弃物的焚化炉、废弃物填埋场、,废水处理厂污泥等,热解、水泥生产、化学去氯、萃取、生物还原等,过程,二噁英的一些产生源,目前较重要的排放源：,多氯联苯在底泥中的半减期：,9.5年,含氯数为,5,7,的多氯联苯具有,较佳的生物可利用性,和,较长的体内停留时间,多氯联苯在底泥中的半减期：9.5年,三.多氯联苯的毒理学特点,1.多氯联苯的人类暴露与体内含量,进入人体主要途径：,食物摄取,工业国家民众二噁英暴露量：1.3 pg TEQ/kgd,（不含共面式多氯联苯）,英国人二噁英类每日平均暴露剂量：2.4 pg,TEQ/kg（含共面式PCBs约0.9 pg TEQ/kg）,工业化国家民众每日总PCBs剂量：5,100g,格陵兰人体内PCBs浓度高于加拿大人15,18倍,三.多氯联苯的毒理学特点,共面式多氯联苯在血液中的含量：,德国：9.1 pg TEQ/g脂肪,西班牙：7.03 pg TEQ/g脂肪,日本和韩国：l5 pg TEQ/g脂肪,美国：6.6 pg TEQ/g脂肪,共面式多氯联苯在血液中的含量：,2.多氯联苯的体内代谢过程,吸收,呼吸道,消化道：,主要途径，吸收最多,皮肤,分布：,肝脏、脂肪、皮肤、乳汁等,代谢：,代谢速率随氯原子的增加而降低,排泄,主要随胆汁从肠道排泄,（羟基代谢物、含酚,代谢物）,少量经肾脏随尿排泄和随乳汁排泄,2.多氯联苯的体内代谢过程,3.多氯联苯毒作用及其机理,含有4,6个氯的PCBs毒性较强,急性毒性：,大鼠口服LD50 2000,19000 mg/kg,靶器官：,肝脏、皮肤、免疫系统、生,殖系统、消化道、甲状腺等,3.多氯联苯毒作用及其机理,慢性毒性：,神经毒害、免疫力降低、肝毒害、致,癌性、发育毒性、致畸性、皮肤毒,性、生殖毒害等,对幼体的神