環(huán)境毒理學(xué)

前言

作為毒理學(xué)的一個(gè)分支，環(huán)境毒理學(xué)涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，這些領(lǐng)域相互交叉、相互滲透，其內(nèi)容非常豐富。盡管有關(guān)環(huán)境毒理學(xué)研究的文獻(xiàn)資料可以大量查閱，但要對(duì)環(huán)境毒理學(xué)有一個(gè)比較全面和較為深入的了解，閱讀和學(xué)習(xí)一本知識(shí)系統(tǒng)化的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍無(wú)疑是很有幫助的。我國(guó)很多高校都為相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生開(kāi)設(shè)了《環(huán)境毒理學(xué)》，為研究生開(kāi)設(shè)這門(mén)課的學(xué)校和專(zhuān)業(yè)也在不斷增加，順應(yīng)了當(dāng)代社會(huì)解決環(huán)境問(wèn)題對(duì)人才培養(yǎng)的需求。2005年出版的高等學(xué)校教材《環(huán)境毒理學(xué)》，承蒙師生和同仁的厚愛(ài)被多所高校選用，但也存在內(nèi)容整體偏淺、知識(shí)更新不夠等不足，已不能滿足研究生和本科生教育以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和其他相關(guān)人士對(duì)環(huán)境毒理學(xué)知識(shí)的需求。在廣泛收集使用2005年出版的《環(huán)境毒理學(xué)》教材的師生及同仁的意見(jiàn)和建議的基礎(chǔ)上，吸收近年來(lái)國(guó)內(nèi)外毒理學(xué)研究進(jìn)展和不同領(lǐng)域?qū)Χ纠韺W(xué)的應(yīng)用需求，本書(shū)在原版的基礎(chǔ)上，重新組織材料進(jìn)行了全面更新。本書(shū)主要是針對(duì)環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、安全工程、環(huán)境微生物、生命科學(xué)、生物技術(shù)等專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需要而設(shè)計(jì)編寫(xiě)的一本綜合性技術(shù)書(shū)籍，打破了老版本的框架，以新的理念重新構(gòu)建了環(huán)境毒理學(xué)的體系。在此體系內(nèi)，力求從理論和實(shí)踐方面對(duì)環(huán)境毒理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行比較系統(tǒng)和全面的闡述，既對(duì)環(huán)境毒理學(xué)基本理論和研究方法予以高度重視，又注重吸收和總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)的科研成果，介紹新知識(shí)、新方法、新體系，以反映當(dāng)代環(huán)境毒理學(xué)的最新成就和發(fā)展動(dòng)態(tài)。本書(shū)按照知識(shí)結(jié)構(gòu)依次分為五個(gè)板塊，涵蓋了環(huán)境毒理學(xué)從分子到生態(tài)系統(tǒng)水平的大部分內(nèi)容。第一板塊包括了前四章內(nèi)容，通過(guò)環(huán)境毒理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展、污染物的環(huán)境生態(tài)行為、環(huán)境污染物的毒性作用機(jī)理，以及環(huán)境毒理學(xué)研究的方法論等主要內(nèi)容的介紹，闡述了環(huán)境毒理學(xué)的基礎(chǔ)、擴(kuò)展概念、毒性機(jī)理和一般研究思路；第二板塊包括第5～8章，分別討論了典型無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物、生物毒素與病原微生物的環(huán)境生態(tài)行為和毒性效應(yīng)，還介紹了輻射與超聲波污染的毒性效應(yīng)；第9章為第三板塊，主要介紹了水體、土壤、大氣等復(fù)合污染的環(huán)境毒理學(xué)與研究方法論；第10章為第四板塊，主要介紹了動(dòng)物毒理學(xué)、植物毒理學(xué)、陸地生態(tài)毒理學(xué)、淡水生態(tài)毒理學(xué)和海洋與河口生態(tài)毒理學(xué)的一些具體研究方法；第11章為第五板塊，介紹了環(huán)境污染物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論和方法。本書(shū)的這一構(gòu)架體系，有利于讀者從概貌到細(xì)部、由表及里、由淺入深地系統(tǒng)學(xué)習(xí)，研究方法和實(shí)例也為實(shí)踐提供了借鑒和指導(dǎo)。本教材由哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李建政和赫俊國(guó)、黑龍江大學(xué)的劉春濤、哈爾濱理工大學(xué)的秦智、河南城建學(xué)院的劉章現(xiàn)和李曉燕合作完成，由李建政任主編并負(fù)責(zé)材料的審核和統(tǒng)稿，劉春濤和赫俊國(guó)任副主編并負(fù)責(zé)全書(shū)材料的整理和審校。各章的主要完成人：第1章、第9章、李建政；第2章，赫俊國(guó)；第3章、第6章和第11章，劉春濤；第4章、第7章和第8章，秦智；第5章，李曉燕；第10章，劉章現(xiàn)。在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中得到了許多學(xué)者和專(zhuān)家的大力支持和幫助，其中哈爾濱工業(yè)大學(xué)的岳秀麗和黑龍江大學(xué)的于秀娟為本書(shū)的構(gòu)架和主體內(nèi)容構(gòu)思提供了很好的建議，鄭國(guó)臣、昌盛、張立國(guó)等博士研究生和王茜、高晨晨、倪佳、趙月、高銘晶等碩士研究生，在資料收集、書(shū)稿校對(duì)以及教材試用等方面也對(duì)本教材的最終出版做出了貢獻(xiàn)，在此一并致謝。限于作者水平，不足之處在所難免，希望讀者對(duì)本教材中存在的不足之處給予批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)是針對(duì)環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、安全工程、環(huán)境微生物、生命科學(xué)、生物技術(shù)等專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的需要而編寫(xiě)，涵蓋了環(huán)境毒理學(xué)從分子到生態(tài)系統(tǒng)水平的大部分內(nèi)容。本書(shū)在闡明環(huán)境毒理學(xué)的基礎(chǔ)、擴(kuò)展概念、毒性機(jī)理和一般研究思路的基礎(chǔ)上，分別討論了典型無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物、生物毒素與病原微生物的環(huán)境生態(tài)行為和毒性效應(yīng)以及輻射與超聲波污染的毒性效應(yīng)，介紹了水體、土壤、大氣等復(fù)合污染的環(huán)境毒理學(xué)與研究方法論，動(dòng)物毒理學(xué)、植物毒理學(xué)、陸地生態(tài)毒理學(xué)、淡水生態(tài)毒理學(xué)和海洋與河口生態(tài)毒理學(xué)的一些具體研究方法，以及環(huán)境污染物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論和方法。本書(shū)有利于讀者從概貌到細(xì)部、由表及里、由淺入深地系統(tǒng)學(xué)習(xí)，研究方法和實(shí)例也為實(shí)踐提供了借鑒和指導(dǎo)。    本書(shū)不僅可以作為高等院校環(huán)境科學(xué)各專(zhuān)業(yè)本科生和研究生的教材，也可供從事環(huán)境毒理、安全工程和環(huán)境保護(hù)工作專(zhuān)業(yè)人員以及科研人員和管理人員閱讀參考。

書(shū)籍目錄

第1章  概論  1.1  環(huán)境毒理學(xué)的概念及學(xué)科地位    1.1.1  概念    1.1.2  學(xué)科地位  1.2  環(huán)境毒理學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)及內(nèi)容    1.2.1  研究對(duì)象    1.2.2  主要任務(wù)    1.2.3  研究?jī)?nèi)容  1.3  環(huán)境毒理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展    1.3.1  毒理學(xué)溯源    1.3.2  現(xiàn)代毒理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展    1.3.3  環(huán)境毒理學(xué)的發(fā)展  1.4  環(huán)境毒理學(xué)發(fā)展趨勢(shì)第2章  污染物的環(huán)境生態(tài)行為  2.1  污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化    2.1.1  污染物在環(huán)境中的遷移    2.1.2  污染物在環(huán)境中的形態(tài)和分布    2.1.3  污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化  2.2  外源化學(xué)物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)    2.2.1  生物膜的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)    2.2.2  外源化學(xué)物的吸收    2.2.3  外源化學(xué)物在生物體內(nèi)的分布    2.2.4  外源化學(xué)物的排泄  2.3  外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化    2.3.1  基本概念和一般機(jī)理    2.3.2  生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類(lèi)型    2.3.3  外源化學(xué)物對(duì)生物轉(zhuǎn)化酶的誘導(dǎo)和抑制    2.3.4  生物轉(zhuǎn)化的物種和個(gè)體差異  2.4  外源化學(xué)物的生物蓄積與放大    2.4.1  生物蓄積和生物濃縮    2.4.2  超量蓄積    2.4.3  生物放大  2.5  外源化學(xué)物代謝動(dòng)力學(xué)    2.5.1  概述    2.5.2  基本概念和基本參數(shù)    2.5.3  外源化學(xué)物代謝動(dòng)力學(xué)模型第3章  化學(xué)污染物的毒性作用第4章  環(huán)境毒理學(xué)方法論第5章  無(wú)機(jī)污染性的毒性效應(yīng)第6章  有機(jī)污染性的毒性效應(yīng)第7章  輻射與超聲波的毒性效應(yīng)第8章  生理毒素與病原微生物的毒理學(xué)作用第9章  環(huán)境毒理學(xué)分論第10章  環(huán)境毒理學(xué)常用研究方法第11章  生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）對(duì)呼吸道黏膜的刺激和腐蝕作用顆粒物除本身含有的有毒物質(zhì)外，還能在表面吸附有毒氣體（如S02、N02、HF、硫酸霧、Cl2等）和大量有毒金屬及其他化合物，這些有毒化合物可刺激和腐蝕呼吸道黏膜。長(zhǎng)期接觸時(shí)可使呼吸道防御機(jī)能降低，發(fā)生慢性支氣管炎、支氣管哮喘等疾病，使呼吸道發(fā)病率升高。（2）對(duì)肺細(xì)胞的腐蝕和損傷吸附了各種有毒物質(zhì)的顆粒物到達(dá)肺泡區(qū)后，可對(duì)肺泡細(xì)胞和其他種類(lèi)的肺細(xì)胞產(chǎn)生刺激、腐蝕甚至破壞作用，引起肺氣腫、肺水腫等疾病。不同來(lái)源的顆粒物，其毒性因組分不同而有很大差異。按照對(duì)肺細(xì)胞毒性的大小表現(xiàn)為：燃煤煙塵>城市顆粒物>地面揚(yáng)塵。（3）誘發(fā)心血管疾病粒徑在0.01～5μm的顆粒物可進(jìn)入呼吸道深部，沉積在肺泡壁，引起慢性阻塞性肺部疾病，如慢性支氣管炎、支氣管哮喘、彌漫性肺氣腫和肺纖維性變等。因肺氣腫而有大量的肺泡受損，使氧在肺泡內(nèi)失去彌散交換的功能，引起低氧血癥，肺泡壁的纖維增生、變性損害肺泡壁上的微細(xì)血管，導(dǎo)致小動(dòng)脈和小靜脈狹窄阻塞，造成肺部血管阻力增加，使肺動(dòng)脈壓升高進(jìn)而使右心室肥大，最終導(dǎo)致肺性高血壓和肺心病。（4）免疫毒性顆粒物可引起抗體免疫功能下降。小學(xué)生長(zhǎng)期暴露于顆粒物污染的空氣中其免疫功能受到明顯抑制。長(zhǎng)期居住在顆粒物污染嚴(yán)重地區(qū)的人群如咳嗽、咳痰、氣急等呼吸道患病率和呼吸道疾病有關(guān)癥狀的出現(xiàn)率增加。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，其原因主要是顆粒物對(duì)局部淋巴結(jié)核巨噬細(xì)胞的吞噬功能抑制導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn)，顆粒物粒徑越小其免疫毒性和肺毒性越大。（5）職業(yè)病石棉在使用和分布上非常廣泛，多種職業(yè)和場(chǎng)所都能發(fā)生對(duì)石棉微粒的公共接觸。例如石棉礦石的開(kāi)采加工、墻板和絕緣材料等石棉產(chǎn)品的制造、石棉防火材料的應(yīng)用、建筑物的拆毀及對(duì)閘襯和離合器飾面的摩擦等。吸入石棉一類(lèi)的纖維碎片是患職業(yè)肺病——石棉沉著病的原因。該病的特點(diǎn)是在下肺葉上有彌漫性纖維生成或瘢痕出現(xiàn)，常見(jiàn)于已接觸石棉20～40年的工人身上。（6）間接毒性作用大氣顆粒物可以形成霧，使陰霾天氣增多，減弱太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。據(jù)測(cè)量，0.5～0.8mg／m3的顆粒物能降低太陽(yáng)輻射40％左右。290～315nm波長(zhǎng)的紫外線能使皮膚中的7一脫氫膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D，具有抗佝僂病作用，紫外線還具有殺菌作用，故在顆粒物污染嚴(yán)重的地區(qū)，兒童佝僂病和一些借助空氣傳播的傳染病發(fā)病率增高。（7）致突變和致癌作用來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的研究結(jié)果表明，顆粒物的有機(jī)提取物，均有不同程度的致突變性，且以移碼突變?yōu)橹鳎f(shuō)明顆粒物中既含有直接致突變物還含有間接致突變物。城區(qū)大氣顆粒物的致突變活性強(qiáng)于郊區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)，城區(qū)中又以工業(yè)區(qū)致突變性最強(qiáng)。顆粒物粒徑越小，致突變活性越高。粒徑不大于2μm的顆粒物其致突變活性占總突變活性的52％～98％。此外，有機(jī)提取物還可以引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化，并與DNA形成多種加合物等。對(duì)大氣顆粒物無(wú)機(jī)提取物的致突變性研究結(jié)果表明，大氣顆粒物的無(wú)機(jī)提取物也具有遺傳毒性，也可引起染色體斷裂和DNA損傷。

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