【正文】 物質等。 溫度：溫度超過各種微生物適宜生長的溫度范圍，導致微生物生長不利，甚至死亡，有機物降解速率快速下降，甚至為零。但在生長溫度范圍內適當升高，則加速有機物降解。 pH：通常在 5～ 9。由于微生物生長的適合 pH不一定就是微生物作用酶催化有機底物降解的適當條件，可通過試驗在微生物生長合適的 pH范圍內進行最佳選定。 溶解氧：好氧和厭氧微生物降解有機物質的途徑不同，前者降解速率顯著大于后者。對溶解氧濃度要求不同。 其他共存物質的影響。 第五節(jié) 污染物質的毒性 一、毒物 毒物是進入生物機體后可使體液和組織發(fā)生生物化學變化，干擾或破壞機體的正常生理功能，并引起暫時性或持久性病理損害，甚至可造成生命危險的物質。 需要注意的是，該定義受到多種因素的限制，如進入機體的物質數(shù)量、生物種類、生物暴露于毒物的方式等。限制因素的改變，可使非毒物成為毒物，反之亦然。 毒物可按其作用于機體的主要部位，也可按作用性質進行分類。 污染物質的毒性 二、毒物的毒性 影響毒物毒性的因素： 1）毒物的化學結構和理化性質 2）毒物所處的基體因素 3）機體暴露于毒物的狀況 4）生物因素 5）生物所處的環(huán)境 其中關鍵性的因素之一是毒物的劑量（濃度），因為毒物毒性在很大程度上取決于毒物進入機體的數(shù)量，而該數(shù)量與毒物計量（濃度）密切相關。 劑量 反應關系 毒物的毒性 劑量－反應關系 效應：毒理學中毒物劑量（濃度）與引起個體生物學的變化稱為效應； 反應：毒理學中把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等的變化稱為反應。 劑量－反應關系：毒物劑量（濃度）與反應（效應）變化之間存在著一定的關系，稱為劑量 反應關系或劑量 效應關系 。 劑量 反應關系曲線大多呈 S形，即在劑量開始增加時，反應變化不明顯，隨著劑量的繼續(xù)增加，反應變化趨于明顯，到達一定程度后，變化又不明顯。 劑量 反應關系 毒物的毒性 毒物作用 1）毒物作用的快慢：急性、慢性和亞急（或亞慢）性三種。高劑量（濃度）毒物在短時間進入機體致毒稱為急性毒作用；低劑量毒物長期逐漸進入機體，積累到一定程度致毒稱為慢性毒作用；而介于兩者之間的作用為亞急性或亞慢性毒作用。 2）急性毒作用的表示：用半數(shù)有效濃度 EC50或半數(shù)有效劑量 ED50來表示，兩者分別代表毒物引起一群受試生物的半數(shù)產生同一毒作用所需要的毒物濃度和毒物劑量。若以死亡率作為毒作用的觀察指標，稱為 LC50和 LD50 。 3） 慢性毒性作用的表示：閾劑量或最高允許劑量。 物質的急性毒性根據(jù)半數(shù)致死劑量，一般分為 4～ 5級。 污染物質的毒性 三、毒物的聯(lián)合作用： 兩種或兩種以上毒物同時作用于機體所產生的綜合毒性稱為毒物的聯(lián)合作用。 協(xié)同作用：聯(lián)合作用的毒性大于其中各個毒物成分單獨作用毒性的總和，如以死亡率作為毒性的觀察指標，兩種毒物單獨作用的死亡率分別為 M1和 M2， 則協(xié)同作用的死亡率MM1+M2。 相加作用：指聯(lián)合作用的毒性等于其中各毒物成分單獨作用毒性的總和，即其中各毒物成分之間均可按比例取代另一毒物成分，混合物毒性無變化， M＝ M1+M2。 毒物的聯(lián)合作用 獨立作用：各毒物對機體的侵入途徑、作用部位、作用機理等不相同，因而在其聯(lián)合作用中各毒物生物學毒性彼此無關、互不影響。獨立作用的毒性低于相加作用，但高于其中單項毒物的毒性。 M＝ M1+M2（ 1－ M1）。 拮抗作用：聯(lián)合作用的毒性，小于其中各毒物成分單獨作用毒性的綜合。 其中某一毒物成分能促進機體對其他毒物成分的降解加速、排泄加快、吸收減少或產生低毒代謝產物等，使混合物毒性減少。 MM1， M2。 毒物的聯(lián)合作用 等效應圖：以半數(shù)致死劑量（濃度）為等效應計量，繪圖評定聯(lián)合作用類型的方法 。 污染物質的毒性 四、毒作用的過程： 一般要經過三個過程： 毒物被機體吸收，經分布、代謝轉化，并有一定程度的排泄，達到其靶器官中的受體。靶器官是毒物首先在機體中達到毒作用臨界濃度的器官，受體是靶器官中相應毒物分子的專一性作用部位。 毒物或活性代謝產物與受體進行原發(fā)反應，使受體改性，隨后引起生物化學效應。 引起一系列病理、生理的繼發(fā)反應，出現(xiàn)中毒癥狀。 污染物的毒性 五、毒作用的生物化學機制 根據(jù)毒作用過程，毒物及其代謝的活性產物與機體靶器官中受體間的生物化學反應及機制，是毒作用的啟動過程。 酶活性的抑制 毒物進入機體后，一方面在酶催化下進行代謝轉化，另一方面也可干擾酶的正常作用，包括酶活性、數(shù)量等方面，從而有可能導致機體的損害，其中最常見的是對酶活性的抑制。 1）有機物可與酶共價結合，通常通過酶活性內羥基進行。如有機磷酸酯和氨基甲酸酯對膽堿酯酶的結合，可對乙酰膽堿酯酶造成不可逆的抑制，使其無法執(zhí)行原有催化乙酰膽堿水解的作用，最終造成一系列神經中毒癥狀。 酶活性的抑制 結合過程對乙酰膽堿酯酶活性造成不可逆抑制，再也不能執(zhí)行原有的催化乙酰膽堿水解的功能。 酶活性的抑制 2）有些重金屬離子與含有巰基的酶強烈結合，可能的金屬離子有鉛、汞、鎘和銀離子等。酶的巰基即使有些在酶活性中心之外，但可幫助維持酶分子構象，對酶活性來說至關重要。重金屬離子與含巰基的酶進行可逆非競爭性結合，使酶失去活性。這些重金屬離子也能抑制巰基在酶活性中心之內的酶，可能也是通過重金屬離子與巰基結合實現(xiàn)的。 酶活性的抑制 3）某些金屬取代金屬酶中的不同金屬。金屬酶是以金屬離子為輔酶或作為輔酶中某一成分的酶類。由于性質相近、離子半徑相近，可以發(fā)生取代，而取代后的酶活性受到抑制。 毒作用的生物化學機制 致突變作用：基因突變和染色體突變 指生物細胞內 DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。這種突變作用可遺傳給后代。具有致突變作用的污染物稱為致突變物。 1）基因突變： DNA中堿基對的排列順序發(fā)生變化，包括堿基對的轉換、顛換、插入和缺失四種類型。 2）染色體突變：細胞內染色體是一種復雜的核蛋白結構，主要成分為 DNA， 在染色體上排列著很多基因。若改變限于基因范圍，為上述的基因突變；若改變涉及整個染色體，呈現(xiàn)染色體數(shù)目或結構的改變，則稱為染色體畸變。 亞硝胺類、苯并芘類、甲醛、苯、砷、鉛、烷基汞、甲基對硫磷等環(huán)境污染物。 基因突變 毒作用的生物化學機制 致癌作用 致癌是體細胞不受控制地生長。能在動物和人體中引起致癌的物質稱為致癌物。有化學、物理和生物性致癌物之分。其中主要為化學致癌物，其中又以合成化學物質為主。 化學致癌物根據(jù)作用機理分為遺傳毒性致癌物和非遺傳毒性致癌物。 遺傳毒性致癌物 1）直接致癌物 2）間接致癌物，又稱為前致癌物 非遺傳致癌物：不與 DNA反應，而是通過其他機制，影響或呈現(xiàn)致癌作用的物質。 致畸作用 遺傳因素、物理因素、化學因素、生物因素、母體營養(yǎng)缺乏或內分泌障礙等可引起先天性畸形，稱為致畸作用。 不同的致畸物對 胚胎發(fā)育 各個時期的效應往往具有特異性，因此其致畸機制不完全相同，主要有：對酶活性的抑制作用、引起染色體數(shù)目缺少或過多、干擾生殖細胞遺傳物質的合成等。 毒作用的生物化學機制