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环境生态学
1.13.3.2 10.3.2 毒理学常用的剂量参数

10.3.2 毒理学常用的剂量参数

同一种化学物质,不同剂量对机体作用的性质和程度不同。毒理学常用的几个剂量概念如下所述。

1.致死剂量

致死剂量(lethal dose,LD)是指以机体死亡为观察指标而确定的外来化学物质的量。按照可引起机体死亡率不同而有以下几种致死剂量。

①绝对致死剂量(absolute lethal dose,LD100),是指能引起所观察个体全部死亡的最低剂量,或在试验中可引起受试动物全部死亡的最低剂量。

②半数致死剂量(half lethal dose,LD50),又称致死中量(median lethal dose),是指引起一群个体50%死亡所需剂量。一般以mg/m3和mg/L来表示。

半数耐受限量(median tolerance limit,TLm),也称半数存活浓度,是指在一定时间内受试动物中50%个体能够耐受的某种环境污染物的浓度。一般用TLm48表示在一定浓度下,经48h50%的受试动物可以耐受,即有50%的个体死亡。如经96h,则为TLm96。

③最小致死剂量(minimum lethal dose,LDmin),指在一群个体中仅引起个别死亡的最低剂量,低于此剂量则不能使受试动物出现死亡。

④最大耐受剂量(maximum tolerance dose,TDmax),指在一群个体中不引起死亡的最高剂量。

2.半数效应剂量

半数效应剂量(median effective dose,ED50),是指外来化学物质引起机体某项生物效应发生50%改变所需的剂量。例如以某种酶的活性作为效应指标,整体试验可测得抑制酶活性50%时的剂量(ED50),离体试验可测得抑制该酶活性50%时的化学物质浓度称为半数抑制浓度(median inhibition concentration,IC50)。IC50也可用其反对数(PI50)表示。

3.最小有作用剂量

最小有作用剂量(minimal effect level,ELmin),也称中毒阈剂量(toxic threshold level)或中毒阈值(toxic threshold value),是指外来化学物质按一定方式或途径与机体接触时,在一定时间内,使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体开始出现损害作用所需的最低剂量。最小有作用浓度则表示环境中某种化学物质能引起机体开始出现某种损害作用所需的最低浓度。

4.最大无作用剂量

最大无作用剂量(maximal no-effect level,NELmax),又称未观察到作用剂量,是指外来化学物质在一定时间内按一定方式或途径与机体接触后,用目前最为灵敏的方法和观察指标,未能观察到任何对机体损害作用的最高剂量。对于环境中的外来化学物质则称为最大无作用浓度。

最大无作用剂量或浓度是根据慢性或亚慢性毒性试验的结果确定的,是评定外来化学物质对机体损害的主要依据,是制定每日容许摄入量(acceptable daily intake,ADI)和最高容许浓度(maximal allowable concentration,MAC)的基础。ADI是指人类终生每日随同食物、饮水和空气摄入的某一外来化学物质不致引起任何损害作用的剂量。MAC是指环境中某种外来化学物质对人体不致造成任何损害的浓度。

5.毒性作用带

毒性作用带(toxic effect zone)是一种根据毒性和毒性作用特点综合评价外来化学物质危险性的指标。常用的有急性毒性作用带(acute toxic effect zone)和慢性毒性作用带(chronic toxic effect zone)。

急性毒性作用带=半数致死剂量/急性毒性最小有作用剂量   (10.1)

这一比值愈大,就表明急性毒性作用带愈大,急性毒性最小有作用剂量与可能引起死亡的剂量(以LD50表示)的差距也愈大,此外来化学物质引起死亡的危险性就愈小;反之,比值愈小,则引起死亡的危险性就愈大。

慢性毒性作用带=急性毒性最小有作用剂量/慢性毒性最小有作用剂量   (10.2)

这一比值愈大,表明引起慢性中毒的可能性愈大;反之,引起慢性中毒的可能性愈小,而引起急性中毒危险性相对较大。此种表示方法亦可用于亚慢性毒性作用(亚慢性毒性作用带)。

6.毒性单位与分级

毒性大小与半数致死量成反比,不同化学物质之间毒性的差别相当大,可达到百万甚至几百万倍。

1)毒性单位

一般吸入毒性以空气中的浓度mg/m3、mg/L或μL/L表示,其他途径则以单位体重即mg/kg或mL/kg表示。

2)毒性分级

毒性分级在预防中毒等方面有着重要的意义,化学物质的生产、包装、运输、贮存和使用,均必须按所属毒性级,采取相应的防护措施。此外,为了便于制定和比较环境质量标准等,也必须将它们按毒性进行分级。但目前使用的分级方法、标准和毒性级的名称在毒理学文献中很不统一,因而往往造成混乱和判断错误,目前要统一也比较困难。现将目前国内较为通用的毒性分级系统列于表10-2与表10-3。

表10-2 我国工业毒物急性毒性分级

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续表

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*TLm为半数存活浓度(1981年全国农药毒性及残留量科研汇报会建议)。