12.1.1环境激素
“激素”源于希腊语(hormao),最早被译为“荷尔蒙”,是“刺激”的意思,可定义为“由体内特定器官所产生的、通过血液输送到其他器官的、以极其微小的量来产生调节生物体代谢、平衡作用的生理化学物质的总称”。(
大文学)
激素对生物体具有刺激和抑制的双重效应,激素能够发动或抑制某些特殊生理机能,能减慢或加快目标细胞发挥正常功能的速度。
目前,科学家已在人体内发现了100多种激素,这些激素对调整生物体健康成长都发挥着很大作用,激素分泌太多或太少,都会引起疾病,因激素失调造成的疾病也不少,用药物可以改变人体激素的分泌量。
在生命体内,激素不是直接对生物体起作用,它是一种在体内起调节作用的物质。激素在血液中的浓度非常低,1毫升血液中即使只存在1纳克激素,也能发挥作用。因此,生物体内激素的分泌只要出现极其微量的变化,就会造成生物体的极大异常现象,扰乱整个生物体的协调与平衡。
因此,激素具有两个重要的特征,一是激素的作用对象是生物体的收容器官,激素与收容器官的细胞结合,产生影响生命活动的各种化学反应;二是激素可以以极其微小的量来产生对生物体的巨大影响。(
无厘红尘)
环境激素是指由于人类的生产和生活活动而释放到环境中的、对动物体内和人体内原本营造的正常激素功能施加影响,从而影响内分泌系统的化学物质的作用的物质,通称为“外源性干扰内分泌的化学物质”(以区别于生物体本身分泌的激素)。这是一类对生物体有害的化学物质,具有类似雌激素的作用,有时也称为环境雌激素。释放到环境中的环境激素可导致生物和人体的性激素分泌量及活性下降,精子数量减少,生殖器官异常,并使生殖能力降低,后代的健康与成活率下降,环境激素还可能影响到各种生物的免疫系统和神经系统,导致生物基因突变、癌症等疾病的发病率增加。
全球已发现和合成的化学物质已达2000多万种,其中90%以上是人工合成的化学物质,每年新合成的化学物质就达10万种,这些化学物质在生产、贮存、运输和使用的过程中不可避免地会进入环境,引起环境污染。(
大豪门)但并非所有的化学物质都是环境激素。
目前已有70多种人工合成的化学物质(以及它们的衍生物)显示出不同程度的雌激素活性,干扰生物的内分泌,被初步确认为环境激素类物质,其中除了少数几种重金属(镉、铅、汞)外,其余的都是有机物,包括农药、多氯联苯、增塑剂、塑料以及药厂生产的避孕药和雌性激素等。随着新的合成物质的出现和研究工作的发展,还会不断发现新的环境激素类物质。
12.1.2环境激素的种类
环境中的环境激素类物质种类繁多,来源各样。各种农药、除草剂、涂料、洗涤剂、表面活性剂、染料、芳香剂的大量使用,塑料制品、食品、药品、化妆品中添加剂的释放、扩散,动植物分泌,垃圾焚烧,空气挥发等都是重要来源。
酞酸酯(paes)一般呈无色油状粘稠液体,难溶于水,易溶于有机溶剂和类酯,常温下蒸气压低不易挥发,通常可用酞酸酐与各种醇类之间的酯化反应制取。(
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酞酸酯类化合物主要用于塑料的改性添加剂,用于增大塑料的可塑性和强度,少量用于农药、涂料、印染、化妆品、油漆和香料的生产,是环境中常见的有机污染物,特别是作为塑料增塑剂,由于未聚合到塑料基质中,随着使用时间的推移,可由塑料中转移到环境中去,造成对水体等的污染。由于人体同塑料制品的接触,酞酸酯也可直接进入人体造成不同程度的危害。
酞酸酯的急性毒性强度不大,对ames试验呈阴性反应,给予大剂量的情况下,对动物有致畸胎和致突变作用。用聚氯乙烯袋贮存的血浆在4c保存一天后,有50—70毫克/升的dehp进入血浆,病人输入这种血浆后可引起呼吸困难,肺原性休克等,甚至引起死亡。
据现有资料表明,酞酸酯已成为全球性污染物,许多国家的大气、水体和土壤中均含有酞酸酯,我国的湖泊、江河和井水中都普遍检出了酞酸酯,最常见的是dnbp和dehp。在我国部分土壤和底泥中增塑剂的积累已相当可观,其对未来环境的影响值得重视。(
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多环芳烃或稠环芳烃多环芳烃指分子中包括两个或两个以上苯环结构的碳氢化合物。两个以上的苯环连接在一起可以有两种方式:一种是非稠环型的,苯环与苯环之间只由一个碳原子相连,如联苯、联三苯等;另一种是稠环型的,两个碳原子为两个苯环所共有,如萘、蒽、菲等。多环芳烃一般是指稠环型化合物,因此确切的称呼应称为稠环芳烃,国内也常称为多环芳烃,缩写为pahs。
这类化合物种类很多,其中至少有二十多种有致癌作用。最典型的是3,4苯并芘,即苯并(a)芘(以bap表示),此外还有1,2苯并蒽,即苯并(a)蒽(以baa表示),1,2,3,4二苯并菲,硝基多环芳烃(no2pan)、含o、n、s等的pah和多氯二苯并二英(pcdd)、多氯二苯并呋喃(pcdf)等。
多环芳烃为含碳氢有机物,主要来自化石燃料燃烧及有机物热解产物。在温度高于400c时,经热解环化、聚合作用而生成,最适宜生成温度为600c—900c。因此煤炭、木材、石油、气体燃料、纸张和烟草等有机物在一定条件下燃烧均可产生多环芳烃。(
王朝教父)在环境中它们主要吸附在大气中的颗粒物上,通过沉降和雨水冲洗污染土壤和水体。水体中多环芳烃的重要来源是大气中的煤烟随雨水降落,及煤气发生站、焦化厂、炼油厂等排放含多环芳烃的废水进入水体。多环芳烃多是无色或淡黄色的结晶。蒸气压较低,熔点及沸点均较高。多环芳烃大多数为非极性化合物,在有机溶剂中具有较大的溶解度,在水中溶解度很小,约为0.01克/升。但它可在表面活性剂作用下分散在水中,所以水体中的多环芳烃可能呈现三种状态,即吸附于悬浮性固体上,溶解于水中,或呈乳化状态。
进入环境以后,多环芳烃难以通过生物降解消除而形成长期积累,也可以通过食物链富集浓缩,在浮游生物体内可富集数千倍。其在环境中虽含量不高,但分布很广,水体、土壤、水底质等是其主要归宿。多环芳烃类化合物中含有很多致癌和致突变的成分,还含有多种促进致癌的物质,它能够通过大气、饮水、饮食及吸烟等进入人体,危害人体健康。pah可经呼吸道皮肤及消化道吸收,进入体内的pah大部分经胆汁,小部分经尿排出体外。
bpa被广泛用作食品包装材料中,当加热或随着食品存放时间的延长或条件变化,bpa可从保护膜中溶出而污染食品。各种材料(饮用水、酒类)的包装容器大都以聚碳酸酯作为原料,高温时会有bpa较多的逸出。存放油脂类食物的聚碳酸酯制的容器,经长期储存可能使其中的bpa溶出。
金属罐头内壁涂料主要是由环氧树脂、酚醛树脂及聚氯乙烯树脂组成,这些涂料都使用了bpa,日本研究人员对市场上销售的金属罐制饮料做了调查,结果表明,咖啡、红茶及酒精性饮料都检出了bpa,而清凉饮料则未检出bpa。分析其原因,咖啡和茶饮料中bpa检出率高可能是由于生产工艺中采用高温高压灭菌有关。
日本研究人员在对餐巾纸、厨房用纸、咖啡滤纸、袋装包装纸等纸制品以及三明治和炸鸡店包装盒等由再生纸制作的纸制品中也检测出了bpa。
bpa是环境激素类化学物质,进入生物体内会干扰内分泌的正常作用,影响生殖器的性别分化和免疫系统的发展。
它具有一定的毒性,动物实验经口摄取的双酚a的半致死量(ld50)分别为:白鼠每千克体重3250毫克,小鼠每千克体重2400毫克,兔每千克体重2230毫克。
bpa与雌激素受体亲和力较强,具有拟雌激素作用,其活性是雌二醇的1/15000,可使精巢减小、胎仔畸形、死胎增加。bpa还可引发两栖类动物的性逆转或哺乳动物的子代变异效应。
壬基酚
烷基酚类化合物(aps)在塑料生产、洗涤用品方面应用极其广泛,壬基酚(np)是壬基苯酚的简称,它已成为石油化学工业和有机合成工业中最重要的中间体之一,在表面活性剂、润滑油添加剂、橡胶和塑料抗氧化剂等生产中具有广泛的应用。
壬基酚与环氧乙烷的加成物壬基酚聚氧乙烯醚(nep),是一类性能优良的非离子表面活性剂,被广泛用于洗涤剂和其他工业方面。
通过工厂废水排放到环境中去的壬基酚,可被生物所富集,对太湖水域中壬基酚含量的测定表明,水体中np在鱼、虾、贝类等水生生物中的含量约为水体含量的数10倍至1000倍之间,在生物体内又以含脂量相对较高的组织中含量更高,壬基酚在天然水体中经过食物链的作用富集在水生生物体内,其进入人体的主要途径是经饮用水和水生动物经食物摄入。
np及其代谢产物npe具有难降解、疏水性、脂溶性和生物积累性等特性,对环境有着严重的污染效应。许多环境内分泌干扰的实验研究结果证实np及npe具有雌激素作用。以雄性大鼠为研究对象,结果显示壬基酚在高浓度时能明显损伤雄性大鼠的生殖功能,使雄性大鼠的睾丸组织发生病理学改变。说明壬基酚会干扰哺乳动物的生殖功能,猜测它同样也会对人类的生殖及发育具有危害作用,但目前对壬基酚的生殖毒性机制尚不清楚,有待进一步的研究。
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