大学环境毒理学 卤代芳烃的毒性

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1、第六章卤代芳烃的毒性6.1什么是卤代芳烃6.2卤代芳烃的环境行为6.3常见卤代芳烃的性质与来源6.4卤代芳烃的生物转化6.5卤代芳烃的毒性作用什么是卤代芳烃l环境毒理学关注的卤代芳烃通常指多氯代芳香化合物（PCAs），尤其是多氯代联苯（PCBs）、多氯代二苯并二恶英（PCDD）和多氯代二苯并呋喃（PCDF）。Ø卤代作用卤离子（如Cl-、Br-）易和碳原子结合，尤其是与不饱和碳原子结合，从而改变了原有分子的许多特性：l增加了原化合物的分子量，随之增加了它的比重、熔点和沸点，降低了蒸气压。多卤代联苯应用很广，它的生产就是在联苯分子中随机加氯，直到

2、达到理想的物理性质。增加了化合物的稳定性。在许多化学工业中，总是希望化合物具有一定的稳定性，但稳定性的增强又会增加这些化合物在环境中的存留时间。有机卤化物的水溶性很差。卤化程度越高，其水溶性越差。l卤代芳烃的环境行为l脂溶性→生物浓缩易由水性介质如血液和尿液中转移到脂肪组织中并储存，使得它们很少参与生物转化和排泄过程。因而容易进行生物浓缩，可以使生物体内累积的浓度比其周围水体中的浓度高3～6个数量级。高氯化程度的异构体更趋向于分配到脂肪中或积累到生物体内或沉积物中。在水生和海洋环境中，低水溶性的化合物分配到自由游动的生物体。l在环境介质中的分

3、布卤代芳烃在水中的浓度较低，而在土壤、沉积物中有较高的浓度。常见卤代芳烃的来源与性质：l卤代酚和苯氧基化合物比其它卤代芳香族化合物的极性要强，它们是作为特定用途而生产的，或作为其它化学品生产过程的中间产品或副产品，或者是更复杂的化合物在降解中所产生。这些卤代芳香族化合物的极性使得它们在水介质中可达到较高的浓度，并且在体系中分配更均匀。大部分未经代谢而被排泄。卤代苯如溴苯、对二氯苯和六氯苯亲脂性很强，通常，它们在被排泄之前必须代谢到一定程度。这些化合物有很广的生物活性范围，主要是对肝脏、肾脏和神经系统的影响。它们的代谢物中包括具有更强生物活性的

4、卤代酚类，其中一些是诱变剂和潜在的致癌物。联苯类：性质：两个芳香环连在一起，增加了分子的稳定性，与单芳香环化合物相比，能进行更大程度的卤化作用。l多溴联苯：主要用作灭火剂（如PBDE）。用溴取代氯通常比对二氯苯毒性更强。目前添加在许多电子产品中。l多氯联苯（PCBs）：主要用途包括变压器和电容器的介点液体、水力流体、热传导介质、增塑剂、润滑剂、耐火材料和一些试剂的稀释剂。一些常见产品，如刹车油和无碳复写纸的应用，造成了多氯联苯的广泛散布。但多氯联苯对环境污染，主要是由电器设备造成的。l多氯二苯并呋喃（PCDF）和四氯代二苯并二恶英（TCDD）

5、：在其它氯代化合物生产中，特别是在合成中使用酚中间体时，PCDF和TCDD作为副产物产生。另外，在氯代化合物和垃圾的燃烧中也会产生。PCDF和TCDD形成的最适温度在250～350℃之间，而其完全被降解需在800℃以上。PCBs长时间受热就会转变为PCDFs。卤代芳烃的生物转化Ø多氯联苯（PCBs）由细胞色素P450单加氧酶引发，代谢途径：羟化或环氧化→氧化产物可与细胞大分子结合，很快与葡萄糖醛酸或谷胱甘肽衍生共轭键合→葡萄糖醛酸苷易于排泄，而谷胱甘肽共轭物可进一步被代谢为巯基尿酸→在肠道内分解为巯基产物→被甲基化或重新吸收→甲硫基多氯联苯首

6、先被氧化为亚砜，然后生成砜，再被分配到贮存的脂肪和其它组织中，成为多氯联苯残余物的重要组成部分。PCDF和PCDD要阐明代谢产物比较困难，因为2,3,7,8-四取代的同系物的高毒性，严重地限制了给药的剂量。对于四氯代二苯并二恶英，已证明了其具有羟基化作用、脱氯作用和置换作用，并证明了氧化碎片的存在。经过氧化代谢，多氯代二苯并呋喃和多氯代二苯并二恶英及平面的PCBs的生物活性得到了降低，但是许多非平面的PCBs经氧化作用后，生物活性却得到加强。卤代芳烃的毒性作用l与受体有关的毒性作用芳烃受体（Ah-receptor，Ah-R）卤代芳烃必须结合并

7、激活一个或多个受体之后才能引起效应，因此，它是特异结构性毒物。Ah-R与外来卤代芳烃结合后剧烈地诱导芳烃氧化酶的活性，所导致的其它效应包括：l胸腺萎缩l脂肪肝l氯痤疮（人）l消瘦性综合症（WastingSyndrome）（猪）l畸形发生（如鼠的腭裂）。芳烃受体的激活剂l2,3,7,8-TCDD：最具潜力的激活剂。TCDD的潜能大约是PCDF的40倍，PCBs的400倍。lPCDF、偶氮苯、萘炔和至少含三个卤原子的联苯：适合TCDD的3Å×10Å的平面尺寸。l致癌作用、生殖毒性及其它毒性卤代芳烃毒性效应的证据l美国的圣路易斯（SaintLoui

8、s）河口地区：人的膀胱癌的发病率很高，而在该地区的沉积物中，检测到了大量的氯代芳香族化合物（多氯联苯和滴滴涕）和苯并(a)芘。在来自海湾的15只海滨雄性白鲸的脂肪中