环境毒物学定义.docx

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环境毒物学定义

環境毒物學定義

　　環境毒物學主要是在探討毒性物質之流佈、環境及食物鏈中之代謝、毒性物質對個體及群體之影響。

　　環境毒物學是毒物學的分支，其目的在於探討生物組織（尤其是人體）無意地曝露於化學物質，而此化學物質是以環境、食物或水的污染物呈現，因此，環境毒物學是在研究化學物質曝露之起因、條件、結果及化學曝露之安全極限。

環境毒物學是在研究有毒物質於環境中之作用。

因為，一般大眾皆經由空氣、水、食物、食品添加物、殺蟲劑及各種污染物，而曝露於各種有毒物質，所以，環境毒物學是要探討這些有毒物質的來源，其在環境中流佈、分解、生物濃縮的情形，以及加諸於人體之效應。

工業毒物學定義

　　工業毒物學是環境毒物學中一特殊的領域，是與工作環境有關。

其主要的內涵是在於評估工作場所中，曝露於化學物質之人體健康效應。

通常係指來自於工作場所的毒性物質，經由呼吸道、皮膚、眼睛、或口腔等途徑，而對人體產生可逆或不可逆性反應，而研究這些相關危害的學門，即為『工業毒物學』。

環境毒物學之重要性

　　人類就其生活環境中，經常會曝露於多種天然或人造的物質，於某些情況下，即可能對人體健康產生不良影響，此種影響輕者僅為微小的生化改變，重者可能導致癌症或死亡。

因此環境污染物、工業用化學物質及其他物質之健康危害評估，即扮演著保護民眾及勞工健康的重要角色。

自上世紀以來，因工業發展、農業發展及人口增加與都市化集中，使得環境污染問題日趨嚴重，不論是空氣污染、水污染、食品污染，這些環境毒物將會造成經濟上的損失、農業上的損失、及人體健康的危害，最後甚至導致生態系統的失衡與整體生活環境的破壞。

　　因此，環境毒物學是一門重要的環境保護學科，而且毒性物質的管理更是未來政府在環境保護施政上的重點。

毒物學的分類

依據探討之毒性物質類別與產生毒效之情況分類

農藥毒物學

依賴性物質毒物學

食物毒物學

藥物毒物學

工業毒物學

法醫與毒物學

軍事毒物學

輻射毒物學

環境毒物學

依據化學物質之種類而分類

金屬及含金屬物質毒物學

有機溶劑毒物學

鹵化烷類毒物學

有機物質毒物學

農藥毒物學

輻射毒理學等

依據毒性物質作用於人體系統或器官之不同分類

呼吸毒物學

神經毒物學

生殖毒物學

遺傳毒物學

皮膚毒物學

肝臟毒物學

腎臟毒物學

免疫毒物學

循環毒物學

毒性試驗

ED（effectivedose）

是指使50％實驗動物產生反應所需之有效劑量。

但是，每一種物質對不同之動物，都有不同數之ED50。

即使是同一物質對同一動物，由於觀測影響種類的不同，其ED50數值亦有不同。

LC（致死濃度，Lethalconcentration）

係指造成死亡所需的毒性物質濃度。

而使一半實驗動物發生死亡結果的該物貿濃度，常以LC50標示。

此數值通常被用來表示該物質在水中或空氣中之毒性。

PPM為其常用單位。

LC50常用於氣體、蒸氣等氣狀毒性物質，且以連續四小時的吸入曝露為其要件。

LD（致死劑量，Lethaldose）

係指造成死亡所需的毒性物質劑量。

使一半實驗動物發生死亡結果的該物質劑量，在毒性之表達上，通常使用。

mgkg-1為其慣用單位。

通常LD50越低，表示該毒性物質之毒性越大。

LD50常用於固態或液態毒性物質，並且指的是單一口服劑量。

LT（致死時間，Lethaltime）

係一種毒性物質造成動物死亡所需之時間。

通常以日、小時或分為單位。

將毒性物質以致死劑量處理實驗動物，再觀察處理後之不同時段中動物死亡情形。

當實驗動物死亡數正好到達一半時，其所需的時間，即為LT50。

如果LT50越小，表示該毒性物質毒性愈強（毒效作用愈快速）。

NOEL（無效應劑量，no-observableeffectlevel）

是指對動物不產生看得見毒害症狀之劑量。

在毒物學上常用的毒性物質殘留容許量（residuetolerancelevels）標準之設定，係以NOEL數值為基礎再除以100或1000之安全係數。

亦即毒性物質殘留容許量依實際情況之需要，訂在該物質NOEL的1/100至之間1/1000。

TLV（恕限值，thresholdlimitvalue）

它是作業場所中，毒性物質在空氣中的許可濃度，而非毒性試驗的一種，因其部分資料來源係依據實驗室之動物實驗而得。

通常係指勞工每天工作八小時，每週五天或四十小時，其連續曝露不致產生任何臨床症狀或不良影響的濃度。

其目的是用以防止作業環境中有害物質對作業勞工之傷害，並進而確保作業勞工身心之健康與安全。

毒性物質的分級

毒性物質侵入途徑

●食入

消化道進入則只需二層細胞。

經由消化系統進入血液循環系統，

再至細胞。

●吸入

毒物由呼吸道進入人體則只需二層細胞。

並非所有懸浮於空氣中之粉塵、燻煙、霧滴、蒸氣均能隨吸入之空氣進入人體。

呼吸機轉主要是擴散作用，因此，脂溶性物質更易吸收。

當毒性物質進入肺胞（泡），其可能轉移途徑有：

1.直接進入血液中，尤其是可溶解性化學物質。

2.支氣管咽喉吞嚥腸胃系統。

進入之多寡則視吞噬細胞之多寡及細胞流體之循環及化學品之溶解度而定。

3.淋巴腺。

●皮膚接觸

為發生毒害最大原因，但並非最嚴重的。

毒性物質要從皮膚吸收需經好幾層細胞。

●靜脈注射

毒性物質之作用型態

死亡（terminal）

　　造成死亡的原因，可能係因身體系統無法適當運作或無法達到身體其他部分之需要，例如麻醉使得中樞神經系失去協調控制的能力，因而造成其他器官功能之不規則或停止。

延遲死亡（delayeddeath）可能是生命支撐組織或系統遭受毒物作用的結果，例如骨髓雖無主司身體主要功能，但因其負責血小板、紅血球、白血球之製造，當骨髓曝露於苯之下而停止製造血球時，可能會有缺氧、易受感染、再生不能性貧血等症狀顯現。

死亡可能很快發生或經過一段時間後發生。

非致命性（non-terminal）作用

可分為復原性及非復原性二種。

1.病理之作用

毒性物質有時能使作用部分之組織變形，如游離二氧化矽導致肺部結節，鉻酸對皮膚造成鉻樣潰瘍；毒性物質亦能造成免疫功能異常，而引起病變，以及其他環境病或職業病。

2.生理之作用

毒性物質會影響組織系統，使其無法正常運作或改變其運作的能力。

◆二硫化碳促使腦部血管收縮。

◆有機溶劑傷害肝、腎功能。

◆腐蝕性及刺激性氣體與粒狀物質影響肺功能。

◆鉛改變神經傳導速率等。

3.生化的轉變作用

此一作用通常會與生理影響同時發生，亦即改變身體正常的化學反應，可能抑制酵素調節正常反應。

◆農藥中的有機磷劑會降低乙醯膽鹼酶（acetylcholinesterase）的含量，引起肌肉顫抖。

乙醯膽鹼酶之作用為調節神經反應。

◆甲苯、乙基苯之曝露會使尿中馬尿酸（hippuricacid）增加。

在哺乳動物肝臟中，苯甲酸與甘胺酸作用可生成馬尿酸，可藉此測試肝臟功能。

◆鉛的曝露會使體內原紫質（protoporphyrin）量增加。

上述生化的轉變作用，不論其發生於組織、血液或尿液中，只要關係穩定，其中間物質或代謝物質有時是可用為生物偵測的指標物質。

4.行為的影響

◆窒息性氣體（如一氧化碳）在低濃度時，或許尚不會影響身體的感覺，但卻會影響腦部組織。

◆有機汞會傷害中樞神經。

◆鉛會導致發有中兒童的智力受損。

◆二硫化碳可能引起精神官能症方面的症狀。

5.生殖器官的影響

毒性物質對生殖器官及生殖能力之影響，不只限於生殖組織功能，亦會影響全身腺體分泌之相關荷爾蒙。

二硫化碳、鎘、鉛等是惡名昭彰的生殖毒物。

6.致畸胎作用

致畸胎毒物或許不會傷害母體，但卻會對胎兒造成傷害，改變細胞、組織及器官之形成，尤其是對懷孕初期的胎兒影響最鉅。

如『沙利多邁』（Thalidomide）鎮靜劑、汞均是致畸胎毒物。

7.致變異作用

毒性物質有時可直接作用於遺傳細胞，而改變精子或卵內的遺傳基因，是為致變異作用。

如benzidine（二胺基聯苯）即屬此類作用。

8.致癌作用

某些毒性物質會誘使促使組織細胞作不正常的增生，甚至擴散至他處，奪取其他細胞之養份並釋出毒素。

惟一般癌症均有一長潛伏期，有時甚至長達一、二十年，再加上社會的多重曝露性與複雜性，有時會使得我們無法掌握原致癌毒物。

此類常見之毒性物質，有氯乙烯單體（VCM，vinylchloridemonomer）、石綿、苯、砷等均是。

影響毒性物質作用之因素

1.曝露途徑

如果毒性物質的曝露途徑與其最適侵入途徑相吻合的話，則人體吸收與傳播速率將會是最佳的。

2.進入速度與分佈

一旦化學物質進入血液，其即有機會傳遞或擴散至全身，其擴散作用則受

（1）通過細胞膜之能力，

（2）與身體各部分親和力（affinity）影響。

當進入身體的速度愈快，則毒性物質愈容易發揮其作用。

3.滯留與排泄

毒性化學物質在體內滯留之時間亦影響該物質之毒性作用之強度。

通常係以化學物質之生物半生期（biologicalhalflife）表示。

具有較長半生期之毒性物質，需要較長的時間才能被排除，亦即其在體內滯留時間較長，如此意味著它作用於人體的時間較久，故毒性作用相對較大。

如2.4-D在人體半生期為12小時，DDT在人體脂肪中半生期達3.7年，而多氯聯苯亦有相似的長半生期。

由於許多毒性化學物質具有長生物半生期，因此即使是低程度的污染，亦能經由累積造成毒害，多氯聯苯、DDT、重金屬、Dioxin等都具有此種毒害能力。

因此，滯留、排泄、累積等均會影響毒性物質之毒性作用。

4.化學物質間之反應

由於生活環境之多樣性與複雜性，化學物質之曝露極少是單一的，通常都屬多重性曝露。

因此，必須考慮不同物質間之作用可能會相加、相乘、或拮抗。

如腎功能受汞、鎘影響時，砷的同時曝露會加重其毒性作用；而石綿與抽煙會對肺癌具有相乘效應。

5.毒性物質之構造

毒性物質之結構能選擇對人體侵犯之對象器官或組織，同時方可決定其毒性之發揮。

◆四氯化碳、三氯乙烯等氯化烴類化合物對肝之作用

◆芳香族胺引膀胱癌

◆重金屬對腎功能之傷害

◆鉛作用於粘膜而引起綠舌症

◆鉻引起鼻中膈穿孔。

6.物理環境因素

◆包括溫度、溼度、氣壓、輻射等。

◆大氣溫度、溼度會影響人體溫，而人體溫又會影響有害物質吸收、蓄積、新陳代謝及排泄等過程。

◆氣壓影響化學物質之蒸氣壓。

◆人體發汗會影響皮膚接觸性化學物質之侵入等。

7.社會因素

不僅物理環境因素會影響毒性物質之作用，社會因素亦是不可忽略的因素。

如心理因素、精神壓力及情緒都會造成影響；社會經濟問題亦然。

8.個人因素

◆對於同時曝露於相同化學物質的人們，並不全然全數發病，且發病者亦有輕重之分，此乃因年齡、性別、種族、基因等個人因素使然。

◆個人對某種毒性化學物質之曝露史及曾經罹患之疾病，有時亦會影響現時毒性化學物質的毒性作用

◆過去的曝露可能會增加抵抗能力，亦可增加過敏性，甚或根本無影響。

◆每個人對於同樣之毒性化學物質，可能會有不同的感受性，因此其毒性反應會有輕重緩急之分，此為個人之忍受能力。

毒性物質曝露之測定

ppm（partspermillion）

即百萬分之一，相當於每公斤體重中所含之亳克數（mgkg-1）。

或一立方公尺容積中所含之亳升數（mlm-3）

ppb（partsperbillion）

即ppm的千分之一，相當於每公噸中所含之亳克數（mgton-1）。

或每公斤體重所含之微克數（μgkg-1）。

或一立方公尺容積中之微升數（μlm-3）。

環境毒物在低濃度時亦能造成相當程度的人體危害或環境生態破壞。

●25μgL-1血鉛濃度可導致人體神經傳導障礙。

●10μgL-1血鉛濃度可傷害發育中兒童的智力。

●低濃度的石綿與多氯聯苯、Dioxin會造成人體傷害及生物界的生殖異常。

●

多氯聯苯之病症

油症、瞼皮腺分泌過度、皮膚色素增生沈著及黑化、頭痛、嘔吐、麻木、食慾不掁。

●多氯聯苯污染之可能來源

1.電容器、變電器絕緣油之洩漏

2.各工業器具之PCB油或PCB熱媒之洩漏

3.PCB物質或加工品之蒸散

4.

PCB廢料或廢棄物之再利用、積存或燒燬之排放等

石棉引起之疾病：

肺部機能傷害、肺功能降低、石棉肺、肺癌。

●石棉污染之可能來源：

防火衣、絕緣片、屋瓦板、水泥加工材料、石棉礦場

戴奧辛（Dioxin）

為多氯二氧苯（polychlorodibenzo）之總稱，理論上有75個異構物存在，其中以四氯二苯戴奧辛（tetrachlorodibenzodioxine，簡稱TCDD）毒性最強。

除草劑、木材防腐劑五氯酚、廢電纜外層遮蔽物燃燒時會生成戴奧辛。

其穩定性極佳，易蓄積於人體脂肪中，十五年後竟仍無法排出；可造成孕婦懷畸胎及流產，並對神經系統、肝、肺、腸胃等造成機能破壞及對疾病抵抗力減弱，並易致癌。