又称毒性效应。早年称毒性作用或毒作用。指毒物或药物对机体所致有害的生物学变化，如痉挛、致畸、致癌或致死等效应。例如氟乙酰胺经体内脱胺，生成氟乙酸，再经活化后在缩合酶的作用下，与草酰乙酰缩合，生成与柠檬酸结构相似的氟柠檬酸，抑制乌头酸、干扰机体正常三羧酸循环而产生神经系统和心脏毒效应。

毒物的物理特性与毒性效应

农药的毒性效应

化学药品毒性分类(致癌物质 剧毒 高毒 中毒)

水体中的毒物及毒效应(1、氟化物 2、氰化物 3、砷 4、硒 5、汞 6、镉 7、铬（六价） 8、铅 9、硝酸盐（以氮计)

毒物的物理特性与毒性效应

（一）脂水分配系数（lipid/water partition coefficient）

是指毒物在脂相和水相中溶解分配率。在构效关系研究中，这是一个十分重要的化学物的物理参数。它有助于说明有机化合物在体内的分配规律。

（二）分散度（dispersity）

一些毒物以气溶胶形态存在于环境空气中，它们是一团气体和悬浮于其中的微粒组成的混合体。分散度以微粒的直径大小表示。只有直径<5微米的微粒才可以进入肺泡。进入肺泡的气溶胶分散度越大，比表面积越大，生物活性也越强。

（三）挥发度 (volitility)

有些毒物的LC50相当，即其绝对毒性相似，但由于各自的挥发度不同，所以形成实际的毒性危害或危险性就可有很大的差异。比如，苯和苯乙烯LC50均为45mg/L，绝对毒性相同，但苯很易挥发，而苯乙烯的挥发度仅为苯的1/11，所以苯乙烯经呼吸道吸入的实际危害性就远比苯小。将毒物的挥发度估计在内的毒性称为相对毒性。对有机溶剂来说，相对毒性指数更能反映其经呼吸道吸收的危害程度。

（四）电离度 (ionization)

对于弱酸性与弱碱性有机物只有在适宜的PH条件下、维持非离子型才能经胃肠吸收。当弱酸性化合物在碱性环境下将部分解离时，则不易吸收。

（五）纯度 (purity)

一般说起某个毒物的毒性，都是指该毒物纯品的毒性。毒物的纯度不同，它的毒性也不同。因此，对于待研究的毒物，应首先了解其纯度、所含杂质成分与比例，以便与前人或不同时期的毒理学资料进行比较。

农药的毒性效应

有机磷农药（有机磷酸酯类农药）在体内与胆碱酯酶形成磷酰化胆碱酯酶，胆碱酯酶活性受抑制，使酶不能起分解乙酰胆碱的作用，致组织中乙酰胆碱过量蓄积，使胆碱能神经过度兴奋，引起毒蕈碱样、烟碱样和中枢神经系统症状。磷酰化胆碱酶酯酶一般约经48小时即“老化”，不易复能。

某些酯烃基及芳烃基磷酸酯类化合物尚有迟发性神经毒作用，是由于有机磷农药抑制体内神经病靶酯酶（神经毒性酯酶），并使之“老化”，而引起迟发性神经病。此毒作用与胆碱酯酶活性无关。

缓释微胶囊剂型的有机磷农药，作用时间可较长。

有机磷和氨基甲酸酯两类农药是农药急性中毒的主要原因，也是目前蔬菜中农药残留的重点检测品种，酶抑制法就是基于它们对昆虫的毒理机制而建立起来的检测方法。有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂的共同毒理机制是抑制昆虫乙酰胆碱酶（Ache）和羧酸酯酶的活性，造成乙酰胆碱（Ach）和羧酸酯的积累，影响昆虫正常的神经传导而致死。

砷及其化合物可由呼吸道、消化道及皮肤吸收而进入人体。血液中砷95%～99%在红细胞内与珠蛋白结合。组织中砷主要分布于肝、肾、胃肠壁、肌肉等处，皮肤、毛发、指甲和骨骼可作为砷的牢固贮藏库。体内砷主要由肾脏和消化道，部分由皮肤、毛发、指甲排出。砷的毒性作用是砷离子与体内酶蛋白分子结构中的巯基和羟基结合、使酶失去活性。丙酮酸氧化酶、胆碱氧化酶、转氨酶、a-甘油磷酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶或细胞色素氧化酶等受抑制后干扰细胞的正常代谢，影响呼吸和氧化过程，使细胞发生病变，还可抑制细胞分裂和增殖。此外，砷酸和亚砷酸在许多生化过程中能取代磷酸，从而使氧化磷酸过程脱偶联，减少高能磷酸键形成，从而干扰细胞的能量代谢。代谢障碍道先可危害神经细胞，引起中毒性神经衰弱症状和多发性神经炎等。砷还能直接损害小动脉和毛细管壁，也可作用于血管舒缩中枢，使血管壁平滑肌麻痹，通透性增加，引起血容量降低，加重脏器损害。硫化砷如雄黄、雌黄在水中溶解度小，毒性也很低；三氧化二砷水溶性大，毒性亦最强。三氧化二砷和三氯化砷对眼、上呼吸道和皮肤均有刺激作用。砷化氢中毒机制完全不同：抑制谷胱甘肽过氧化物酶作用，导致过氧化物的形成而发生溶血；也可能是砷与巯基结合，损害红细胞膜钠、钾泵功能。大量血管内溶血后，常发生急性肾功能衰竭。砷中毒剂量为5～50mg，致死量60～200mg。

汞蒸气较易透过肺泡壁含脂质的细胞膜，与血液中的脂质结合，很快分布到全身各组织。汞在红细胞和其它组织中被氧化成Hg2+，并与蛋白质结合而蓄积，很难再被释放。金属汞在胃肠道几乎不吸收，仅约摄食量的万分之一，汞盐在消化道的吸收量约10%。汞主要由尿和粪中排出，唾液、乳汁、汗液亦有少量排泄，肺部呼出甚微。体内汞元素半寿期为60天，汞盐约40天，在初4天内排泄量较多。

汞离子易与巯基结合，使与巯基有关的细胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脱氢酶等失去活性。汞还与氨基、羧基、磷酰基结合而影响功能基团的活性。由于这些酶和功能基团的活性受影响，阻碍了细胞生物活性和正常代谢，最终导致细胞变性和坏死。近年来，发现汞对肾脏损害，以肾近曲小管上皮细胞为主。汞还可引起免疫功能紊乱，产生自身抗体，发生肾病综合征或肾小球肾炎。

化学药品毒性分类

致癌物质

黄曲霉素B1、亚硝胺、3-4苯并茈等（以上为强致癌物质）；2-乙酰氨基酸、4-氨基联苯、联苯胺及其盐类、3，3-二氯联苯胺、4-二甲基氨偶氮苯、1-萘胺、2-萘胺、4-硝基联苯、N-亚硝基二甲胺、β-丙内脂、4，4-甲叉（双）-2-氯苯胺、乙撑亚胺、氯甲甲醚、二硝基萘、羧基镍、氯乙烯、同苯二酚、二氯甲醚等。

剧毒

六氯苯、羧基铁、氰化钠、氢氟酸、氯化氰、氯化汞、氢氰酸、砷酸汞、汞蒸气、砷化氢、光气、氟光气、磷化氢、三氧化二砷、有机砷化物、有机磷化物、有机氟化物，有机硼化物、铍及其化合物、丙烯腈、乙腈等。

高毒

氟化钢、对二氯苯、甲基丙烯腈、丙酮氰醇、二氯乙烷、三氯乙烷、偶氮二异丁腈、黄磷、三氯氧磷、五氯化磷、三氯化磷、五氯化二磷、三氯甲烷、溴甲烷、二乙烯酮、氯化亚氮、铊化合物、四乙基铅、四乙基锡、三氯化锑、溴水、氯气、三氧化二钒、二氧化锰、二氯硅烷、三氯甲硅烷、苯胺、硫化氢、硼烷、氯化氢、氟乙酸、丙烯醛、乙烯酮、氟乙酰胺、碘乙酸乙脂、溴乙酸、乙酯、氯乙酸乙酯、有机氰化物、芳香胺、迭氮钠砷化钠等。

中毒

苯、四氯化碳、三氯硝基甲烷、乙烯吡啶、三硝基甲苯、五氯酚钠、硫酸、砷化镓、丙烯酰胺、环氧乙烷、环氧氯丙烷、烯丙醇、二氯丙醇、糖醛、三氟化硼、四氯化硅、硫酸镉、氧化镉、硝酸、甲醛、甲醇、胼（联氨）、二硫化碳、甲苯、二甲苯、一氧化碳、一氧化氮等。

水体中的毒物及毒效应

1、氟化物

氟化物广泛存在于自然水体中。有色冶金、钢铁和铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂的废水及含氟矿物的废水中常常都存在氟化物。

氟化物是人体必需的微量元素之一，缺氟易患龋齿，饮水含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/l。当长期饮用含氟量高于1.0～1.5mg/l的水时，易患斑齿病，如水中含氟量高于4 mg/l时，则可导致氟骨病。

氟可与骨组织的羟磷灰石的羟基交换，并通过抑制骨磷酸酶或与体液中的钙离子结合成难溶性氟化钙，从而导致钙、磷代谢紊乱，引起低血钙症、氟斑牙及氟骨症等。国标要求生活饮用水氟化物的含量应小于1.0 mg/l。

2、氰化物

氰化物的主要污染源是电镀、有机、化工、选矿、炼焦、造气、化肥等工业排放废水。氰化物可能以HCN、CN 和络合氰离子的形式存在于水中。

氰化物使水呈苦杏仁气味，氰化物剧毒。

氰化物的毒性作用是由于氰基离子与细胞色素氧化酶中的铁结合成铁氰络合物，阻止氧化酶的氧化还原作用，妨碍组织内呼吸的正常进行。氰化物引起急性中毒时，表现出剧烈头疼，神智模糊甚至昏迷，全身抽搐，大小便失禁，感觉和反射消失，瞳孔散大，呼吸深慢，血压上升或下降，心率缓慢等，常因呼吸停止而死亡。慢性中毒时，可引起神经衰弱、头疼、头晕、耳鸣、失眠、全身无力，心率缓慢和血压降低等。国标要求生活饮用水氰化物的含量应小于0.05 mg/l。

3、砷

砷是一种既有金属性质又有非金属性质的元素。它的化合物在自然界广泛存在；可以是有机的。大部分是砷盐和砷硫化铁。在天然水中普通的砷化合物是砷酸盐（五价砷），亚砷盐（三价砷），甲烷胂酸及二甲胂酸。

砷的污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部门的工业废水。同时，砷及其化合物还是用于农林业上除草剂的成分之一。

砷是人体的非必需元素，元素砷的毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强，人所共知的毒药“砒霜”即是三氧化二砷（三价砷）。砷可以在人体内积累，是致癌物质，人们还怀疑它有致突变作用。

砷化物的毒性作用，主要是亚砷酸离子与人体细胞酶蛋白的巯基结合，使细胞酶失去活性，引起代谢障碍，促使细胞死亡。砷化物对神经细胞的危害最大，它还能通过血液循环，直接损害毛细血管，使其扩张松弛，渗透性增加。

当人体摄入的砷量超过排出量时，砷就会在肝、肾、脾、肺、肌肉、骨骼等部位积蓄起来，尤以指甲和毛发储留最多。毒性强的砷化合物在肝、肾内结合迅速并且牢固，比毒性弱、结合差的砷化物排出慢。

砷化物慢性中毒症状与急性中毒症状相似，只是发展缓慢，表现为食欲不振、腹痛、腹泻和消耗不良、肝肿大、疼痛，有黄疸，个别严重者可发生肝硬化。国标要求生活饮用水砷化物的含量应小于0.05 mg/l。

4、硒

水中硒以无机的六价、四价、负二价及某些有机硒的形式存在。含硒废水主要来源于炼油、精炼铜、制造硫酸及特种玻璃等行业。

硒是动物体内一种必需的微量元素，但在某种条件下，又具有一定的毒性。硒的毒理作用，一般认为除了二甲基硒的作用外，与硒影响酶系统有关。二甲基硒可引起呼吸系统刺激和炎症。硒可使毛细血管扩张及渗透性增加，引起肺和胃肠道充血、水肿。硒对细胞呼吸酶系统有催化作用，干扰中间代谢能引起中毒，使人脱发、脱指甲、四指发麻甚至偏瘫等。国标要求生活饮用水硒的含量应小于0.01 mg/l。

5、汞

汞及其化合物属于剧毒物质，可在体内积蓄。进入人体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒。天然水中含汞极少。仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、军工等工业废水中可能存在汞。

汞及其化合物可通过呼吸道、消化道或皮肤被人体吸收。发生在日本的“水俣病”就是甲基汞慢性中毒引起的。甲基汞有较高的化学稳定性，各种加工、烹调方法都不能把它除掉。甲基汞极易被肠道粘膜吸收（80%以上）。当摄入量超过排出量时，就会在体内积蓄。甲基汞在脑组织中的蓄积程度虽然不如其他器官，但一旦进入脑组织后，衰减非常缓慢，并对大脑皮质和小脑皮质有特异的选择性损害。症状表现为视野缩小，听力下降，手、脚、嘴唇麻痹发抖，步态不稳，口齿不清，严重者出现神经紊乱，运动失调，进而疯狂痉挛致死。甲基汞还能通过胎盘进入胎儿循环，损害胎儿。国标要求生活饮用水汞的含量应小于0.001 mg/l。

6、镉

镉不是人体必需的微量元素。在自然界，镉通常以硫酸盐形式出现，并常与锌矿石和铅矿石伴生。在矿区和冶炼厂附近，积累在土壤中的镉可导致临近水域局部地区镉有很高的浓度。镉的主要污染源有电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。

镉是剧毒性物质，且有协同作用，可使进入体内的其他毒物的毒性增大。镉进入人体后，可以在人的肝、肾、胰腺和甲状腺内积累。由于肾小管中毒变性及钙质吸收能力下降，可引起骨、消化道、血管的病变，表现有神经痛，肾炎、骨质松软、骨折、高血压、贫血、内分泌失调等症状。镉还有致癌、致畸、致突变作用。饮水中镉不得超过0.01mg/l。

日本的“痛痛病”是因为体内镉积累过多，引起肾功能失调，骨质中钙被镉取代，使骨骼弱化，极易自然骨折，疼痛难忍而得名。这种病潜伏期长，短则10年，长则30年，发病后很难治疗。国标要求生活饮用水镉的含量应小于0.01 mg/l。

7、铬（六价）

铬的化合物常见的价态有三价和六价。受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。

铬是人体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态有关，通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍，六价格更易为人体吸收而且在体内积蓄。铬的工业来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革揉制、印染等行业。

六价铬化合物对人体有害，在高浓度时具有明显的局部刺激作用和腐蚀作用，并能经胃肠道、呼吸道和皮肤吸收；在低浓度时是常见的致敏物质。进入体内的铬主要分布在肝、肾、脾和骨骼内。铬在体内具有一定的积蓄作用和致癌作用。国标要求生活饮用水六价铬的含量应小于0.05 mg/l。

8、铅

天然水中含铅量很少。选矿厂、涂料厂、冶炼厂、蓄电池厂、矿井的废水中常含有程度不等的铅。汽车排出的废气中含有的四乙基铅，可由雨水淋洗造成水质污染。

儿童、婴儿、胎儿和孕妇对铅较成人敏感。铅是有毒金属。铅可引起溶血，也可使大脑皮质的兴奋和抑制的正常功能紊乱，引起一系列的神经系统症状。铅及其化合物主要从呼吸道、消化道进入机体，主要沉积于骨骼系统，少量存留于肝、脾、肾、脑、肌肉等器官和血液内。国标要求生活饮用水铅的含量应小于0.05 mg/l。

9、硝酸盐（以氮计

）

制革废水、酸洗废水、某些生化处理设施的出水和农田排水可含大量的硝酸盐。

水中硝酸盐是在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物。亚硝酸盐可经氧化生成硝酸盐，硝酸盐在无氧环境中，亦可受微生物的作用而还原为亚硝酸盐。

硝酸盐在人胃中还原为亚硝酸盐后，还可以与仲胺作用形成亚硝胺，现在普遍认为这是一种强致癌物质。国标要求饮用水的硝酸盐氮不得超过20mg/l。