有害物质的毒理学研究方法
有害物质的毒理学研究方法
环境质量的恶化，不管起因是由于物质因素，还是由于能量因素，测定这些因素的量或其他理化数据是环境监测的重要内容。但是单凭理化数据，是难以对环境质量作出准确评价的。因为环境是一个复杂体系，污染物种类繁多又含量多变，各种污染因素之间存在拮抗和加成作用。环境综合质量很难以各污染物个别影响来评价。利用生物在该环境中的反应，确定环境的综合质量，无疑是理想的和重要的手段。生物监测包括对生物体内污染物的测定、生态学评价法、生理生化评价法和**学评价法等，其中环境毒理学研究方法是通过用实验动物进行毒性实验，确定污染物的毒性和剂量的关系，找出毒性作用的阈剂量（或阈浓度），为制订该物质在环境中的*高允许浓度提供资料；为防治污染提供科学依据；也是判断环境质量的一种方法。例如，有些有机合成化工厂，其排放废水成分复杂，有微量的原料、溶剂、中间体和产品等，它们性质又不稳定，因此要分别测定这些物质和确定主要有害因素往往是很困难，甚*实际上难以做到。但如果用鱼类做毒性实验，并一个反映这些污染物的综合指标（例化学需氧量），那么确定该废水的毒性和剂量是比较容易实现的。
一、实验动物的选择及毒性试验分类
（一）实验动物的选择
实验动物的选择应根据不同要求来决定。同时还要考虑动物的来源、经济价值和饲养管理等方面的因素。国内外常用的动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鲢鱼、草鱼和金鱼等。金鱼对某些毒物较敏感，特别是室内饲养方便，鱼苗易得，为国内外所普遍采用。
不同的动物对毒物反应并不一致。例如，苯在家兔身上所产生的血象变化和人很相似（白细胞减少及造血器官发育不全），而在狗身上却出现*不同的反应（白细胞增多及脾脏**结节增殖）；又如，苯胺及其衍生物的毒性作用可导致变性血红蛋白出现，它在豚鼠、猫和狗身上可引起与人相类似的变化，但在家兔身上却不容易引起变性血红蛋白的出现，而对小白鼠则*不产生变性血红蛋白。要判断某物质在环境中的*高允许浓度，除了根据它的毒性外，还要考虑感官性状、稳定性以及自净过程（地面水）等因素。另外，根据实验动物所得到的毒性大小、安全浓度和半致死浓度等数据也不能直接推断到人体，还要进行流行病学调查研究才能反映人体受影响情况。当然，实验动物的毒性试验无疑是极为重要的。
（二）毒性试验分类
毒性试验可分为急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和终生试验等。
1.急性毒性试验
一次（或几次）投给实验动物较大剂量的化合物，观察在短期内（一般24小时到二周以内）中毒反应。
急性毒性试验由于变化因子少，时间短、经济以及容易试验，所以被广泛采用。
2.亚急性毒性试验
一般用半致死剂量的1/5—1/20，每天投毒，连续半个月到三个月左右，主要了解该毒性有否积蓄作用和耐受性。
3.慢性毒性试验
用较低剂量进行三个月到一年的投毒，观察病理、生理、生化反应以及寻找中毒诊断指标，并为制订*大允许浓度提供科学依据。
（三）污染物的毒性作用剂量污染物的毒性作用剂量可用下列方式表示（见表4－9）。
表4-9 污染物的毒性和剂量关系
由表4-9可以看出，污染物的毒性和剂量关系可用下列指标区分：半数致死量（浓度），简称ld50，如气体用浓度简称lc50；*小致死量（浓度），简称mld（mlc）；优良致死量（浓度），简称ld100（lc100）；*大耐受量（浓度），简称mtd（mtc）。
半数致死量（浓度）是评价毒物毒性的主要指标之一。由于其他毒性指标波动较大，所以评价相对毒性常以半数致死量（浓度）为依据。在鱼类、水生植物、植物毒性试验中采用半数存活浓度（或中间忍受限度，半数忍受限度等，简称tlm）。
半数致死量的计算方法很多，这里介绍一种简便方法——曲线法，这是根据一般毒物的死亡曲线多为“s”形而提出来的。取若干组（每组*少10只）实验动物进行实验，在试验条件下，有一组全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，以横坐标表示投毒剂量，纵坐标为死亡率。根据试验结果在图上作点，连点成曲线，在纵座标死亡率50％处引出一水平线交于曲线，于交点作一垂线交于横座标，其所指剂量（浓度）即为半数致死量（浓度）。举例说明：将表4－7的死亡率与投毒剂量绘成曲线，得到半致死量为39mg/kg，根据表4－8急性毒性分级表可以判断该物质为高毒。
表4－7某化合物小鼠一次灌胃死亡情况
表4-8 急性毒性分级表
按染毒方式不同，毒性试验可分为吸入染毒、皮肤染毒，经口投毒及注入投毒等。
二、吸入毒性试验
对于气体或挥发性液体，通常是经呼吸道侵入机体而引起中毒。因此，在研究车间和环境空气中有害物质的毒性以及*高允许浓度需要用吸入毒性试验。
（一）吸入染毒法的种类
吸入染毒法主要有静态染毒法和动态染毒法两种。此外，还有单个吸入法、喷雾染毒法和现场模拟染毒法等。
1.动态染毒法
将实验动物放在染毒柜内，连续不断地将由受检毒物和新鲜空气配制成一定浓度的混合气体通入染毒柜，井排出等量的污染空气，形成一个稳定的、动态平衡染毒环境。此法常用于慢性毒性试验。
2.静态染毒法
在一个密闭容器（或称染毒柜）内，加入一定量受检物（气体或挥发性液体），使均匀分布在染毒柜，经呼吸道侵入实验动物体内，由于静态染毒是在密闭容器内进行，实验动物呼吸过程消耗氧，并排出二氧化碳，使染毒柜内氧的含量随染毒时间的延长而降低，故而只适宜做急性毒性试验。在吸入染毒期间，要求氧的含量不低于19％，二氧化碳含量不超过1.7％。所以，10只小鼠的染毒柜的容积需要60l。染毒柜一般分为柜体、发毒装置和气体混匀装置等三部分。柜体要有出入口、毒物加入孔、气体采样孔和气体混匀装置的孔口。图4－6（图略）是有机玻璃制造的染毒柜，容积为60l，发毒装置随毒物的物理性质而异，*常用的方法是将挥发性的受检物滴在纱布条、滤纸上或放在表面皿内，再用电吹风吹，使其挥发并均匀分布。对于气体毒物，可在染毒柜两端接两个橡皮囊，一个空的，一个加入毒气，按计算实验浓度压入染毒柜，为一个橡皮囊即鼓起，再压回橡皮囊，如此反复多次，即可混匀。也可直接将毒气按计算压入，借电风扇混匀。
（二）吸入染毒法的注意事项
实验动物应挑选健康、成年并同龄的动物，雌雄各半。以小白鼠为例，选用年龄为两个月，体重为20g左右，太大、太小均不适宜。每组10只，取若干组用不同浓度进行试验，要求一组在试验条件下全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，然后求出半数致死浓度（lc50），对未死动物取出后继续观察7—14天。了解恢复或发展状况，对死亡动物（必要时对未死动物）做病理形态学检验。
三、口服毒性试验
对非气态毒物，可用经消化道染毒方法。
（一）口服染毒法的种类
口服染毒法可分为灌胃法和饲喂法两种。
1.饲喂法
将毒物混入动物饲料或饮用水中，为保证使动物吃完，一般在早上将毒物混在少量动物喜欢吃的饲料中，待吃完后再继续喂饲料和水。饲喂法符合自然生理条件，但剂量较难控制得**。
2.灌胃法
此法是将毒物配制成一定浓度的液体或糊状物。对于水溶性物质可用水配制，粉状物用淀粉糊调匀。所用注射器的针头是用较粗的8号或9号针头，将针头磨成光滑的椭圆形，并使之微弯曲。灌胃时用左手捉住小白鼠，尽量使之成垂直体位。右手持已吸取毒物的注射器及针头导管，使针头导管弯曲面向腹侧，从口腔正中沿咽后壁慢慢插入，切勿偏斜。如遇有阻力应稍向后退再徐徐前进。一般插入2.5—4.0cm即可达胃内。
（二）注意事项
灌胃法中将注射器向外抽气时，如无气体抽出说明已在胃中，即可将试验液推入小白鼠胃内，然后将针头拔出。如注射器抽出大量气泡说明已进入肺脏或气管，应拔出重插。如果注入后迅速死亡，很可能是穿入胸腔或肺内。小白鼠一次灌胃注入量为体重的2—3％，*好不超过0.5ml（以1g/ml计）。
四、鱼类毒性实验
在自然水域中，鱼类如能正常生活，说明水体比较清洁；当有毒工业废水排入水体，常常引起大批鱼的死亡或消失（回避）。因此，鱼类毒性实验是检测成分复杂的工业废水和废渣浸出液的综合毒性的有效方法。
（一）实验鱼的选择和驯养
实验用鱼以金鱼*适宜，实验用鱼必须是无病、健康的，其外观是行动活泼、体色发亮、鱼鳍完整舒展，逆水性强，食欲强，并无任何鱼病，鱼的大小和品种都可能对毒物敏感度不同，因此同一实验中要求选用同一批同属、同种和同龄的金鱼，体长（不包括尾部）约3cm，*大鱼的体长不超过*小鱼体长的一倍半。新选来的鱼必须经过驯养，使它适应新的环境才能进行实验。一般是在与实验条件相似的生活条件下（水温、水质等）驯养一周或10天以上，实验前四天*好不发生死亡现象。正式实验的前**应停止喂食。因为喂食会增加鱼的呼吸代谢和排泄物，影响实验液的毒性。
（二）实验准备
每种实验浓度为一组，每组*少10尾鱼。为便于观察，容器用玻璃缸，容积10l（以10尾鱼计）左右，以保证每升水中鱼重不超过2g。
1.实验液中溶解氧
温水鱼不小于4mg/l，冷水鱼不小于5mg/l。如试验液中含有大量耗氧物质时，为防止因缺氧引起死亡，应采取措施。可采用更换实验液，采用恒流装置等。*好不要采用人工曝气法。
2.实验液中的温度
一般温度高毒性大。所以通常以对鱼类生存适宜的温度进行实验。冷水鱼的适宜温度在12—18℃，温水鱼的适宜温度在20—28℃，同一实验中温度变化为±2℃。
3.实验液中的ph
ph值对鱼类生存有影响，通常控制在6.7—8.5之间。
实验和驯养用水是未受污染的河水和湖水。如用自来水必须经过人工曝气或自然曝气三天以上，以赶走余氯和增加溶解氧，蒸馏水与实际差距太大，不宜作实验用水。
（三）实验步骤
1.预试验（探索性试验）
为保证正式实验顺利进行，必须*行探索性试验，以观察现象，确定实验的浓度范围。选用的浓度范围可大一些，每组鱼的尾数可少一些。观察24小时（或48小时）鱼类中毒的反应和死亡情况，找出不发生死亡、全部死亡和部分死亡的浓度。
2.实验浓度设计和毒性判定
合理设计实验浓度，对实验的成功和**有很大影响。通常选7个浓度（*少5个），浓度间取等对数间距，例如：100、5.6、3.2、1.8、1.0（对数间距0.25）或10.0、7.9、6.3、5.0、4.0、3.6、2.5、2.0、1.6、1.26、1.0（对数间距0.1）。上面数值可用百分体积或mg/l表示。需要时也可用10的指数来乘或除，这些数值在对数纸上是等距离的。另设一对照组，对照组在实验期间鱼死亡超过10％，则整个实验结果不能采用。
实验开始的前8小时应连续观察，随时记录。如正常，开始实验，做第24小时，48小时和96小时的观察记录。实验过程发现特异变化应随时记录，根据鱼的死亡情况、中毒症状判断毒物或工业废水毒性大小。如毒物的饱和溶液或所试工业废水在96小时内不引起实验鱼的死亡时，可以认为毒性不显著。
鱼类毒性实验的tlm，是反映毒物或工业废水对鱼类生存影响的重要排标，tlm值的计算要求必须有使实验鱼存活半数以上和半数以下的各浓度。在半对数纸上用直线内插法推导，方法是以对数坐标（纵坐标）表示试样浓度，用算术坐标（横坐标）表示实验鱼的存活百分数，然后将实验结果标在图上。并将50％存活率上下二点连成直线，直线与50％存活直线相交，再从交点引一垂线*浓度坐标，即为tlm值。根据24、48、96小时的实验数据，可分别得到24tlm、48tlm和96tlm。按表4－9实验数据作图4－8（图略）即得24tlm为6.7mg/l，48tlm为4.7mg/l，96tlm为3.56mg/l。
表4-9 某毒物实验结果
3.鱼类毒性实验结果的实际应用
鱼类毒性实验的重要目的是推导毒物的安全浓度。用tlm推导安全浓度的公式有多种，下面介绍二种公式：
（2）安全浓度=48tlm×0.1
按公式推导得到鱼类生存安全浓度后，要进一步做验证实验，特别是具有挥发性和不稳定性毒物或废水，应当用恒流装置进行长时间的验证实验，96小时内不发生死亡或中毒的浓度往往不能代表鱼类长期生活在被污染水体的安全或无毒浓度。
验证实验是以推导所得的安全浓度水溶液饲养实验鱼一个月或几个月，并设对照组进行比较，如发现有中毒症状，则应降低浓度再实验。
鱼类毒性实验所得安全浓度可为制订该物质在水中*高允许浓度的依据之一，也可作为管理工业废水（成分复杂）排放的一种检定方法。在河流、湖泊或海岸受污染时，可以通过各工厂废水的鱼类毒性实验结果找出主要污染源。鱼类毒性实验也可作为废水处理效果的鉴定指标，即根据废水处理前后的毒性改变，确定处理效果。
生物毒性实验在环境监测、环境管理和卫生评价等许多方面所显示的优点将会得到广泛的应用和发展。
五、固体废物的渗漏模型试验
固体废物长期堆放可能通过渗漏污染地下水和周围土地，应进行渗漏模型试验。按图4－9（图略）把通过0.5mm孔径筛的固体废物装入玻璃柱内，在上面玻璃瓶中加入雨水或蒸馏水以12ml/min的速度通过管柱下端的玻璃棉流入锥形瓶内，每隔一定时间测定渗漏液中有害物质的含量，然后画出时间-渗漏水中有害物浓度曲线。这一试验对研究废物堆场对周围环境影响有一定作用。
复习题和习题
1.什么叫有害工业固体废物？其主要判别依据有哪些？
2.如何采集固体废物样品？采集后应作怎样处理才能保存？为什么固体废物采样量与粒度有关？
3.固体废物的ph值测定要注意哪些方面？
4.什么叫急性毒性试验？为什么这是测定化学物质毒性的常用方法？
5.以急性毒性试验为例，简述化学毒物*高允许浓度的实验求证方法。
6.鱼类毒性试验在判别水体污染情况有何优点？
7.进行工业废渣渗漏试验，对工业废渣的处置有何现实意义？
8.生活垃圾有何特性，其监测指标主要是哪一些？
9.试述生活垃圾的处置方式，及其监测的重点。
10.试述高热值、低热值的定义和它们之间的关系。
第五章 土壤污染监测
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中*的组成部分。
土壤是植物生长的基地，是动物、人类赖以生存的物质基础，因此，土壤质量的优劣直接影响人类的生产、生活和发展。但由于近些年人们不合理地施用农药、进行污水灌溉等致使各类污染物质通过多种渠道进入土壤。当污染物进入土壤的数量超过土壤自净能力时，将导致土壤质量下降，甚*恶化，影响土壤的生产能力。此外，通过地下渗漏、地表径流还将污染地下水和地表水。
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环境质量的恶化，不管起因是由于物质因素，还是由于能量因素，测定这些因素的量或其他理化数据是环境监测的重要内容。但是单凭理化数据，是难以对环境质量作出准确评价的。因为环境是一个复杂体系，污染物种类繁多又含量多变，各种污染因素之间存在拮抗和加成作用。环境综合质量很难以各污染物个别影响来评价。利用生物在该环境中的反应，确定环境的综合质量，无疑是理想的和重要的手段。生物监测包括对生物体内污染物的测定、生态学评价法、生理生化评价法和**学评价法等，其中环境毒理学研究方法是通过用实验动物进行毒性实验，确定污染物的毒性和剂量的关系，找出毒性作用的阈剂量（或阈浓度），为制订该物质在环境中的*高允许浓度提供资料；为防治污染提供科学依据；也是判断环境质量的一种方法。例如，有些有机合成化工厂，其排放废水成分复杂，有微量的原料、溶剂、中间体和产品等，它们性质又不稳定，因此要分别测定这些物质和确定主要有害因素往往是很困难，甚*实际上难以做到。但如果用鱼类做毒性实验，并一个反映这些污染物的综合指标（例化学需氧量），那么确定该废水的毒性和剂量是比较容易实现的。
一、实验动物的选择及毒性试验分类
（一）实验动物的选择
实验动物的选择应根据不同要求来决定。同时还要考虑动物的来源、经济价值和饲养管理等方面的因素。国内外常用的动物有小鼠、大鼠、兔、豚鼠、猫、狗和猴等。鱼类有鲢鱼、草鱼和金鱼等。金鱼对某些毒物较敏感，特别是室内饲养方便，鱼苗易得，为国内外所普遍采用。
不同的动物对毒物反应并不一致。例如，苯在家兔身上所产生的血象变化和人很相似（白细胞减少及造血器官发育不全），而在狗身上却出现*不同的反应（白细胞增多及脾脏**结节增殖）；又如，苯胺及其衍生物的毒性作用可导致变性血红蛋白出现，它在豚鼠、猫和狗身上可引起与人相类似的变化，但在家兔身上却不容易引起变性血红蛋白的出现，而对小白鼠则*不产生变性血红蛋白。要判断某物质在环境中的*高允许浓度，除了根据它的毒性外，还要考虑感官性状、稳定性以及自净过程（地面水）等因素。另外，根据实验动物所得到的毒性大小、安全浓度和半致死浓度等数据也不能直接推断到人体，还要进行流行病学调查研究才能反映人体受影响情况。当然，实验动物的毒性试验无疑是极为重要的。
（二）毒性试验分类
毒性试验可分为急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和终生试验等。
1.急性毒性试验
一次（或几次）投给实验动物较大剂量的化合物，观察在短期内（一般24小时到二周以内）中毒反应。
急性毒性试验由于变化因子少，时间短、经济以及容易试验，所以被广泛采用。
2.亚急性毒性试验
一般用半致死剂量的1/5—1/20，每天投毒，连续半个月到三个月左右，主要了解该毒性有否积蓄作用和耐受性。
3.慢性毒性试验
用较低剂量进行三个月到一年的投毒，观察病理、生理、生化反应以及寻找中毒诊断指标，并为制订*大允许浓度提供科学依据。
（三）污染物的毒性作用剂量污染物的毒性作用剂量可用下列方式表示（见表4－9）。
表4-9 污染物的毒性和剂量关系
由表4-9可以看出，污染物的毒性和剂量关系可用下列指标区分：半数致死量（浓度），简称ld50，如气体用浓度简称lc50；*小致死量（浓度），简称mld（mlc）；优良致死量（浓度），简称ld100（lc100）；*大耐受量（浓度），简称mtd（mtc）。
半数致死量（浓度）是评价毒物毒性的主要指标之一。由于其他毒性指标波动较大，所以评价相对毒性常以半数致死量（浓度）为依据。在鱼类、水生植物、植物毒性试验中采用半数存活浓度（或中间忍受限度，半数忍受限度等，简称tlm）。
半数致死量的计算方法很多，这里介绍一种简便方法——曲线法，这是根据一般毒物的死亡曲线多为“s”形而提出来的。取若干组（每组*少10只）实验动物进行实验，在试验条件下，有一组全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，以横坐标表示投毒剂量，纵坐标为死亡率。根据试验结果在图上作点，连点成曲线，在纵座标死亡率50％处引出一水平线交于曲线，于交点作一垂线交于横座标，其所指剂量（浓度）即为半数致死量（浓度）。举例说明：将表4－7的死亡率与投毒剂量绘成曲线，得到半致死量为39mg/kg，根据表4－8急性毒性分级表可以判断该物质为高毒。
表4－7某化合物小鼠一次灌胃死亡情况
表4-8 急性毒性分级表
按染毒方式不同，毒性试验可分为吸入染毒、皮肤染毒，经口投毒及注入投毒等。
二、吸入毒性试验
对于气体或挥发性液体，通常是经呼吸道侵入机体而引起中毒。因此，在研究车间和环境空气中有害物质的毒性以及*高允许浓度需要用吸入毒性试验。
（一）吸入染毒法的种类
吸入染毒法主要有静态染毒法和动态染毒法两种。此外，还有单个吸入法、喷雾染毒法和现场模拟染毒法等。
1.动态染毒法
将实验动物放在染毒柜内，连续不断地将由受检毒物和新鲜空气配制成一定浓度的混合气体通入染毒柜，井排出等量的污染空气，形成一个稳定的、动态平衡染毒环境。此法常用于慢性毒性试验。
2.静态染毒法
在一个密闭容器（或称染毒柜）内，加入一定量受检物（气体或挥发性液体），使均匀分布在染毒柜，经呼吸道侵入实验动物体内，由于静态染毒是在密闭容器内进行，实验动物呼吸过程消耗氧，并排出二氧化碳，使染毒柜内氧的含量随染毒时间的延长而降低，故而只适宜做急性毒性试验。在吸入染毒期间，要求氧的含量不低于19％，二氧化碳含量不超过1.7％。所以，10只小鼠的染毒柜的容积需要60l。染毒柜一般分为柜体、发毒装置和气体混匀装置等三部分。柜体要有出入口、毒物加入孔、气体采样孔和气体混匀装置的孔口。图4－6（图略）是有机玻璃制造的染毒柜，容积为60l，发毒装置随毒物的物理性质而异，*常用的方法是将挥发性的受检物滴在纱布条、滤纸上或放在表面皿内，再用电吹风吹，使其挥发并均匀分布。对于气体毒物，可在染毒柜两端接两个橡皮囊，一个空的，一个加入毒气，按计算实验浓度压入染毒柜，为一个橡皮囊即鼓起，再压回橡皮囊，如此反复多次，即可混匀。也可直接将毒气按计算压入，借电风扇混匀。
（二）吸入染毒法的注意事项
实验动物应挑选健康、成年并同龄的动物，雌雄各半。以小白鼠为例，选用年龄为两个月，体重为20g左右，太大、太小均不适宜。每组10只，取若干组用不同浓度进行试验，要求一组在试验条件下全部存活，一组全部死亡，其他各组有不同的死亡率，然后求出半数致死浓度（lc50），对未死动物取出后继续观察7—14天。了解恢复或发展状况，对死亡动物（必要时对未死动物）做病理形态学检验。
三、口服毒性试验
对非气态毒物，可用经消化道染毒方法。
（一）口服染毒法的种类
口服染毒法可分为灌胃法和饲喂法两种。
1.饲喂法
将毒物混入动物饲料或饮用水中，为保证使动物吃完，一般在早上将毒物混在少量动物喜欢吃的饲料中，待吃完后再继续喂饲料和水。饲喂法符合自然生理条件，但剂量较难控制得**。
2.灌胃法
此法是将毒物配制成一定浓度的液体或糊状物。对于水溶性物质可用水配制，粉状物用淀粉糊调匀。所用注射器的针头是用较粗的8号或9号针头，将针头磨成光滑的椭圆形，并使之微弯曲。灌胃时用左手捉住小白鼠，尽量使之成垂直体位。右手持已吸取毒物的注射器及针头导管，使针头导管弯曲面向腹侧，从口腔正中沿咽后壁慢慢插入，切勿偏斜。如遇有阻力应稍向后退再徐徐前进。一般插入2.5—4.0cm即可达胃内。
（二）注意事项
灌胃法中将注射器向外抽气时，如无气体抽出说明已在胃中，即可将试验液推入小白鼠胃内，然后将针头拔出。如注射器抽出大量气泡说明已进入肺脏或气管，应拔出重插。如果注入后迅速死亡，很可能是穿入胸腔或肺内。小白鼠一次灌胃注入量为体重的2—3％，*好不超过0.5ml（以1g/ml计）。
四、鱼类毒性实验
在自然水域中，鱼类如能正常生活，说明水体比较清洁；当有毒工业废水排入水体，常常引起大批鱼的死亡或消失（回避）。因此，鱼类毒性实验是检测成分复杂的工业废水和废渣浸出液的综合毒性的有效方法。
（一）实验鱼的选择和驯养
实验用鱼以金鱼*适宜，实验用鱼必须是无病、健康的，其外观是行动活泼、体色发亮、鱼鳍完整舒展，逆水性强，食欲强，并无任何鱼病，鱼的大小和品种都可能对毒物敏感度不同，因此同一实验中要求选用同一批同属、同种和同龄的金鱼，体长（不包括尾部）约3cm，*大鱼的体长不超过*小鱼体长的一倍半。新选来的鱼必须经过驯养，使它适应新的环境才能进行实验。一般是在与实验条件相似的生活条件下（水温、水质等）驯养一周或10天以上，实验前四天*好不发生死亡现象。正式实验的前**应停止喂食。因为喂食会增加鱼的呼吸代谢和排泄物，影响实验液的毒性。
（二）实验准备
每种实验浓度为一组，每组*少10尾鱼。为便于观察，容器用玻璃缸，容积10l（以10尾鱼计）左右，以保证每升水中鱼重不超过2g。
1.实验液中溶解氧
温水鱼不小于4mg/l，冷水鱼不小于5mg/l。如试验液中含有大量耗氧物质时，为防止因缺氧引起死亡，应采取措施。可采用更换实验液，采用恒流装置等。*好不要采用人工曝气法。
2.实验液中的温度
一般温度高毒性大。所以通常以对鱼类生存适宜的温度进行实验。冷水鱼的适宜温度在12—18℃，温水鱼的适宜温度在20—28℃，同一实验中温度变化为±2℃。
3.实验液中的ph
ph值对鱼类生存有影响，通常控制在6.7—8.5之间。
实验和驯养用水是未受污染的河水和湖水。如用自来水必须经过人工曝气或自然曝气三天以上，以赶走余氯和增加溶解氧，蒸馏水与实际差距太大，不宜作实验用水。
（三）实验步骤
1.预试验（探索性试验）
为保证正式实验顺利进行，必须*行探索性试验，以观察现象，确定实验的浓度范围。选用的浓度范围可大一些，每组鱼的尾数可少一些。观察24小时（或48小时）鱼类中毒的反应和死亡情况，找出不发生死亡、全部死亡和部分死亡的浓度。
2.实验浓度设计和毒性判定
合理设计实验浓度，对实验的成功和**有很大影响。通常选7个浓度（*少5个），浓度间取等对数间距，例如：100、5.6、3.2、1.8、1.0（对数间距0.25）或10.0、7.9、6.3、5.0、4.0、3.6、2.5、2.0、1.6、1.26、1.0（对数间距0.1）。上面数值可用百分体积或mg/l表示。需要时也可用10的指数来乘或除，这些数值在对数纸上是等距离的。另设一对照组，对照组在实验期间鱼死亡超过10％，则整个实验结果不能采用。
实验开始的前8小时应连续观察，随时记录。如正常，开始实验，做第24小时，48小时和96小时的观察记录。实验过程发现特异变化应随时记录，根据鱼的死亡情况、中毒症状判断毒物或工业废水毒性大小。如毒物的饱和溶液或所试工业废水在96小时内不引起实验鱼的死亡时，可以认为毒性不显著。
鱼类毒性实验的tlm，是反映毒物或工业废水对鱼类生存影响的重要排标，tlm值的计算要求必须有使实验鱼存活半数以上和半数以下的各浓度。在半对数纸上用直线内插法推导，方法是以对数坐标（纵坐标）表示试样浓度，用算术坐标（横坐标）表示实验鱼的存活百分数，然后将实验结果标在图上。并将50％存活率上下二点连成直线，直线与50％存活直线相交，再从交点引一垂线*浓度坐标，即为tlm值。根据24、48、96小时的实验数据，可分别得到24tlm、48tlm和96tlm。按表4－9实验数据作图4－8（图略）即得24tlm为6.7mg/l，48tlm为4.7mg/l，96tlm为3.56mg/l。
表4-9 某毒物实验结果
3.鱼类毒性实验结果的实际应用
鱼类毒性实验的重要目的是推导毒物的安全浓度。用tlm推导安全浓度的公式有多种，下面介绍二种公式：
（2）安全浓度=48tlm×0.1
按公式推导得到鱼类生存安全浓度后，要进一步做验证实验，特别是具有挥发性和不稳定性毒物或废水，应当用恒流装置进行长时间的验证实验，96小时内不发生死亡或中毒的浓度往往不能代表鱼类长期生活在被污染水体的安全或无毒浓度。
验证实验是以推导所得的安全浓度水溶液饲养实验鱼一个月或几个月，并设对照组进行比较，如发现有中毒症状，则应降低浓度再实验。
鱼类毒性实验所得安全浓度可为制订该物质在水中*高允许浓度的依据之一，也可作为管理工业废水（成分复杂）排放的一种检定方法。在河流、湖泊或海岸受污染时，可以通过各工厂废水的鱼类毒性实验结果找出主要污染源。鱼类毒性实验也可作为废水处理效果的鉴定指标，即根据废水处理前后的毒性改变，确定处理效果。
生物毒性实验在环境监测、环境管理和卫生评价等许多方面所显示的优点将会得到广泛的应用和发展。
五、固体废物的渗漏模型试验
固体废物长期堆放可能通过渗漏污染地下水和周围土地，应进行渗漏模型试验。按图4－9（图略）把通过0.5mm孔径筛的固体废物装入玻璃柱内，在上面玻璃瓶中加入雨水或蒸馏水以12ml/min的速度通过管柱下端的玻璃棉流入锥形瓶内，每隔一定时间测定渗漏液中有害物质的含量，然后画出时间-渗漏水中有害物浓度曲线。这一试验对研究废物堆场对周围环境影响有一定作用。
复习题和习题
1.什么叫有害工业固体废物？其主要判别依据有哪些？
2.如何采集固体废物样品？采集后应作怎样处理才能保存？为什么固体废物采样量与粒度有关？
3.固体废物的ph值测定要注意哪些方面？
4.什么叫急性毒性试验？为什么这是测定化学物质毒性的常用方法？
5.以急性毒性试验为例，简述化学毒物*高允许浓度的实验求证方法。
6.鱼类毒性试验在判别水体污染情况有何优点？
7.进行工业废渣渗漏试验，对工业废渣的处置有何现实意义？
8.生活垃圾有何特性，其监测指标主要是哪一些？
9.试述生活垃圾的处置方式，及其监测的重点。
10.试述高热值、低热值的定义和它们之间的关系。
第五章 土壤污染监测
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中*的组成部分。
土壤是植物生长的基地，是动物、人类赖以生存的物质基础，因此，土壤质量的优劣直接影响人类的生产、生活和发展。但由于近些年人们不合理地施用农药、进行污水灌溉等致使各类污染物质通过多种渠道进入土壤。当污染物进入土壤的数量超过土壤自净能力时，将导致土壤质量下降，甚*恶化，影响土壤的生产能力。此外，通过地下渗漏、地表径流还将污染地下水和地表水。
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