2. Супертоксиканты (Цой)

Стойкие загрязнители, разлагаясь на более ядовитые составляющие или соединяясь с другими веществами окружающей среды, биологически усиливаются по мере продвижения по пищевой цепочке. Такие вещества называют супертоксикантами. Это в основном соединения, синтезированные человеком и не известные природе. В список супертоксикантов входят многие пестициды, фураны, диоксины, тяжелые металлы такие как кадмий, свинец, ртуть. Очищать окружающую среду от подобных веществ невозможно. Можно только запретить их производство.

Если многие загрязнения разносятся по воздуху или с водой, то супертоксиканты распространяются по всей планете через пищевые цепочки.

Рассмотрим пример супертоксикантов:

Диоксинами называют группу хлорорганических высокотоксичных экотоксикантов. диоксины используются при изготовлении пластмасс и других веществ, для повышения огнестойкости. Диоксины – химически инертные соединения, хорошо растворимы в органических растворителях и маслах. Высокая химическая стабильность диоксинов способствует их накоплению в почве (период полураспада – 10,20 лет), в донных отложениях (период полураспада – 20,30,40… лет). Термически устойчивы, разрушение происходит при температуре 1200-1400 градусов.

Диоксиным токсичны для животных и человека с отдаленными последствиями: рак, нарушения развития, репродуктивные, эндокринные и иммунологические нарушения, печень, почки. Больше всего диоксинов в жирных слоях рыбы, мяса, масле, молоке, сметане, сырах. В организм диоксины поступают с продуктами питания, с водой, через кожные покровы и органы дыхания.

Основными источниками образования диоксинов являются предприятия химической, электротехнической, лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и цветной металлургии, сжигание пластмасс, полиэтилена, обработка древесины.

Кадмий – также относится к супертоксикантам. Накапливаясь в организме человека, приводит к разрушению скелета. Кости человека становятся хрупкими и разрушаются при небольших физических нагрузках. Его очень трудно изъять из почвы.

Трансгенные продукты питания (Тыгдымаева )

это продукты, полученные из растений, в хромосомы которых был введен особый, не данный им от природы ген. В результате у растения появляются новые свойства, например устойчивость к некоторым вредителям (у картофеля — к колорадскому жуку). Можно получить растения, устойчивые к засухе и морозам, к более длительному хранению. Впервые эксперимент по пересадке гена был осуществлен в 1983 году. Население земли растет год от года. Некоторые ученые считают, что через 20 лет нам придется кормить на два миллиарда человек больше, чем сейчас. А уже сегодня хронически голодают 750 миллионов.

На данный момент в России зарегистрировано множество видов продуктов из модифицированной сои, среди которых: соя, пищевые добавки для спортсменов, один сорт картофеля и двум сортам - кукурузы. Выяснить, содержит ли продукт измененный ген, можно только с помощью сложных лабораторных исследований. Сейчас 90 % экспорта трансгенных пищевых продуктов составляют кукуруза и соя.

Трансгенные продукты произведены на базе растений, в которых искусственным путем были заменены в молекуле ДНК один или несколько генов. ДНК - носитель генной информации - точно воспроизводится при делении клеток, что обеспечивает в ряду поколений клеток и организмов передачу наследственных признаков и специфических форм обмена веществ.

Опасность ГМП:

1) Могут вызвать аллергию. Аллергия – это сбой в работе иммунной системы, призванной распознавать чужеродные белки из оболочек болезнетворных бактерий и вирусов, а также некоторые токсины. Случай в США, когда аллергию вызвал ГМП со встроенным геном бразильского ореха.

2) Токсичность, ряд трансгенных сортов кукурузы, табака и помидоров, устойчивых к насекомым вредителям, вырабатывают лигнин – вещество, препятствующее поражению растений. Он может разлагаться на токсичные и мутагенные фенолы и метанол. Самым ярким примером токсичности ГМО стал случай с Японской Компанией, которая стала поставлять на рынок пищевую добавку, ставшую причиной смерти 37 человек, еще около полутора тысяч остались инвалидами на всю жизнь.

3) ГМО могут стать мутагенными и канцерогенными за счет их способности накапливать гербициды, пестициды и продукты их разложения. Некоторые гербициды могут оказывать негативное влияние на выживаемость и здоровье человеческих эмбрионов, а также вызывать мутации.

4) Устойчивость к антибиотикам. Большинство сельскохозяйственных ГМ-культур помимо генов, придающим им желаемые свойства, содержат гены устойчивости к антибиотикам. В этом случае традиционные методы лечения воспалительных процессов с помощью антибиотиков будут малоэффективны.

Биотрансформация и биодеструкция веществ (Колчева)

Биотрансформация или распад загрязняющих веществ в различного типа биосистемах происходит с помощью ферментативных реакций: окисления, восстановления, деградации – расщепление молекул и конъюгации – соединения молекул загрязнителя с органическими веществами клетки.В животном организме все ксенобиотики в результате молекулярных изменений повышают свою водорастворимость, что способствует более быстрому выведению из организма. В тоже время молекулярная перестройка антропогенных веществ в организме под действием гидроксирующих ферментов очень часто приводит не к их обезвреживанию, а к повышению токсичности, т.е. происходит токсификация. Так в процессе метаболизма ДДТ в организме млекопитающих, ДДЕ – компонент ДДТ связывается с ДНК, что стимулирует канцерогенез. Тяжелые металлы индуцируют синтез специализированных белков – металлотионинов, которые связывают и инактивируют металлы, накапливая их в печени и почках. Следовательно, загрязняющие вещества, попадающие в организм животных под влиянием молекулярных изменений могут быть: 1) расщеплены, утилизированы и выведены по фрагментам; 2) превращены в водорастворимые и легковыводимые из организма соединения; 3) преобразованы в вещества более вредные для организма; 4) связывание с белками и сохранение их в неактивной для организма форме. У растений в большей степени доминируют процессы связывания чужеродных веществ с неактивными биомолекулами. Накапливание и инкапсулирование радионуклидов и других веществ происходит во внутренних слоях древесины. В почве и природных водоемах биотрансформация загрязнителей осуществляется ферментами различных организмов, прежде всего прокариотами и грибами. В связи с тем, что часть веществ сорбируется почвенными частицами. То они оказываются вне сферы деятельности почвенных микроорганизмов. Накопление тяжелых металлов в почве зависит от рН почвы. Свинец накапливается в почвах в виде малорастворимых фосфатов Pb3(PO4)2, в виде карбонатов PbCO3. кадмий вымывается в кислых почвах при рН<6. Растворимые соединения меди в почве токсичны при их содержании 20мг/кг сухого вещества. При 0,1мг/л медь оказывает токсическое действие на почвенные микроорганизмы. Токсичность Zn для растений определяется на уровне 200мг/кг сухой массы. При рН>6 цинк накапливается в почвах. Для свинца токсичность составляет 50мг/кг сухой массы растений. Одним из источников медленно разлагающихся в почве загрязнителей является пестициды, ил очистных сооружений и компост после переработки отходов. Так хлорсодержащие углеводороды сохраняются в почвах от 2 до 5 лет; производные мочевины от 18 месяцев до 2-х лет, карбоматы и эфиры фосфорной кислоты 2 – 12 недель. Ил содержит тяжелые металлы, полихлорированные бифенолы, полициклические ароматические углеводороды до 350 мг/кг сухой массы, бораты, находящиеся в составе моющих веществ. Токсичность бора для трав составляет 270 – 570мг-1 /кг сухой массы, вызывает хлорозы и некрозы, накопление нитратов и нитритов в почве, также приводит к загрязнению почв.