- •Основы экотоксикологии красноярск 2011
- •Введение
- •Задачи изучения дисциплины
- •Глава 1. Механизмы токсического действия и перераспределения в организме токсических и ядовитых веществ
- •1.1. Токсикометрия
- •1.2. Токсикодинамика
- •Общая классификация факторов, определяющих развитие отравлений
- •1.3. Токсикокинетика
- •1.3.1. Пути поступления и распределения ядов в организме
- •1.3.2. Токсико-кинетические особенности отравлений
- •1.3.2.1. Особенности пероральных отравлений
- •1.3.2.2. Особенности ингаляционных отравлений
- •1.3.2.3. Особенности перкутанных отравлений
- •1.3.3. Транспорт токсичных веществ через клеточные мембраны
- •Классификация мембранотоксинов
- •Механизмы повреждения мембран
- •1.3.4. Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Глава 2. Токсические вещества в природных средах
- •2.1. Антропогенное воздействие на окружающую природную среду
- •Классификация загрязнений по области их воздействия
- •Классификация веществ по степени их вредности
- •2.2. Поведение токсикантов в природных средах
- •2.3. Загрязнение атмосферы
- •2.3.1. Типы и виды загрязнений атмосферы
- •2.3.2. Основные загрязняющие вещества атмосферы
- •Лабораторная работа
- •Ход работы
- •2.3.3. Кислотные дожди
- •2.3.4. Парниковый эффект
- •2.3.5. Нарушение озонового слоя
- •2.4. Загрязнение воды
- •2.4.1. Основные источники загрязнения воды
- •2.4.2. Вещества, разрушаемые микроорганизмами, и изменение состояния воды
- •Ход анализа
- •2.4.3. Устойчивые, или трудноразрушающиеся, вещества в воде
- •2.4.4. Ионы, поступающие из удобрений и солей, используемых для снеготаяния при уборке снега и льда, и тяжелые металлы в воде
- •Ход работы
- •Приготовление вспомогательного раствора суммы металлов
- •Приготовление стандартного раствора
- •2.4.5. Загрязнение вод водорослями
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Глава 3. Токсические вещества в агросфере и продукции агропромышленного комплекса
- •3.1. Загрязнения пестицидами
- •По стойкости:
- •3.2. Диоксины в агросфере
- •3.3. Использование регуляторов роста растений
- •3.4. Нитраты и нитриты
- •Во время косвенного окисления гемоглобина сначала нитриты окисляются до нитратов с образованием пероксида водорода, затем последний вступает в реакцию с железом гемоглобина
- •Подготовка проб для анализа
- •Качественная оценка содержания нитратов в продукции растениеводства с использованием дифениламина
- •Ход анализа
- •Качественная оценка наличия нитритов в продукции растениеводства с помощью йодкрахмальной бумажки
- •Ход анализа
- •Качественная реакция определения нитритов с помощью реактива Грисса
- •Ход анализа
- •Фотоэлектроколориметрическое измерение интенсивности окраски
- •3.5. Нитрозосоединения
- •3.6. Тяжелые металлы в агросфере
- •3.6.1. Загрязнение ртутью
- •3.6.2. Загрязнение кадмием
- •3.6.3. Загрязнение свинцом
- •3.6.4. Загрязнение хромом
- •3.6.5. Загрязнение цинком, кобальтом, никелем, марганцем и медью
- •«Определение кобальта в почве»
- •Построение градуировочного графика
- •Ход работы
- •Ход работы
- •3.6.6. Загрязнение мышьяком
- •3.6.7. Загрязнение оловом
- •3.7. Полициклические ароматические углеводороды (пау)
- •3.8. Радиоактивное загрязнение агросферы
- •3.9. Влияние способов обработки пищевых продуктов
- •3.9.1. Добавки к пищевым продуктам (контаминанты)
- •3.9.2. Красители
- •3.9.3. Подсластители
- •3.9.4. Вкусовые добавки. Антиоксиданты
- •3.9.5. Консерванты
- •Ход работы
- •Ход анализа
- •3.10. Микотоксины в продукции агросферы
- •Микотоксинов (мг/кг)
- •Трихотеценовые микотоксины
- •Эрготоксины
- •Первая помощь и профилактика микотоксикозов
- •3.11. Получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
- •3.11.1. Растениеводство
- •3.11.2. Животноводство
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Заключение
- •Возможные последствия воздействия химических продуктов на экосистемы (последствия приводятся по степени убывания их опасности)
- •Словарь
- •Тестовые задания
- •Глава 1. Механизмы токсического действия и перераспределения в организме токсических и ядовитых веществ
- •Глава 2. Токсические вещества в природных средах
- •Глава 3. Токсические вещества в агросфере и продукции агропромышленного комплекса
- •Тестовые вопросы для самоконтроля
Контрольные вопросы
Как называется и обозначается наименьшее количество ядовитого вещества, которое при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные, но обратимые изменения жизнедеятельности.
Как рассчитывается величина токсичности и чем она определяется?
Какие зоны токсического действия выделяют?
От чего зависят показатели токсичности?
Какие основные показатели по ограничению содержания токсических веществ в объектах окружающей среды выделяют?
Как оценивается лимитирующий показатель вредности?
На основании чего опасные вещества выделяют в классы?
От чего зависит распределение токсичных веществ в организме?
Что подразумевают под пространственным фактором в токсикодинамике?
Какой фактор позволяет различать фазы отравления и оценить эффективность дезинтоксикационной терапии?
Что подразумевается под понятием «избирательная токсичность» яда?
Что вкладывается в понятие «кумулятивная способность» токсического вещества?
Чем могут быть обусловлены хронические отравления?
Как целесообразнее рассматривать острые отравления?
Какие стадии острых отравлений можно выделить?
Что такое «депонирование»?
Какими путями происходит выведение токсических веществ из организма млекопитающих?
Что обозначает понятие «экологическая магнификация»?
Что присходит с липофильными веществами в организме при реакции гидролиза?
Какие факторы влияют на метаболизм чужеродных соединений?
Что необходимо учитывать при определении мер токсичности?
Чем определяется токсичность метилового спирта при попадании в организм?
В чем состоят особенности перкутанных отравлений?
Какова роль мембранных структур клеток при поражении организма токсическими веществами?
Использованная литература
Баранников, В.Д. Экологическая безопасность сельскохозяйственной продукции / В.Д. Баранников, Н.К. Кириллов. – М.: КолосС, 2005. – 352 с.
Бязель, В.С. Популяционная экотоксикология / В.С. Бязель, В.Н. Большаков, Е.Л. Воробейчик. – М.: Наука, 1994. – 374 с.
Голиков, С.Н. Общие механизмы токсического действия / С.Н. Голиков, И.В. Саноцкий, Л.А. Тиунов. – Л.: Медицина, 1986. – 300 с.
Жуленко, В.Н. Ветеринарная токсикология / В.Н. Жуленко, М.И. Рабинович, Г.А. Таланов. – М.: Колос, 2001. – 384 с.
Зеленин, К.Н. Что такое химическая экотоксикология / К.Н. Зеленин // Соросовский образовательный журнал. – 2000. №6. – Т.6. – С. 32-34.
Лужников, Е.А. Клиническая токсикология / Е.А. Лужников. – М.: Медицина, 1982. – 368 с.
Лужников, Е.А. Клиническая токсикология / Е.А. Лужников. – М.: Медицина, 1994. – 256 с.
Хмельницкий, Г.А. Ветеринарная токсикология / Г.А. Хмельницкий, В.Н. Локтионов, Д.Д. Полоз. – М.: Агропромиздат, 1987. – 319 с.
Оксенгендлер, Г.И. Яды и организм: проблемы химической опасности / Г.И. Оксенгендлер. – СПб.: Наука, 1991. – 320 с.
Глава 2. Токсические вещества в природных средах
2.1. Антропогенное воздействие на окружающую природную среду
Воздействие человека на окружающую природную среду не ограничивается биотическим влиянием. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса (высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на окружающую природную среду).
Загрязнением природной среды называется внесение или возникновение новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов, а также превышение в контролируемое время естественного среднемноголетнего уровня концентрации агентов, приводящее к отрицательным последствиям.
Таким образом, загрязнение – это все то, что находится не в том месте и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия.
Загрязнение природной среды происходит как от естественных (природных) причин, так и в результате хозяйственной деятельности человека. В первом случае загрязнение называют природным (например, извержение вулкана), а во втором – антропогенным.
Загрязнения окружающей среды делят на первичные (возникают в результате действия какого-либо загрязнителя) и вторичные (возникают в результате взаимодействия первичных загрязнений с условиями среды; как правило, более токсичны).
Воздействие человека на окружающую природную среду может быть как прямым, так и опосредованным (косвенным). Прямое воздействие на природу – это непосредственное, не всегда планируемое и желаемое изменение природы в процессе хозяйственной деятельности человека. Среди прямых воздействий на природу различают антропическое, антропогенное, аддитивное, кумулятивное и синергическое воздействие.
Непреднамеренное изменение природной среды в результате цепи природных реакций, каждая из которых влечет за собой изменение других, связанных с нею первичных или вторичных явлений, вследствие хозяйственных мероприятий называется опосредованным (косвенным) воздействием на природу (пример косвенного воздействия – подтопление территорий при создании водохранилищ).
Антропическим (от греч. аntropos – человек) воздействием называется непосредственное влияние человечества на процессы в окружающем его мире, которое сопровождается уменьшением популяций различных видов, приводит к нарушению равновесия между отдельными популяциями и загрязнению окружающей природной среды.
Сумма прямых и опосредованных влияний человека на окружающую природную среду называется антропогенным (от греч. аntropos – человек, genes – происхождение) воздействием.
Совокупное воздействие нескольких загрязнителей (химических, физических) называется аддитивным воздействием (пример: загрязнение атмосферного воздуха от теплоэлектроцентралей усугубляется шумом энергетических установок, электромагнитными и ионизирующими излучениями).
Кумулятивным воздействием называется суммирование всех порций одного фактора с усилением общего влияния, но с сохранением характера воздействия, или изменение характера воздействия фактора в связи с его качественным изменением вследствие количественного увеличения (пример: влияние малых доз ионизирующего излучения на организм и увеличение воздействия с возрастанием дозы излучения).
Синергическое воздействие (от греч. syn – вместе, ergon – работать) представляет собой комплексное воздействие нескольких факторов, при котором общий эффект оказывается иным, чем при суммировании воздействия каждого фактора порознь. Синергическое воздействие может проявляться или в увеличении, или в уменьшении силы воздействия одного фактора при наличии одного или более других факторов.
Природные и антропогенные загрязнения подразделяются по своей физико-химической природе на физические, химические, физико-химические и биологические и комплексные виды загрязнений.
Физическим загрязнением называют такое загрязнение, которое связано с изменением физических параметров среды: тепловых, световых, шумовых, электромагнитных, радиационных и т.п.
Например, тепловое загрязнение водоемов вследствие сброса теплых вод приводит к последовательному изменению видового состава и сообщества водорослей, что может разрушить данную экосистему.
Развитие промышленности приводит к шумовому загрязнению среды в виде превышения естественного уровня шума и ненормального изменения звуковых характеристик (силы звука, периодичности и т.п.). Шумовое загрязнение (выражается в децибелах – дб) отрицательно воздействует на организм человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение умственной активности, что приводит к понижению производительности труда, физическим и нервным заболеваниям.
Различают радиационное и радиоактивное загрязнение природной среды. Радиационное загрязнение вызывается действием ионизирующих излучений, а радиоактивное связано с превышением естественного уровня содержания радиоактивных веществ (радионуклидов) в среде (мера единицы радиации – бер).
Электромагнитные загрязнения – возникают от линий электропередач, радио, телевидения и т. д.
Химическое загрязнение обусловливает изменение естественных химических свойств окружающей среды, которые превышают среднемноголетние колебания количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода. Химическое загрязнение природной среды получается и при появлении в ней химических веществ, которые отсутствовали в этой среде раньше. Примером химического загрязнения гидросферы является загрязнение воды тяжелыми металлами, пестицидами и т. д.
Биологическое загрязнение среды или сообществ подразделяется на биотическое (биогенное) и микробиологическое (микробное).
Биотическое загрязнение состоит в распространении определенных, как правило, нежелательных с точки зрения людей, биогенных веществ (выделений, мертвых тел и т. д.) на территории или акватории, где их раньше не было.
Микробиологическое загрязнение проявляется в появлении в среде необычно большого количества микроорганизмов, связанных с массовым их размножением на субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека. Микробное загрязнение может быть и при приобретении ранее безвредной формы микроорганизмов патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах. Примером микробного загрязнения является присутствие кишечной палочки в воде хозяйственно-питьевого назначения.
