Введение

В настоящее время значительная часть человечества в той или иной мере подвержена действию различных химикатов. Не существует научной дисциплины, которая была бы способна выработать основы классификации химических веществ и исследования антропогенных воздействий на биосферу. Стремление лучше понять связи между свойствами химикатов и их воздействием как на человека, так и на экосистемы привело к возникновению новой междисциплинарной отрасли науки об окружающей среде – химической экотоксикологии.

Экологическая химия находится на стыке целого ряда научных дисциплин и во многом соприкасается со смежными научными направлениями, среди которых можно назвать биологические и геологические науки, в то же время экотоксикология тесно связана с медико-фармакологическими дисциплинами. Экологическая химия изучает изменения химических веществ под воздействием факторов окружающей среды, причем центральной задачей является изучение поведения антропогенных веществ, т.е. их содержания (концентрации в окружающей среде), процессов разложения, превращения и накопления в организмах и окружающей среде.

Исследованием воздействия этих веществ на организм на различных уровнях (клетка, отдельный орган и организм в целом, популяция и экосистема) занимается экотоксикология, поскольку при таких исследованиях выявляются изменения состояния и возникают предположения о возможности прямого или косвенного вредного воздействия.

В самостоятельную науку химическая экотоксикология выделилась в конце 60-х годов XX века. Три дисциплины – химия, экология и токсикология (учение о токсичности) – были объединены в единую научную дисциплину. Также эта область знаний включает в себя элементы и других наук: физиологии, биохимии, популяционной генетики и др.

В 90-х годах было дано определение химической экотоксикологии как области знаний о распространении и влиянии антропогенных химикатов и продуктов их трансформации на экосистемы.

В химической экотоксикологии используются специфические термины. Экотоксикантом называют токсичное и устойчивое в условиях окружающей среды вещество, способное накапливаться в организмах до опасных уровней концентраций. Чужеродные для организмов химические вещества, не входящие в естественный биотический круговорот, называют ксенобиотиками.

Вещества, вызывающие отравление или смерть при попадании в организм в малом количестве, называются ядами. В этой роли может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушение жизненно важных функций и создать опасность для жизни. Чем меньшее количество (доза) вещества вызывает подобные расстройства, тем токсичность вещества больше. Токсичность – ядовитость, способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное действие на организмы (человека, животных, растений, грибов, микроорганизмов). Интоксикация – патологическое состояние, развивающееся вследствие взаимодействия яда с организмом.

Групповые интоксикации приходится наблюдать и при употреблении ядовитых растений, продуктов питания, включающих токсичные вещества, например пестициды и микробные яды. Надо иметь также в виду, что в природе насчитывается около 5 тысяч видов ядовитых существ: членистоногих, кишечнополостных, моллюсков иглокожих, рыб, змей, которые при определенных обстоятельствах могут стать опасными для человека.

Токсикологические и экотоксикологические свойства веществ обусловлены их химическим составом, так что в изолированном состоянии они не имеют никакого значения для человека и природы. После длительной экспозиции, т.е. длительного воздействия на живой организм, эти свойства начинают проявляться. Это означает, что эколого-химическое поведение веществ, методы их применения и объемы поступления в биосферу определяют в конечном итоге уровень экспозиции, который в комплексе с экотоксикологическими свойствами вещества является основой для оценки воздействия вещества на окружающую среду.

В настоящее время экспозицию химического продукта часто ошибочно принимают за его «воздействие». Экспозиция – концентрация вредного вещества, воздействующая на человека, животное, растение или экосистему в течение определенного времени (иными словами это «доза воздействия»).

Потенциальное воздействие – токсичность для конкретной особи, популяции или экосистемы, зависящая от концентрации вредного вещества. Потенциальное воздействие (токсичность) и экспозиция в комплексе определяют степень опасности данного вещества.

Вредное воздействие, наносимое соответствующей системе:

а) явственные изменения обычных колебаний численности популяции;

б) долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы.

Если проводятся эпидемиологические исследования, то выпадение или снижение численности ведущих видов организмов требуют проведения анализа тенденций развития биологических сообществ. Такие исследования являются еще одной задачей экотоксикологии, так как они могут способствовать выявлению степени риска и предотвращению опасных явлений.

Основной целью изучения экотоксикологии является изучение свойств, механизмов воздействия антропогенных химических веществ на биологические объекты окружающей среды и освоение методов диагностики объекта, пораженного экотоксикантами.