Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Основы биохимии и токсикологии» для специальности 1-57 01 02 «Экологический менеджмент и аудит в промышленности»

- свекла – до 1400 мг/кг; - морковь и картофель – до 250 мг/кг; - кабачки – до 400 мг/кг; - капуста – до 900 мг/кг; - огурцы – до 150 мг/кг.

а)•Допустим, что дневной рацион человека помимо других продуктов включал овощи: морковь (сырую) – 300 г, свеклу (отварную)

– 300 г, огурцы – 500 г. •Может ли в этом случае быть превышена допустимая норма нитратов? Табл.6.П.3.

б)•Некоторые поклонники вегетарианства и сыроедения рекомендуют съедать до 1,5 кг сырых овощей в день. Чем они рискуют? Какие требования к растительным продуктам следует предъявлять в этом случае? Расчеты представить в табл. 6.П.3.

Таблица 6.П.3. Результаты расчета

Допустимо ли проводить подкормку растений азотистыми удобрениями незадолго до уборки урожая? Почему?

Задание 3.

1).среднесуточная ПДК бензапирена в воздухе населенных мест составляет всего лишь 1∙10-6 мг/м3, 2.)ПДК .для воздуха рабочей зоны – 150∙10-6 мг/м3.

3).на перекрестках с интенсивным движением концентрация бенз(а)пирена достигает 20∙10-6 мг/м3

4). при жарке 1 кг мяса в воздух попадает 190∙10-6 мг этого вещества,

5).100 г полукопченой колбасы содержит до 5∙10-6 мг, окорока – до 15∙10-6 мг,

6).с одной сигаретой человек выдыхает до 80∙10-6 мг бенз(а)пирена.

7)максимальное суточное поступление бензапирена для человека 60кг- 0,24 мкг

•а)Оцените объем кухни в Вашем доме. Какая концентрация бенз(а)пирена может быть на кухне при жарке 1 кг мяса, выкуривании 2-х сигарет? Какие меры следует предпринять, чтобы уменьшить концентрацию?

•б)Сопоставьте ориентировочно канцерогенную опасность, связанную с поступлением бенз(а)пирена в организм при питании (потреблении 200г копченых продуктов в день), курении 10 сигарет в день и пребывании на перекрестке с интенсивным движением в течении 1 часа (объем суточного поступления воздуха в легкие 1 человека – 15м3) .

в) Рассчитайте объем кухни г) Рассчитайте максимальное допустимое суточное поступление

бензапирена для человека вашей массы. Результаты расчетов занести в табл. 6.П.4.

Таблица 6.П.4. Результаты расчета

в)Какие виды кулинарной обработки продуктов более предпочтительны во избежание канцерогенной опасности?

Задание 4

•а) Могут ли сточные воды, поступающие из вашей квартиры, какимлибо образом повлиять на качество воды, набираемой вами из под крана? Каким образом?

•б) Каким образом хлорорганические соединения могут оказаться в питьевой воде?

•в) На станции водоподготовки вода в соответствии с ГОСТом доводится до качества питьевой, т.е. ее можно пить без ущерба здоровью. Следует ли кипятить ее дома? Почему?

Задание 5 а)В каких продуктах может быть обнаружен ДДТ, где содержа-

ние ДДТ будет наибольшим, почему.

Продукты: мясо свиное и говяжье, почки и печень свиные и говяжьи, форель и щука, яйца, хлеб, капуста, зерно

в)Какие последствия у человека может вызвать употребление в пищу продуктов с повышенным содержанием ДДТ

г)Меры по снижению содержания пестицидов в продуктах питания

6.4Контрольные вопросы

1.Токсические вещества в окружающей среде. Основные понятия экотоксикологии.

2. .Характеристика основных загрязнителей окружающей среды.

3.Основные пути загрязнения продуктов питания и продовольственного сырья

4.Основные контаминанты в продуктах питания

5.Количественная характеристика токсичности контаминантов

6.Характеристика основных токсикантов в продуктах питания

7.Токсические вещества, образующиеся в процессе обработки продуктов питания.

2.3. Основные параметры токсикометрии

Основные показатели токсичности ядов: DL 100, DL 50 , CL 100 , CL 50. ПДК. ОБУВ. Пороговая доза вредного вещества. Классификация отравлений: острые, профессиональные, хронические.

Раздел токсикологии, в рамках которого оценивается токсичность, называется ―токсикометрия‖.

Токсикометрия токсичных соединений включает большой объем исследований, обязательными из которых являются установлениесмертельных исходов, выявление и количественная характеристика кумулятивных свойств, изучение кожно-раздражающего, резорбтивного, сенсибилизирующего действия, хронического воздействия на организм с учетом отдаленных эффектов.

Измерение токсичности означает определение количества вещества, действуя в котором оно вызывают различные формы токсического процесса.

В процессе токсикометрических исследований определяют токсические дозы, токсические концентрации действуя в которых вещества нарушают работоспособность, вызывают заболевание или смерть.

Рисунок 2.3.1. Основные параметры токсикометрии Токсическая доза (D) - количество вещества, попавшее во

внутренние среды организма и вызвавшее токсический эффект.

Токсическая доза выражается в единицах массы токсиканта на единицу массы организма (мг/кг).

Токсическая концентрация (С) - количество вещества, нахо-

дящееся в единице объема (массы) некоего объекта окружающей среды (воды, воздуха, почвы), при контакте с которым развивается токсический эффект.

Токсическая концентрация выражается в единицах массы токсиканта на единицу объема среды (воздуха, воды) - (мг/л; мг/м3) или единицу массы среды (почвы, продовольствия) - (мг/кг).

Все параметры токсикометрии можно разделить на две группы:

первичные (экспериментальные) и вторичные (производные)

Таблица 2.3.1. Параметры токсиметрии

Категории токсических доз, концентраций

Смертельная: характеризуется величиной летальной дозы (концентрации) – LD (LC);

Непереносимая: характеризуется величиной дозы (концентрации), вызывающей существенное нарушение дееспособности – ID

(IС);

Пороговая: характеризуется дозой (концентрацией), вызывающей начальные проявления действия токсиканта - Lim D (Lim C).

Эффективная - доза (ЕD), (ЕC концентрация) вещества, вызывающая любое, оцениваемое исследователем неблагоприятное действие.

Среднесмертельная (смертельная доза) - вызывает гибель 50% (100%) подопытных животных при определенном способе введения внутрь (перорально, на кожу и т.д. кроме ингаляционного) в течении двух недель последующего наблюдения. Обозначается DL50 (DL100 ), размерность – мг/кг., в частях на миллион.

CL50 (CL100) – концентрация химического вещества, вызывающая гибель 50%(100%) подопытных животных при ингаляционном (2-4 часовом)воздействии в течении 2-х недель последующего наблюдения (мг/м3);

Обозначается CL50 (CL100) , размерность – мг/м3, мг/л., в частях на миллион

Под токсичностью, как мерой несовместимости химического вещества с жизнью биологического объекта, понимают величину обратную абсолютному значению средней смертельной дозы( 1 / DL50 ) или концентрации ( 1 / CL50).

Максимально переносимая доза (DL0, CL0) – наибольшее количество вредного вещества, введение которого в организм не вызывает гибель животных.

Показатель – КВИО (коэффициент возможности ингаляционного отравления) представляет собой отношение концентрации насыщенных паров вещества в воздухе при 20° С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (при 2-х часовой экспозиции и 2-х недельном сроке наблюдения).

Чем ниже смертельная концентрация, тем большее значение имеет КВИО. Этот коэффициент должен приниматься во внимание при установлении величины ПДК.

Uniac-Порог однократного острого действия токсического вещества – минимальная пороговая доза, вызывающая изменения показателей жизнедеятельности организма, выходящие за пределы приспособляемости физиологических реакций.

вает гибель животных.

ПДК – это предельно допустимая концентрация вещества, выраженная в мг на 1 м3 воздуха (мг/м3). Под ПДК понимают такую концентрацию токсического вещества, при воздействии которой на организм человека периодически (или в течение всей жизни) прямо (или опосредованно через экологические системы) не возникает заболеваний (в том числе скрытых или временно компенсированных).

Для установления ПДК используют расчетные методы, результаты биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ. В последнее время широко используются методы компьютерного моделирования, предсказания биологической активности новых веществ, биотестирование на различных объектах.

ОБУВ – это ориентировочный безопасный уровень воздействия вещества. Выражается в мг на 1 м3 воздуха (мг/м3).

Клинические параметры:

условная смертельная доза (минимальная доза токсиканта, вызывающая смерть человека при однократном воздействии (мг/кг));

пороговая концентрация ядов в крови (концентрация яда в крови, при которой обнаруживаются первые симптомы отравления

(мг/мл));

критическая концентрация (концентрация яда в крови, соответствующая развернутой клинической картине отравлений (мг/мл));

смертельная концентрация (концентрация яда в крови, при которой обычно наблюдается смертельный исход (мг/мл)).

В токсикологии пороговым воздействием называют такое воздействие химического агента, которое вызывает наименьший вредный эффект.

Основой для установления безопасных уровней содержания химических веществ в различных объектах окружающей среды является концепция пороговости вредного действия ядов, определяющая, что для каждого химического вещества, вызывающего те или иные неблагоприятные эффекты в организме, существуют дозы (концентрации), при которых изменения функций организма будут минимальными (пороговыми). Пороговость всех типов действия – ведущий принцип гигиены и профилактической токсикологии.

Пороговые дозы и концентрации служат для количественного сравнения токсичности вещества на относительно низком уровне.

Пороговая доза вещества зависит от:

-природы вещества;

-объекта воздействия;

-способа введения вещества;

-длительности воздействия;

-исследуемой функции или показателя функционального состояния организма.

Порог токсического действия (однократного и хронического) –

это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте ОС, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая патология.

Порог однократного действия обозначается символом Limac, Порог хронического действия символом Limch.- минимальная

доза вещества, вызывающая изменение отдельных органов и систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций в условиях хронического воздействия

Порог специфического (избирательного) действия, под которым понимают минимальную концентрацию (дозу), вызывающую изменение биологических функций отдельных органов или систем организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций. Его обозначают символом (Limsp).

Порог острого интегрального действия (Limac int) – минималь-

ная доза, вызывающая изменение биологических показателей на уровне целостного организма, которые выходят за пределы приспособительных физиологических реакций.

Порог общетоксического хронического действия (Limohint) –

минимальная доза вещества, при воздействии которой в течение четырех часов по пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций.

Однако наиболее статистически значимыми в характеристикетоксичности ядов по смертельному эффекту являются параметры

CL50 и DL50.

При изучении токсичности неизвестного вещества обычно исследуют несколько функции организма с целью нахождения наиболее чувствительной и определяющей наименьшую дозу порогового воздействия.

Рисунок 2.3.2.Зависимость реакции организма от дозы (коцентрации) токсиканта

Производные параметры токсикометрии

Полученные в острых опытах параметры токсичности (CL50, Limac inf, Limzcsp) позволяют рассчитывать зоны острого, хронического и специфического действия, которые дают возможность оценить опасность вещества.

Опасность оценивается двумя группами количественных показателей:

–критерием потенциальной опасности;

–критерием реальной опасности.

Потенциальная опасность определяется коэффициентом возможного ингаляционного отравления: КВИО ,

Чем выше насыщенная концентрация вещества при комнатной температуре и ниже средняя смертельная концентрация (значение КВИО больше), тем вероятнее возможность развития острого отравления. Это одна из основных закономерностей токсикометрии.

Зона острого действия (Zас) – это отношение средней смертельной концентрации CL50 к пороговой концентрации Limac при однократном воздействии. Она является показателем компенсаторных свойств организма, его способности к обезвреживанию и выведению из организма ядов и компенсации поврежденных функций. Чем меньше Zac, тем больше опасность острого отравления.

Показателями реальной опасности развития хронической интоксикации являются значения зон хронического и биологического действия.

Зона хронического действия (Zch) – отношение пороговой концентрации при однократном воздействии Limac к пороговой концентрации при хроническом воздействии Limch. Величина Zch используется для характеристики опасности яда при хроническом воздействии. Опасность хронического отравления прямо пропорциональна величине Zch.

Зона биологического действия (Zbiol) – соотношение средней смертельной концентрации CL50 к пороговой концентрации при хроническом воздействии Limch. Чем больше значение Zbiol, тем выраженнее способность соединения к кумуляции в организме.

После определения параметров токсикометрии проводят обоснование коэффициента запаса. Величина его зависит от особенностей яда, адекватности и чувствительности показателей при определении Limch и др. В обычных условиях коэффициент принимается в интервалах от 3 до 20. Величина коэффициента запаса возрастает при следующих обстоятельствах:

–увеличении абсолютной токсичности;

–увеличении КВИО;

–уменьшении зоны острого действия;

–увеличении кумулятивных свойств;

–существенных различиях в видовой чувствительности (более трех раз);

–выраженном кожно-резорбтивном действии.