Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Основы биохимии и токсикологии» для специальности 1-57 01 02 «Экологический менеджмент и аудит в промышленности»
.pdfловек, из них около 50 тыс. - смертельные. В ряде районов с интенсивным сельскохозяйственным производством по числу погибающих от прямого отравления пестицидами или вызванных ими вторичных заболеваний сельское хозяйство стало одной из самых опасных профессий (в штате Калифорния по числу серьезных отравлений - 7 человек на тысячу в год).
Заболевания, вызванные воздействием пестицидов
–железодефицитная анемия
–поражение верхних дыхательных путей
–бронхиальная астма
–заболевания печени и почек
–поражение эндокринной системы
–высокий уровень гинекологических заболеваний
–повышение частоты аллергических заболеваний
–расстройства функций нервной системы
–увеличение количества аномалий развития
–высокий уровень общей заболеваемости новорожденных Токсичность пестицидов для людей и животных, способность их
сохраняться во внешней среде, накапливаться в получаемой продукции требуют разработки строгих научно обоснованных рекомендаций, нормативов, ограничений (регламентов) для каждого препарата, обеспечивающих эффективное и безопасное их применение. Регламенты для пестицидов разрабатываются Министерством сельского хозяйства Республики Беларусь совместно с Министерством здравоохранения.
Практическая работа № 9. Кумуляция ТМ в организме
На рубеже ХХ и ХХI веков человечество столкнулось с рядом глобальных экологических проблем, среди которых антропогенные изменения биосферы, истощение природных ресурсов, демографический взрыв, загрязнение окружающей среды. Один из распространенных видов загрязнения - поступление в различные среды тяжелых металлов (ТМ) - большой группы химических
элементов с относительной атомной массой более 40 (Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Cu, Co, Mn, Cr и др.). Тяжелые металлы, загрязняющие почву, могут поглощаться растениями и по пищевой цепи попадать в организмы животных и человека.
9.1.Цель работы: изучить источники поступления, накопление
впродуктах питания, воде, почве, организме человека тяжелых металлов 1 класса опасности
9.2.Порядок выполнения работы:
1. изучить теоретическую часть;
2.ответить на контрольные вопросы
3.выполнить практическую часть;
4.оформить отчет.
9.3.Практическая часть.
1.При сжигании угля на ТЭЦ и на мусоросжигательном заводе с золой происходит значительный выброс ТМ (Табл. 9.П.5.). Используя исходные данные, оцените суммарную эмиссию токсикантов по трем классам опасности (Табл. 9.П.3.) за расчетный период по варианту в табл.9.П.1. Результаты занести в табл. 9.П.7.
Таблица 9.П.1. Варианты задания 1
Исход- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данные |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет- |
6 |
5 |
6 |
5 |
4 |
6 |
3 |
5 |
6 |
3 |
7 |
|
4 |
8 |
3 |
4 |
6 |
5 |
7 |
8 |
5 |
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Период, t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
месяцы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Угля на |
7 |
6 |
5 |
8 |
5,,5 |
6,5 |
7,7 |
6,4 |
7,2 |
5,8 |
6,6 |
|
8 |
7,5 |
5,8 |
4,9 |
5,7 |
6,2 |
7 |
6,1 |
7,1 |
ТЭЦ,m1, |
|
||||||||||||||||||||
тыс.т/сут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сжиг |
1,8 |
2 |
2,7 |
1,9 |
1,4 |
1,8 |
1,5 |
2,7 |
2,5 |
1,9 |
2,1 |
|
1,8 |
1,4 |
1,5 |
2,7 |
2,5 |
1,9 |
2,1 |
1,8 |
2,5 |
.мусора, |
|
||||||||||||||||||||
m2 т/сут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к выполнению Рассчитайте количество токсикантов (кг) по группам опасности
при работе ТЭЦ
М1i = 30 q1i m1 t ∙10-3
где q1i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива; m1расход угля на ТЭЦ, т/сут;
t - расчетный период, мес.
2.Рассчитайте количество токсикантов (кг) по группам опасности при работе мусоросжигательного завода
|
|
М2i = 30 q2i m2 t |
∙10-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
где q2i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива; |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
m2 - масса сжигаемого мусора, т/сут; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
t - расчетный период, мес. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
. Определите количество образовавшихся за год при сжигании |
||||||||||||||||||||||
|
мусора шлаков, если известно, что из 3,5 т мусора получается 1 т |
|||||||||||||||||||||||
|
шлаков. Количество дней работы мусоросжигательного завода – |
|||||||||||||||||||||||
|
320. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Сделайте выводы по заданию 1 и 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
4. .В сертифицированной лаборатории, определяющей качество |
||||||||||||||||||||||
|
продуктов питания, получены следующие данные по содержанию |
|||||||||||||||||||||||
|
тяжелых металлов в пересчете на 100 г навески. Охарактеризуйте |
|||||||||||||||||||||||
|
наличие ТМ с точки зрения допустимости употребления продуктов |
|||||||||||||||||||||||
|
человеком, используя сведения о ПДК (Табл. 9.П.6.). Варианты за- |
|||||||||||||||||||||||
|
даний в табл. 9.П.2. Результаты представьте в виде табл. 9.П.8. |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
Таблица 9.П.2. Варианты задания 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ток- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
си- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кан- |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
|
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pb |
|
0,06 |
0,02 |
0,03 |
0,4 |
0,06 |
0,03 |
0,8 |
0,5 |
0,3 |
0,1 |
|
0,07 |
0,07 |
|
0,07 |
0,1 |
0,07 |
0,01 |
0,1 |
0,1 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cd |
|
|
0,003 |
|
|
0,002 |
0,001 |
|
0,004 |
|
|
|
|
|
|
0,006 |
0,0005 |
0,006 |
0,001 |
0,006 |
|
0,0005 |
|
0,001 |
|
|
0,01 |
0,01 |
0,05 |
0,3 |
0,01 |
0,1 |
|
0,1 |
0,1 |
|
0,1 |
0,1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
As |
|
|
|
|
|
0,008 |
|
|
0,008 |
0,005 |
|
|
|
|
|
0,015 |
0,001 |
0,001 |
0,015 |
0,001 |
0,0005 |
0,001 |
0,015 |
0,001 |
|
|
0,4 |
0,01 |
0,06 |
0,06 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
|
0,03 |
0,1 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0005 |
|
0,0001 |
|
0,0001 |
0,0001 |
|
|
|
0,0001 |
0,0001 |
|
|
0,1 |
0,001 |
0,002 |
0,04 |
0,005 |
0,001 |
0,05 |
0,002 |
0,05 |
0,05 |
|
0,004 |
|
0,001 |
0,001 |
0,1 |
0,001 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,8 |
0,05 |
6 |
0,07 |
0,4 |
25 |
0,3 |
1 |
5 |
-6 |
12 |
2 |
0,1 |
0,1 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
0,5 |
0,5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zn |
|
|
0,2 |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
2,2 |
0,5 |
|
|
0,5 |
0,2 |
|
|
0,2 |
0,1 |
|
|
3 |
3 |
10 |
5 |
15 |
5 |
10 |
15 |
10 |
3 |
4 |
3 |
1 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Про |
морская.морскРыба. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
растительноеМасло |
|
|
|
|
|
дукт |
крупа |
песок-Сахар |
шоколад |
молоко |
свежОвощи. |
чай |
мясо |
варенаяКолбаса |
почки |
грибы |
конфеты |
ягоды,Фрукты |
печенье |
орехи |
хлеб |
пресноводнаяРыба |
сливочноеМасло |
яйца |
творогСыры |
|||
пи- |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
та- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к выполнению 1. Обратите внимание на то, что значения ПДК приведены в пе-
ресчете на кг продукта.
2. Превышение значений ПДК даже по одному из элементов является основанием для признания продуктов бракованными.
3. Почему для различных продуктов питания применяются разные значения ПДК?
5. Рассчитайте количество каждого тяжелого металла, поступающего в организм человека ежедневно, при употреблении продуктов с содержанием тяжелых металлов равных ПДК. (Табл. 9.П.6.) Результаты представьте в виде табл. 9.П.9.
6. Рассчитайте поступления ТМ , указанных в Табл. 9.П.10., в организм человека при вдыхании атмосферного воздуха, если через легкие человека ежесуточно проходит в среднем 15 м3 воздуха
7. Рассчитайте поступления ТМ , указанных в Табл 9.П.10., в организм человека с питьевой водой, если человек ежесуточно употребляет 2,0 дм3 воды. Данные для расчета по п.п.3,4 находятся в Приложении 3.
8. Рассчитайте суммарное поступление ТМ в организм человека за сутки с пищей, водой, воздухом. Заполните табл. 9.П.10.
9. Сделайте выводы о суточном поступлении ТМ в организм человека, сравните с допустимыми значениями ( Табл.9.П.4.), предложите пути решения проблемы поступления ТМ в организм человека и ОС.
Таблица 9.П.3. Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов
Класс |
|
Химическое вещество |
|
|
|
|
||
опасности |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, берил- |
||||||
|
|
лий |
|
|
|
|
|
|
II |
|
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром |
||||||
III |
|
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций |
|
|||||
Таблица 9.П.4. Нормативы содержания и поступления ТМ |
|
|||||||
Метеллы/показатель |
Cu |
Zn |
Cd |
Hg |
Pb |
As |
||
ПДКс.с. |
в атм. возду- |
0,01 |
0,01 |
0,001 |
0,0003 |
0,0003 |
0,003 |
|
хе, мг/м3 |
|
|
|
|
|
|
||
ПДК в |
питьев. во- |
1,0 |
1,0 |
0,001 |
0,0005 |
0,03 |
0,001 |
|
де.мг/дм3 |
|
|
|
|
|
|
||
Допустимое суточ- |
20 |
200 |
0,5 |
0,05 |
1,00 |
0,05 |
||
ное поступление, мг |
|
|
|
|
|
|
||
Таблица 9.П.5. Удельный выброс тяжелых металлов с золой при сжигании угля на ТЭЦ и мусора, мг/кг топлива
Металл |
Мусоросжигательный |
Угольная электро- |
|
завод |
станция |
Мышьяк |
180 |
490 |
Барий |
2100 |
1900 |
Бериллий |
4 |
30 |
Кадмий |
500 |
30 |
Хром |
650 |
370 |
Кобальт |
140 |
40 |
Медь |
1450 |
300 |
Свинец |
20000 |
2100 |
Ртуть |
130 |
5 |
Стронций |
290 |
1800 |
Ванадий |
150 |
850 |
Цинк |
48000 |
2800 |
Таблица 9.П.6. ПДК тяжелых металлов в пищевых продуктах
Продолжение Таблицы 9.П.6. ПДК тяжелых металлов в пищевых продуктах
9.4 Оформление отчета |
|
|
|
|||
Задание 1,2 |
|
|
|
|
|
|
m1= |
m2= |
|
t= |
|||
Таблица 9.П.7. Результаты расчетов по заданию 1,2 |
||||||
|
Ме |
ТЭЦ |
Мусоросжигательный завод |
|||
|
|
расчет |
Масса. кг |
расчет |
|
Масса. кг |
Ме I класса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ме II класса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ме III класса |
|
|
Итого |
- - |
- |
Расчет шлаков Масса шлаков= Выводы:
Задание 4
Таблица 9.П.8. Результаты расчетов по заданию 4
Продукт Свинец Кадмий Мышьяк Ртуть Медь Цинк
Содержание в 100г по т2
Норма в
1000 г
Норма в 100
г
Превышение (во сколько раз)
Выводы
Задание 5
Таблица 9.П.9. Результаты расчетов по заданию 5
|
|
|
|
Со- |
Со- |
Со- |
Со- |
Со- |
Со- |
|
Наименование |
Норма |
дер |
дер |
дер |
дер |
дер |
дер |
|||
продук- |
жа- |
жа- |
жа- |
жа- |
жа- |
жа- |
||||
продуктов |
|
|||||||||
|
та |
ние |
ние |
ние |
ние |
ние |
ние |
|||
питания |
|
|
||||||||
|
|
г/сутки |
Pb |
Cd |
As |
Hg |
Cu |
Zn |
||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
мг |
мг |
мг |
мг |
мг |
мг |
|
Хлеб |
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
Крупы |
(гречне- |
45 |
|
|
|
|
|
|
||
вая, рис, овсянка, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
пшенная |
и |
дру- |
|
|
|
|
|
|
|
|
гие) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Макаронные |
из- |
20 |
|
|
|
|
|
|
||
делия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овощи |
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Со- |
Со- |
Со- |
Со- |
Со- |
|
Со- |
|
Наименование |
|
|
Норма |
дер |
|
дер |
дер |
дер |
дер |
|
дер |
|
|
|
продук- |
жа- |
|
жа- |
жа- |
жа- |
жа- |
|
жа- |
||
продуктов |
|
|
|
|
||||||||
|
|
та |
ние |
|
ние |
ние |
ние |
ние |
|
ние |
||
питания |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
г/сутки |
Pb |
|
Cd |
As |
Hg |
Cu |
|
Zn |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
мг |
|
мг |
мг |
мг |
мг |
|
мг |
Фрукты свежие |
|
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соки фруктовые, |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
овощные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молоко, кефир |
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Творог, сыр |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мясо и птица |
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рыба, |
рыбопро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дукты |
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Яйцо (штук) |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масло сливочное |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
крестьянское |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масло |
расти- |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выводы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.П.10. Итоговая таблица, задание 9 |
|
|
|
|
||||||||
Поступление |
Pb |
Cd |
|
As |
Hg |
Cu |
|
Zn |
||||
ТМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В сутки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спродуктами
Сводой
Своздухом
итого
Выводы:
Контрольные вопросы
1.Какие вещества относятся к тяжелым металлам?
2.Металлы 1,2,3 классов опасности
3.Определение понятий : токсичность, канцерогенез, металлотионины, мутагенность, нефротоксикант, нейротоксичность. Примеры ТМ, обладающих данными свойствами
4.Пути попадания ТМ в организм
5.Тиоловые яды. Механизм действия тиоловых ядов (схема реакции)
6.От чего зависит степень токсичности вещества для организ-
ма?
7.Процессы, происходящие с биологически активными биомолекулами в результате их взаимодействия с ТМ
8.Механизмы снижения токсического действия ТМ на орга-
низм
9.Назовите эффекты хронического действия ТМ на организм
10.Механизмы перевода токсиканта (ТМ) в неактивную форму в организме
11.Токсичное влияние ртути, кадмия, свинца, мышьяка, меди, цинка на организм человека
Практическая работа № 10. Первичный токсикологогигиенический паспорт нового соединения. Токсикометрические показатели пестицидов
Подавляющее большинство пестицидов является чистыми ксенобиотиками–веществами небиологическог происхождения и представляет собой хроноконцентрационные кумулятивные яды, то есть их токсическое действие обуславливается не только концентрацией, но и длительностью воздействия. При этом токсическое действие пестицидов обладает как материальной, так и функциональной кумуляцией.
10.1.Цель работы: Изучить физико-химические, биологические
итоксикологические характеристики пестицидов. Составить пер-
