27. Экотоксикологический мониторинг. Токсиканты. Механизм их воздействия на организм.

Экотоксикологический мониторинг.

Экотоксикологический мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза изменений природных экосистем в результате поступления в них токсичных и канцерогенных веществ, это составная часть экологического мониторинга. Базой этого мониторинга является наука, которая называется токсикология. Экотоксикология исследует токсичность и канцерогенность различных соединений, поведение соединений в окружающей среде, оценивает механизмы локализации, превращение и т.д.

Наиболее приоритетным является химическое загрязнение. Химические вещества могут действовать малыми дозами, но постоянно, а могут поступать в окружающую среду в значительных количествах.

Экотоксиканты (ксенобиотики) – это вещества, которые могут вызвать нарушение метаболизма, заболевания, гибель живых организмов. По химической природе экотоксиканты деля на две группы:

1. Органические (фенолы, нефтепродукты, амины, ПАУ – полициклические ароматические углеводороды (нафталин, бензопирен), нитросоединения (диоксины и т.д.)).

2. Неорганические (тяжелые металлы, хром, бериллий, никель, кобальт, мышьяк, свинец, кадмий).

Токсическое действие определяется химической природой этих токсикантов. Также оказывает влияние наличие некоторых атомов (тяжелых металлов, хлора). Основной фактор, который обусловливает токсическое действие – концентрация в живых организмах – в растениях, животных, человеке.

Возможность токсикантов концентрироваться обусловливается двумя процессами:

1. Биоаккумуляция – накопление вещества в организме из все источников (воды, воздуха, почвы).

2. Биоконцентрирование – процесс накопление токсиканта только из воды.

28. Токсическое действие некоторых неорганических супероксикантов.

Неорганические экотоксиканты.

Относят такие вещества как угарный газ, диоксид азота, диоксид серы, тяжелые металлы.

Угарный газ действует на животных и вызывает кислородную недостаточность, а растения угарный газ не действует.

CO + Hb = Hb∙CO.

У человека появляется головная боль, тошнота, действует на центральную нервную систему, на сердечно-сосудистую системы. При больших концентрациях наступает удушье, паралич дыхания, летальный исход.

Если концентрация угарного газа в каком-то помещении превышена, то спасти животных и человека можно спасти, выведя на свежий воздух.

Оксиды азота и серы раздражают органы дыхания, вызывают болезни легких. NO2 действует больше на мозг, а SO2 снижает иммунитет.

Нитраты и нитриты в жидком состоянии также являются экотоксикантами, обычно находятся в воде и почве. Самым неприятным проявлением их действия является метгемоглобинемия

Тяжелые металлы поступают в окружающую среду как естественным путем (пыль, пожары и др.), так и антропогенным путем (выбросы промышленных и энергетических предприятий, автотранспорт).

Медь и цинк появляются в биосфере на 75% техногенным путем. Co на 25% попадает в биосферу техногенным путем. Hg и Cd – на по 50% техногенным путем. Тяжелые металлы могут находиться в атомосферном воздухе в виде были, в виде арозолей. В воде они могут находиться в растворенном, в коллоидном, во взвешенном состоянии. Могу находиться в почвах. Подвижность металлов в кислых почвах увеличивается.

Тяжелые металлы могут нарушать проницаемость клеточных мембран, т.е. они оказывают цитотоксическое действие, могут вызывать трансформацию генов, которая приводит к врожденным уродствам. Тяжелые металлы могут изменять структуры ДНК, хромосом, могут вызывать разрыв цепочки ДНК. Все это может привести к невозможности структуры генов. Если эти изменения наследуются, то в этом случае говорят о мутагенном действии металлов. Если эти изменения не наследуются, то говорят о канцерогенном действии. Тяжелые металлы могут включаться в метаболизм клеток, приводя к трансформации белков, а это может вызвать аллергические реакции.

Тяжелые металлы по разному распределяются в живом организме и они избирательно действуют на различные органы и ткани. Так, например, Cd откладывается в костях, Hg поражает клетки центральной нервной системы и внутренние органы, главным образом печень и почки, Cr(+6) приводит к возникновению бронхиального рака, т.е. он откладывается в клетках легки, Cr(+6) более токсичен, чем Cr(+3).

Токсическое действие металлов зависит не только от природы, но и от концентрации этих металлов. Увеличение концентрации Se у животных приводит к хромоте крупного рогатого скота, выпадение шерсти, истощение, нарушение дыхательных путей. Когда Se мало в живых организмах, то это приводит к мышечной дистрофии.

У растений и животных разная устойчивость к действию тяжелых металлов. Растения более устойчивы, чем животные. Т.к. растения не чувствительны к высоким концентрациям, то они сами становятся опасными для человека.

К канцерогенам относят такие элементы как Cd, As, Ni.

Ртуть. Главным источником антропогенного появления ртути в природе является производство щелочей и хлора, добыча золота, электроника, катализ. Влияет на репродуктивную функцию у мужчин.

Свинец. Источником появления в биосфере являются краски, аккумуляторы, керамика. Он накапливается в организме, это ферментативный яд. Появляется головная боль, анемия, возникают психические расстройства, ослабляет интеллект. Свинец может заменять кальций в костях, при этом вызывая искривление костей и их хрупкость. Влияет на женскую репродуктивную функцию.

Кадмий. Появляется при производстве цинка и сплавов, кадмий используют в гальванических элементах, содержится в сигаретах. Кадмий – один из самых опасных токсикантов окружающей среды, он не только токсичен, но и канцерогенен. Кадмий содержится в мазуте, в дизельном топливе, в лаках, в красках, в эмалях, в керамике, в гальванических покрытиях. Кадмий в небольших количествах может поступать в почву вместе с фосфорными удобрениями и при сжигании угля. Кадмий поражает почки, печень, легкие. Он может накапливаться в костях, при этом он вызывает скручивание костей, возникают острые костные боли.

Мышьяк. Вызывает острые отравления, хроническое действие вызывает рак легких и кожи.