2.1.2. Теоретичні основи визначення порігових навантажень забруднюючих речовин

При дослідженнях порогових навантажень вивчається дія чужорідних організмуречовин -ксенобіотиківу масштабах популяції абоекосистеми. При цьому вивчаєтьсяповодженнятварин популяції, що підлягалавпливу, порушенняпопуляційноїструктури співтовариства, біомаси, як відповідь популяції на діюксенобіотика. Відслідковуються порушення біогеохімічних круговоротів речовин векосистемах, уклинювання в них чужорідних компонентів. Як правило, такі дослідженняпроводятьсяналандшафтномурівні. Окремопроводятьсядослідження впливу мутагенів іканцерогенівна популяцію: розраховується частота мутації, викликана впливомксенобіотика, а так самовидцієї мутації:генна,геномна, структурна, функціональна і т.д.

Приклад: за допомогою екологічних досліджень виявлений ДДТупечінціпінгвінів Антарктики, попередньо були досліджувані біогеохімічні круговороті з участю пестицидів.

2.1.3. Психофізичний закон Вебера – Фехнера та його обмеження

Основою взаємодії людина - середовище існування є психофізіологічний закон Вебера-Фехнера: відчуття від збільшення впливу прямо пропорційні відносному збільшенню подразника.

, (2.1)

якщо проінтегрувати, одержимо:

, (2.2)

де F_о - граничне значення чинника, при якому рівень відчуттів дорівнює l₀.

Закон виявляє зв'язок між навантаженням та напругою системи.

Аналогiєю цього закону є закон Гука, який визначає динамічний зв'язок між навантаженням і напругою фізичних систем, коли при переході через межу пластичності система деформується, і при переході через межу текучості - руйнується. Гранична концентрація – межа для людини, найменша концентрація або доза, яка відчувається організмом.

Закон Вебера-Фехнера, впринципі, повністю виконується, тільки для акустичних коливань, для яких рівень впливу співвідноситься з наслідками впливу, але гірше застосовується для техногенних впливів, які невикликаютьвідчуття. Тому розділяють 2 поняття: відчуття, виникаючі відповідно до психофізичного законуВебера-Фехнера;ті відчуття до яких цей закон не вживемо: електромагнітне, теплове, радіаційне, шумове забруднення.

У випадку техногенних забруднень визначення залежності дози діючого фактору на його ефект є основою параметрів токсичності. При цьому мають значення як концентрація шкідливої речовини, так і час впливу.

При хімічному забрудненні навколишнього середовища оцінюють співвідношення двох конкуруючих процесів, що протікають у живих організмах:

1. Процес, що визначає надходження шкідливих речовин через шкірний покров і органи подиху.

2. Процес, який характеризує спроможність опору організму стосовно ксенобіотика. У більшості випадків цей опір виражається нейтралізацією і виведенням з організму ксенобіотика. Цю спроможність описує вираз:

, (2.3)

де G - обсяг вдихаємого повітря (м³),

С - концентрація ксенобіотика в повітрі (мг/м³),

G₁ , C₁ – обсяг і концентрація, відповідно, у повітрі, що видихається,

t - час впливу,

Х - відносна частка ксенобіотика в організмі (мг/кг),

W - розмір, характеризує спроможність виведення ксенобіотика з організму,

, (2.4)

(поділимо на масу):

, (2.5)

з урахуванням того, що:

, де 0 <  1, (2.6)

тоді:

, (2.7)

де -коефіцієнт поглинання ксенобіотика організмом,

k - коефіцієнт виведення ( з таблиці Саноцького) .

Існує два випадки, які характеризують стан організму:

1. Коли при деяких значеннях С поступаючі в організм речовини будуть цілком виводитися, тобто:

, (2.8)

при цьому:

. (2.9)

2. При достатньо високих С речовина не встигає виводитися з організму:

. (2.9.а)

Йде процес накопичення ксенобіотиків в організмі.

Вище викладені рівняння дозволяють оцінити залежність між концентрацією ксенобіотика в навколишньому середовищі і дозою його в організмі.