Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Б1 1.Истоки возникновения, основные этапы становления экологической токсикологии как научного направления, современное определение. 4 страница



 

Б21.

1. Пути и формы поступления экотоксикантов в окружающую среду. Примеры.

2. Экотоксикодинамика. Общие положения: прямое, косвенное и опосредованное действие ксенобиотического профиля среды; понятие об острой и хронической экотоксичности. Примеры.

1) Формы нахождения: 1) в форме твердых частиц различного состава и размера (адсорбируются) 2) в парогазовой форме, 3) в составе в одорастворимых веществ.
В атмосферу
экотоксиканты поступают в виде аэрозольных выбросов(атмосферные выбросы промышленных предприятий, транспорта и мусоросжигательных заводов). Аэрозоли – это дисперсные системы, состоящие из частиц твердого тела или капелек жидкости, находящихся в воздухе. К аэрозолям относятся дым дымы (0,001-10 мкм), туман (капли 0,1-10 мкм), пыли (10- 100 мкм), смог. От размеров частиц зависит их скорость осаждения: частицы размером < 1мкм как газы, а частицы размером > 1 мкм могут осаждаться.

В водные среды поступают в виде жидких стоков производств, коммунально-бытового и сельского хозяйства или с поверхностным почвенным стоком (пестициды). Примеры:

а) загрязненные ртутью сточные воды химического производства в Японии → прибрежные морские воды → рыба → организм человека → болезнь Минамата;

б) фенолы и их производные в сточных водах предприятий коксо- и нефтехимической промышленности, целлюлозной и деревообрабатывающей промышленности → нарушения эндокринной системы рыб, рождение стерильных крокодилов из-за нарушения репродуктивной функции фенолами.

В почву экотоксиканты поступают в виде твердых промышленных и бытовых отходов, пестициды –при применении в сельском хозяйстве. Примеры:

б) твердые промышленные отходы – шлаки, шламы, илы из прудов-накопителей горно-обогатительных, химических и целлюлозно-химических предприятий и отстойников коммунального хозяйства (хлорорганические соединения, в том числе диоксины; тяжелые металлы) в) склады и неорганизованные свалки пестицидов; г) твердые бытовые отходы - мусор.
2)
Экотоксикодинамика рассматривает конкретные механизмы развития и формы проявления токсического процесса, вызванного действием химических веществ на биоценоз и/или популяции.

Экотоксичность - это способность данного ксенобиотического профиля среды вызывать неблагоприятные эффекты в соответствующем биоценозе. Токсические действие химического вещества на популяцию и биоценоз называется экотоксическим действием, а развивающийся токсический процесс в этих биологических системах- экотоксическим процессом.



Механизмы: прямое, косвенное и смешанное действие.

Прямое действие - это непосредственное поражение организмов определенной популяции или нескольких популяций (биоценоза) экотоксикантом или совокупностью экотоксикантов данного ксенобиотического профиля среды. Токсикант вызывает нарушение биохимических процессов.

Примеры. Тяжелый металл кадмий обладает высокой способностью к аккумуляции («сверхаккумуляция») и экологической магнификации; даже при очень небольшом содержании в природных средах быстро накапливается в организмах и при достижении критической концентрации инициирует токсический процесс. Проявляется поражением многих систем органов- почек, костной, дыхательной, сердечно-сосудистой, а также нарушением репродуктивных функций и канцерогенезом.

Косвенное - это действие ксенобиотического профиля среды на биотические или абиотические элементы среды обитания популяции (условия среды перестают быть оптимальными для её существования). Пример: избыточное поступление углекислого газа в атмосферу; газ вносит основной вклад в формирование парникового эффекта (изменение температурного режима биосферы)

Смешанное действие на биоценоз. Примеры

1) Действие компонентов нефти и нефтепродуктов, кислых дождей на водные и наземные экосистемы.

2) Использование хлорорганических гербицидов, содержащих как примесь ТХДД (диоксин), американской армией во время войны во Вьетнаме нанесло значительный ущерб растительному, животному миру страны и непосредственно здоровью людей.

Прямое действие: ТХДД обладает канцерогенными свойствами, разрушает эндокринную систему, подавляет иммунитет, ухудшает репродуктивные функции организма; эмбриотоксическое действие привело к увеличению числа выкидышей у вьетнамских женщин, мертворожденности.

Косвенное действие: уничтожение мангровых лесов и джунглей привело к изменению биотопов для редких видов птиц и животных (слоны, тигры, леопарды, дикие быки, олени и др.) и как следствие этого – к сокращению численности или исчезновению этих видов.

Понятие об острой и хронической экотоксичности.

Острая экотоксичность вызывает токсические эффекты, проявляющиеся в биоценозе и/или популяции непосредственно после кратковременного действия химического вещества. Наиболее часто проявляется в виде острой интоксикации вплоть до смертельного исхода. Является следствием аварий и катастроф с выходом в окружающую среду большого количества относительно нестойкого экотоксиканта. Примеры

1) Авария в 1984 году в Индии на заводе по производству пестицидов. Отравлению подверглись около 200 тыс. человек, из них 3 тысячи - погибли. Причина смерти - остро развившийся отек легких.

2) Острая экотоксикологическая катастрофа в Ираке: правительство закупило большую партию зерна в качестве посевного материала, подвергнутое обработке фунгицидом метилртутью; партия зерна случайно попала в продажу; отравление получили более 6,5 тыс. человек, из которых около 500 погибли.

4) Использование высокотоксичных химических веществ с военными целями (иприт и др.). В годы первой мировой войны отравление получили более 1,3 млн. человек.

Хроническая экотоксичность вызывает сублетальные эффекты в биогеоценозе, связанные с долговременным воздействием малых доз экотоксикантов и кумулятивным эффектом; в большинстве случаев в биоценозе проявляется именно хроническая экотоксичность.

На уровне организма: болезни химической этиологии, снижения устойчивости организма к факторам окружающей среды, специальных форм токсического процесса, замедления роста, смерти.

На уровне популяции: постепенному сокращению ее численности

На уровне биоценоза – к снижению продуктивности, сокращению видового разнообразия.

Б22.

1. Персистентность. Показатели устойчивости экотоксикантов в окружающей среде. Примеры.

2. Хлорорганические пестициды (ХОП)...Уровни содержания в природных средах.

1) Персистентность экотоксиканта - устойчивость в природных средах Чтобы токсичное вещество стало экотоксикантом, оно должно пожить в окр. среде для проявления поражающего действия.

Показатель персистентности - период полусуществования (полураспада). Примеры.

1) Высокая устойчивость ДДТ и ТХДД. До сих пор ДДТ обнаруживаются в почве и в продуктах питания практически всех стран мира.

2) В водоемах испытательного полигона ВВС США во Флориде был распылен «Оранжевый Агент». Спустя 10 лет в иле было найдено 10 - 35 нг/кг ТХДД (при норме - 0,1 пкг/кг) в 350 000 раз выше нормы.

Устойчивость органических соединений зависит от их химической структуры и может быть оценена относительно. Например, устойчивость соединений увеличивается в ряду: непредельные углеводороды < предельные углеводороды (алканы) < ароматические углеводороды < ПАУ. Для радионуклидов показатель устойчивости - период полураспада (Т1/2 ). В настоящее время основным экологически значимым антропогенным радионуклидом является 137Сs (Т1/2 = 30,2 г) K=12,5 ч, Zn = 245 дн. Co = 5,3 г.

Выскокоперсистентные экотоксиканты долговременного действия (ПХДД, ДДТ, тяжелые металлы)

слабоперсистентные - экотоксикантов кратковременного действия (синтетические яды, иприт, люизит). Из-за малого времени пребывания в экосистеме экотоксиканты кратковременного действия могут успеть проявить себя в форме острой токсичности или отдаленных эффектов.

2)
ХОП - сверхопасные пестициды. Они обладают:наибольшей устойчивостью; широким спектром токсического действия - иммунотоксическое, эмбриотоксическое, тератогенное, канцерогенное, мутагенное, нейротоксическое; высоколипофильны,мигрируют по пищевой цепи; отличаются глобальным распространением в биосфере.

13 из ХОП были выделены как наиболее опасные.альдрин, эндрин, хлордан, мирекс, диэльдрин, ДДТ- дихлордифенилтрихлорэтан, гексахлорбензол - ГХБ, токсафен, гептахлор, хлордекон, эндосульфан, атразин, гексахлорциклогексан – ГХЦГ. Всё это супертоксиканты.

Физические свойства. ХОП - твердые вещества, термически и химически стабильны, плохо растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях и жирах. В с 50-60-х годов во всем мире почва и донные отложения были сильно загрязнены ими. Поэтому из-за высокой устойчивости ХОП до сих пор обнаруживают в почве, поверхностных водоемах, донных осадках и организмах.

Основные источники поступления:применение в сельском, парковом и лесном хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности, а также химическая промышленность.

В почву поступают путем внесения или с протравленными семенами, отмирающими частями растений, трупами насекомых. В атмосферу пестициды поступают при испарении с поверхности почвы и вод, ветровом подъеме в адсорбированном на поверхности частичек пыли виде, непосредственно при их использовании в виде газов, паров, аэрозолей или при распылении любых форм пестицидов с самолета.

В воде. В результате выпадения с атмосферными осадками и выноса речными водами накапливаются в донных осадках и морских водах, перемещаются по трофическим цепям в водных и наземных экосистемах и аккумулируют в водной фауне, травоядных и хищных птицах и животных.

Самооочищение биосферы от пестицидов идёт действием абиотических и биотических факторов.

Абиотические процессы: гидролиз, окисления кислородом воздуха, термическая и фотохимическая деструкции до нетоксичных более простых по строению веществ.

Гидролиз пестицидов ведет к образованию их гидроксоаналогов, не обладающих фитотоксичными свойствами. Гумусовые кислоты повышают скорость разложения пестицида.

Фотохимическое превращение и разложение пестицидов эффективно в регионах с высокой солнечной активностью и особенно важно для экотоксикантов, вносимых на поверхность почвы.

Окисление пестицидов в водах возможно под влиянием перекиси водорода (Н2О2). Перекись водорода образуется биохимическим путем диатомными и зелеными водорослями

Физические процессы (из почвы, воды, воздуха) - вынос в водным потоком за пределы почвенного профиля и испарения в атмосферу. Происходит очищение только данного компонента экосистемы.

Биотические процессы: под влиянием микроорганизмов происходит: или полное разложение пестицида или частичное разрушение связей в молекуле, отщепление отдельных фрагментов, распад кольца с образованием промежуточных продуктов.

Влияние. Помимо высокой острой токсичности, ХОП имеют ярко выраженные кумулятивные свойства. (хроническая интоксикация). Последствия ее проявляются в изменении иммунологического статуса организмов, тератогенных эффектах, эмбриотоксическом, мутагенном, канцерогенном, нейротоксическом действии, гормональных изменениях.

1) Для млекопитающих и птиц ХОП влияют на репродуктивную функцию и канцерогенно действуют.

А) Проникновение ХОП в эмбрионы приводит к понижению их жизнеспособности. Некоторые ХОП способны нарушать структуру генетического аппарата, вызывать патологию внутренних органов (тератогенез) - печени, почек, сердца. Пример: массовое применения ХОП, в том числе ДДТ, в 60-х годах прошлого века в США явилось причиной сокращения численности и даже гибели популяций некоторых хищных птиц (перелетные дрозды, белые орланы) и рыб.

Б) До 60 % всех гербицидов, 90 % фунгицидов и 30 % инсектицидов вызывают опухоли у животных, то есть являются канцерогенами. Некоторые ХОП (альдрин, дильдрин, эндрин, гептахлор) отнесены к групппе 3; другие (хлордан, токсафен, ДДТ, мирекс и гексахлорбензол) вошли в группу 2Б (возможные канцерогены для человека).

2) Действие на растения и почвенное микробное сообщество. Опасность - фитотоксичность. Они могут значительно снизить качество и урожай последующих культур севооборота. Гербициды влияют на интенсивность и направленность обменных процессов в растениях, их биологическую ценность и содержание различных питательных веществ. Примеры.

а) В Канаде и США отмечены токсичные концентрации пестицидов в сахарной свекле, выращенной после обработанной пестицидом кукурузы.

б) Гербицид прометрин нарушает азотный обмен у бобовых растений. Токсический эффект на уровне организма проявляется в уменьшении массы растений.

 

Б25.

1. Биотрансформация неорганических экотоксикантов. Основные типы химических реакций. Экотоксикологические последствия образования металлорганических соединений. Примеры.

2. Изменение параметров биоценотического и популяционного уровня лесных экосистем в зоне влияния промышленных предприятий. Влияние экотоксикантов на численность, динамику и структуру населения мелких млекопитающих.

1) Биотрансформация неорганических экотоксикантов.

Некоторые элементы (и ТМ тоже) нужны организмам, но в опред. дозах. Поэтому организмы удаляют избыток ТМ
Примеры трансормации:

1) Удаление металлов в форме металлорганических соединений. Метилирование металлов – это биотрансформация с образованием более токсичных веществ, осуществляется микроорг-ми в водных экосистемах. Особое значение имеет способность микроорганизмов превращать ионы ртути в метил- и диметилртуть. Метилртуть 1) амбифильна (хорошо растворима как в воде, так и в липидах) 2)очень липофильна, в отличие от неорганической ртути она почти полностью поглощается организмом, и лишь незначительная часть ее выводится. Из-за этого оказывает эмбриотоксическое действие на плод.

Болезнь Минамата. (Неорганическая ртуть в стоках химического производства → метилирование ртути микроорганизмами в прибрежных морских водах → организмы рыб → организм человека)

Итог: органические формы ртути (и других металлов) более опасны для организма, чем неорганические. Органические формы свинца, олова и ртути занесены в список СОЗ.

2) Восстановление атомов с переменной валентностью:

As 5+ → As 3+ (активация соединений мышьяка); Hg2+ → Hg (↑) (детоксикация водных сред, поступление ртути в атмосферу); Pb 2+ → Pbo (↓) (детоксикация поверхностных вод и активация донных отложений)

As 3+ более токсичен для высших организмов, чем As 5+.

При восстановлении катионов Hg2+ до металлической ртути, последняя из-за высокой летучести может переходить в газовую фазу.

3) Коньюгация тяжелых металлов в организмах путем связывания их со специфически белками невысоких молекулярных масс, а затем удаление коньюгата из организма.
2)

Завод и растительность по Воробейчику. По мере усиления действия ксенобиотического профиля экосистемы (приближения к источнику выбросов) В древесном ярусе закономерно:

1) ухудшается жизненное состояние древостоя, 2) уменьшается его запас и воспроизводство,3)

увеличивается доля сухостоя. Но гибель древостоя наблюдается только непосредственно рядом с заводом.

Эти закономерности демонстрирует.

В травяном ярусе: 1) обедняется видовой состав травостоя, 2) исчезают неморальные виды, 3)постепенно лесные виды замещаются луговыми и эксплерентами (растения, способные быстро захватывать свободные пространства, приспособленны к жизни в нарушенных местообитаниях) Рост биомассы и проектного покрытия мохового покрова.
Особенности:

1) Травостой реагирует быстрей древостоя на действие экотоксикантов.

2) Но травостой может оставаться неизменной в некотором диапазоне загрязнения. Это обусловлено закономерным изменением его структуры: выпадение менее устойчивых видов компенсируется повышением обилия более устойчивых или внедрением новых видов.

3) С увеличением техногенной нагрузки от фоновой зоны к импактной наблюдается:

в травостое закономерная смена ассоциаций: кислично-разнотравная → хвощево-разнотравная → мохово-хвощевая. Переход от экосистем с преобладанием деревьев к кустарниковым, а затем к травянистым и моховым ценозам.

Изменение населения мелких млекопитающих. Для оценки численности животных используют относительный показатель - обилие населения (число пойманных особей на 100 ловушек в сутки).

Численность населения (обилие населения) снижается до 2 раз в буферной и импактной зонах по сравнению с фоновой.

Рыжая полёвка демонстрирует увеличение численности этой популяции в рассматриваемый как в фоновой зоне, так и в буферной и импактной зонах. Однако на импактной территории численность оставалась в несколько раз меньше (до 2-3 раз).

Б24.

1. Понятие о стойких органических загрязнителях (СОЗ). Примеры.

2. Особенности функционирование микробного сообщества при химическом загрязнении почв. …Зоны адаптации микробного сообщества к действию экотоксикантов.

1) Список СОЗ сост. на Стокгольмской конвенцией 12 наименований «грязная дюжина». В список СОЗ входят ПХБ, ПХДД, ПХДФ, ХОП. Период полураспада СОЗ составляет от 1-2 лет до 10 лет и более. 1.Дихлордифенил-трихлорэтан (ДДТ) 2. Алдрин (Пестицид) 3. Диэлдрин (Пестицид)

4. Эндрин (Пестицид) 5. Хлордан (Инсектицид) 6. Мирекс (Инсектицид) 7. Токсафен (Инсектицид против клещей)8. Гептахлор (Инсектицид против почвенных насекомых)9. Полихлорированные дифенилы (ПХД)

10. Гексахлорбензол (ГХБ) (Пестицид-фунгицид) 11. Полихлордибензодиоксины (ПХДД)

12. Полихлордибензофураны
Опасные свойства:

персистентны; хорошо растворимы в жирах, накапливаются в тканях организмов; передаются от низших звеньев пищевой цепи к высшим (сверхаккумуляция - Кн от десятков до сотен тысяч);

Определяющие показатели токсичности: 1) канцерогенность, 2)мутагенность, 3)эмбриотоксичность; 4)влияние на репродуктивные функции, 5)иммунный статус, 6)нервно-психическое развитие; особенно опасны для новорожденных (получают их с молоком матери);глобальное распространение.

2)
При действии экотоксикантов на почвенный микробиоценоз отмечается:

А) изменение структуры, Б) изменение функций, В) появление видов, опасных для растений и животных.

Экотоксикологическое действие ТМ и других экотоксикантов на уровне микробного сообщества. 1)негативнов изменении его структуры (изменяется соотношение между различными группами микроорганизмов (Наиболее резистентны к экотоксикантам дрожжи и грибы смещение в структуре в сторону доминирования грибов), изменяется видовой состав, снижается вид. разн-е.

2) Подавление биохимической активности почвенных микроорганизмов.
3) Снижение общей численности, численности отдельных групп и видов. Чувствительные к экотоксикантам виды исчезают, а оставшиеся адаптируются и занимают освободившиеся эко ниши.

В некоторых случаях низкие концентрации экотоксикантов стимулируют увеличение микробного биоразнообразия в почвах, а также внедряются нетипичные для данной зоны виды.

Пример: небольшие количества нефти и нефтепродуктов могут оказывать стимулирующее действие на почвенную биоту, использующую их как субстрат.
Нарушение функционирования микробных сообществ может оказывать влияние на растения, животных и человека в связи с появлением опасных видов микроорганизмов: патогенных, продуцирующих токсичные вещества, аллергенных. Могут появляться:

грибы, репеллентные для почвенных обитателей– дождевых червей, ингибирующие прорастание семян, рост и развитие растений; микроскопические грибы, продуцирующие как метаболиты опасные химические вещества - афатоксины наиболее опасные грибы – возбудители глубоких микозов (поражают внутренние органы) у человека; микроскопические грибы с аллергенными свойствами.

Воздействие на растения. Воздействие на органы. При острой экотоксичности (поступление в лист) наблюдается некроз. При хронической экотоксичности проявляется хлороз.

Воздействие на уровне организма: увеличение чувствительности растения к климатическим факторам и патогенам (возбудителям инфекционных заболеваний), подавление роста и развития, ухудшение качества продукции растениеводства, гибель растения.

Зоны трансформации сообщества в зависимости от концентрации экотоксиканта

1) зона гомеостаза, в которой изменяется интенсивность микробиологических процессов, возможно возрастание суммарной биомассы;

2) зона стресса, в которой происходят существенные изменения сообщества: перераспределение в степени доминирования видов микроорганизмов, устойчивые нарушения нормального функционирования;

3) зона резистентности — резко сокращается состав сообщества, а доминантами становятся резистентные виды микроорганизмов;

4) зона репрессии — прекращается развитие микроорганизмов на поверхности почвы.

Величина зоны: диапазон концентраций загрязнителя, где сохраняются черты состояния выше.

Величина зоны гомеостаза является показателем степени устойчивости почвенной микробиоты к экотоксикантам. Микробоценоз чернозема - максимумом устойчивости, подзолистой почвы - минимумом.

 

Б23.

1. Экотоксикокинетика...Примеры.

2. Основные представители тяжелых металлов как загрязнители биосферы и потенциальные экотоксиканты… Суммарный показатель концентраций тяжелых металлов в почве и оценочная шкала опасности загрязнения почв для здоровья населения.

1) экотоксикокинетика рассматривает судьбу экотоксикантов в окружающей среде (закономерности поступления, распределения в абиотических и биотических элементах окружающей среды, превращения и удаления из окружающей среды); Химические превращения экотоксикантов и их классификация в зависимости от факторов воздействия в экосистеме и конечных продуктов. Детоксикация и активация.

Экотоксиканты претерпевают в экосистемах трансформацию в результате хим. процессов под действием:

1) абиотических факторов (рН, УФ-излучение, окислители, восстановители и др.) и

2) биотических факторов (организмы). При описании процесса под действием биотических факторов пользуются термином биотрансформация (или метаболизм).

В экосистеме трансформация экотоксикантов происходит сразу под действием всех абиотических и всех биотических факторов. В результате экотоксикант может быть вовлечен во множество одновременно реакций. Поэтому трансформация экотоксикантов представляет собой комплексный процесс.

В зависимости от конечного результата превращения экотоксиканта различают:

полную деградацию (минерализацию, полную деструкцию) с образованием простых веществ Н2О, СО2, НСI и др.; неполную деградацию (трансформацию, частичную минерализацию, частичную деструкцию);связывание экотоксиканта или его метаболитов (продуктов химических превращений) с другим веществом - матрицей (полимеризация, конъюгация, конденсация).

Полное разрушение стойких органических экотоксикантов происходит, как правило, в результате совместного действия сообщества организмов и абиотических факторов.Микробиологическая минерализация является наиболее эффективным способом удаления экотоксикантов.

Варианты изменения токсикации. Детоксикация (инактивация)— это превращение химического вещества в соединение с меньшей токсичностью. Активация (токсификация)— это превращение химического вещества в более токсичное соединение (иногда даже канцерогенное или мутагенное).

Основными реакциями в процессе абиотической трансформации являются гидролиз, фотохимические процессы, окисление, восстановление; полимеризация (или поликонденсация).

Эти процессы, за исключением полимеризации (или поликонденсации), способствуют деградации (разрушению) органических экотоксикантов. В результате же полимеризации образуются вещества с большей молекулярной массой, чем у исходного соединения.

Гидролиз протекает в водных средах и почве и часто приводит к потере их токсических свойств. Вносит заметный вклад в разрушение некоторых пестицидов Гидролиз протекает медленно. Скорость зависит от растворимости в воде, температуры, рН среды, состава раствора. Пример: Гидролиз паратиона

Фотохимические процессы – это химические реакции, которые протекают под действием света. Свет, особенно УФ лучи, могут разрушать химические связи, что ведет к деградации экотоксикантов. При фотохимических процессах могут образовываться как менее, так и более токсичные соединения.

Свет ускоряет и другие процессы абиотической трансформации экотоксикантов- окисление и восст-е.

2)
Особое значение приобрело загрязнение биосферы группой элементов, получившей общее название «тяжелые металлы» (ТМ). К числу типичных тяжелых металлов относят Pb, Cd, Hg, Zn, Cu, Ni, Co, Cr, Fe, Mn, Sb, Sn, Bi, Мo и др.Соединения этих элементов относятся к загрязнителям- потенциальным экотоксикантам. К ТМ относят более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомными массами свыше 50 а. е. м. Наиболее значимые тяжелые металлы свинец, кадмий и ртуть.

Наибольшую экологическую значимость среди тяжелых металлов имеют ртуть, кадмий, свинец, цинк и причисляемый к ним металлоид мышьяк. Тяжелые металлы в настоящее – суперэкотоксикантами.

Органические формы тяжелых металлов включены в список стойких органических загрязнителей.

Ряд химических элементов, относящихся к ТМ, например цинк, медь, кобальт, активно участвуют в биохимических процессах в организмах, их недостаток может вызывать заболевания.

Например, на человека цинк оказывает общетоксическое, канцерогенное действие, вызывает раздражение кожи, слизистых оболочек, бессонницу, снижение массы тела, ослабление памяти, малокровие, кровоизлияние, отек легких.

На человека медь оказывает общетоксическое, мутагенное действие, вызывает головную боль, головокружение, слабость, боли в мышцах, нарушение функции печени, почек, вызывает расстройство нервной системы. У животных наблюдается анемия, гемолитическая желтуха, поражение печени, а у растений – хлорозы.

С другой стороны, для таких тяжелых металлов как свинец, кадмий и ртуть участие в биохимических процессах в организме пока достоверно не выявлено.

Основные антропогенные источники ТМ:

Предприятия тепло- и электроэнергетики. Твердые аэрозоли металлов образуются при сжигании угля, нефти, торфа и других горючих ископаемых.

Предприятия черной и цветной металлургии. В отвальных шлаках, шламах, золе, сточных водах, дымовых выбросах металлургических комбинатов присутствуют ТМ. Автотранспорт.

Производство и применение минеральных и органических удобрений и пестицидов. Машиностроение.

Свинец — кумулятивный ад. Хроническое отравление человека свинцом проявляется неспецифическими симптомами: вначале повышенная возбудимость и бессонница, позже утомляемость и депрессия,

более поздние симптомы заключаются в расстройстве функции нервной системы и в поражении головного мозга. Свинец действует на ткани гладких мышц и на моторную нервную систему, управляющую двигательной активностью, вызывает параличи, головные боли, головокружение, увеличение внутричерепного давления.

Особенно опасно воздействие свинца на маленьких детей, оно вызывает умственную отсталость и хроническое заболевание мозга. Сильное загрязнение воздуха городов свинцом отрицательно отражается на интеллектуальном развитии детей.

Ртуть концентрируется в основном в донных отложениях. В воде ртуть под действием микроорганизмов переходит в токсичные вещества:

метилртуть (CH3Hg)+ и

диметилртуть СН3—Hg—СН3 (см. Лекцию 5,6, слайд 23).

Метилртуть растворима, поэтому она быстро проникает в гидробионты и далее по пищевой цепи попадает в организм человека.

В водных экосистемах происходит интенсивное бионакопление органических форм ртути. При этом наблюдается выраженная экологическая магнификация – увеличение концентрации токсиканта при переходе от низших трофических уровней экосистемы к высшим. Коэффициент концентрирования липофильной и гидрофобной диметилртути достигает 105. А вот период полувыведения ртути из тканей рыб велик-400-1000 дней.

Помимо ртути, алкилированию под действием бактерий способны подвергаться многие металлы и неметаллы: Pb, Sn, As, Se и др. В алкилированной форме металлы проявляют более выраженное токсическое действие, чем в ионной форме.

Ртуть оказывает вредное воздействие на человека и поражает:почки, органы пищеварения, центральную нервную систему, сердце, резко снижает кровяное давление. При остром отравлении наблюдаются вспышки психического возбуждения с возможными галлюцинациями, которые сменяются упадком сил.

Метилртуть особенно опасна, так как она быстро переходит из крови в мозговую ткань, разрушая мозжечок и кору головного мозга. Период полувыведения метилртути из организма человека – 70 дней (иногда более).

Другим неприятным последствием отравления метилртутью является проникновение ртути в плаценту, накопление ее в плоде, эмбриотоксическое и тератогенное действие. Попав в грудное молоко, может вызывать у младенцев паралич мозга, потерю чувствительности конечностей.

Кадмий — третий металл-загрязнитель, представляющий серьезную опасность для живых организмов, в том числе человека.

В природе кадмий встречается в форме редких минералов. производство и использование фосфатных удобрений (как примесь), сжигание отходов, угля, бензина.

Пища и вода - основной путь поступления кадмия в организм человека (не связанный с производством) и животных. Растительные продукты в целом содержат больше кадмия, чем мясные. Особенно много Сd содержится в печени и почках, а также морепродуктах. В большинстве стран отсутствует регламент на содержание Сd в пищевых продуктах. ВОЗ рекомендует максимально допустимую дозу металла, поступающую с водой и пищей кадмия до 400-500 мкг/неделю.

Ингаляция - другой важный путь поступления Сd в организм.

Курение - дополнительный источник поступления кадмия в организм (табак активно накапливает кадмий из загрязненной почвы).

Кадмий -высокотоксичный металл. Он представляет реальную опасность:как при остром, так и хроническом воздействии.

Он действует на самые разные органы и их системы. Острая интоксикация проявляется при высоких концентрациях металла. Кадмий обладает очень высокой кумулятивной способностью.

В результате хронического воздействие кадмия (накопившегося в почках и легких) происходит поражение дыхательной системы и почек. Кадмий обладает иммунотоксическим и канцерогенным действием; он занесен в отечественный список канцерогенных для человека веществ. Кадмий оказывает тератогенное действие на животных и птиц.

Для количественной оценки загрязнения почв не одним ТМ, а несколькими используют суммарный показатель концентраций (Zc) по формуле Ю.Е.Саета, равный сумме Кс для элементов с Кс >1, с учетов поправки:

Zc =∑ Кс - (n-1), где n число элементов с Кс >1.

 

В практике экологических экспертных оценок широко используется оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю концентраций. Данная шкала имеет связь с показателями здоровья населения и утверждена Министерством здравоохранения РФ (табл. 3). Считается, что почвы находятся в удовлетворительном состоянии при Zc < 16, и сильно загрязнены при Zc > 64.

Ждёт лучших времён.

 

 


Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 27 | Нарушение авторских прав







mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.035 сек.)







<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>