Введение. Основы экотоксикологии

ОСНОВЫ ЭКОТОКСИКОЛОГИИ

КРАСНОЯРСК 2011

ББК 44.57

Ж 73

Рецензенты:

зав. химико-токсикологическим отделом КГКУ «Краевая ветеринарная лаборатория», Бойченко М.В., канд. биол. наук,

зав. судебно-химическим отеделением КГ БУЗ «Красноярское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы», Г.А. Слащилин, канд. хим. наук.

Ж 73

Жирнова, Д.Ф. Основы экотоксикологии: учеб. пособие / Д.Ф. Жирнова, Л.В. Фомина; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2011. – 227с.

Учебное пособие составлено в соответствии с программами дисциплин «Основы экотоксикологии» и «Продовольственная безопасность». Пособие содержит элементы интерактивных форм учебно-методических комплексов для дистанционного обучения. Основное содержание представлено модулями, состоящими из теоретических понятий, лабораторных работ, вопросов и заданий для самопроверки. Особое внимание уделено загрязнению окружающей среды и пищевых продуктов ксенобиотиками химического и микробиологического происхождения. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям эколого-биологической направленности, в том числе для бакалавров по направлениям 110100 “Агрохимия и агропочвоведение” и 110200 “Агрономия”, магистров по направлениям 110100.68 “Агрохимия и агропочвоведение” и 110200.68 “Агрономия”.

ББК 44.57

© Жирнова Д.Ф., Фомина Л.В., 2011

© Красноярский государственный агарный

университет, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

	Стр.
Введение
Глава 1. МЕХАНИЗМЫ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ТОКСИЧЕСКИХ И ЯДОВИТЫХ ВЕЩЕСТВ
1.1. Токсикометрия
1.2. Токсикодинамика
1.3. Токсикокинетика
1.3.1.Пути поступления и распределения ядов в организме
1.3.2.Токсикокинетические особенности отравлений
1.3.2.1. Особенности пероральных отравлений
1.3.2.2. Особенности ингаляционных отравлений
1.3.2.3. Особенности перкутанных отравлений
1.3.3.Транспорт токсических веществ через клеточные мембраны
1.3.4.Пути и способы естественного выведения чужеродных соединений из организма
Контрольные вопросы
Использованная литература
Глава 2. ТОКСИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ПРИРОДНЫХ СРЕДАХ
2.1. Антропогенное воздействие на окружающую природную среду
2.2. Поведение токсикантов в природных средах
2.3. Загрязение атмосферы
2.3.1. Типы и виды загрязнений атмосферы
2.3.2. Основные загрязняющие вещества атмосферы
2.3.3. Кислотные дожди
2.3.4. Парниковый эффект
2.3.5. Нарушение озонового слоя
2.4. Загрязнение воды
2.4.1. Основные источники загрязненеия воды
2.4.2. Вещества, разрушаемые микроорганизмами, и изменение состояния воды
2.4.3. Устойчивые или трудно разрушающиеся вещества в воде
2.4.4. Ионы, поступающие из удобрений и солей, используемых для снеготаяния при уборке снега, и тяжелые металлы в воде
2.4.5. Загрязенение вод водорослями
Контрольные вопросы
Использованная литература
Глава 3. ТОКСИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В АГРОСФЕРЕ И ПРОДУКЦИИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
3.1. Загрязенение пестицидами
3.2. Диоксины в агросфере
3.3. Использование регуляторов роста растений
3.4. Нитраты и нитриты
3.5. Нитрозосоединения
3.6. Тяжелые металлы в агросфере
3.6.1. Загрязнение ртутью
3.6.2. Загрязнение кадмием
3.6.3. Загрязнение свинцом
3.6.4. Загрязнение хромом
3.6.5. Загрязнение цинком, кобальтом, никелем, марганцем и медью
3.6.6. Загрязнение мышьяком
3.6.7. Загрязнение оловом
3.7. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)
3.8. Радиоактивное загрязнение агросферы
3.9. Влияние способов обработки пищевых продуктов
3.9.1. Добавки к пищевым продуктам (контаминанты)
3.9.2. Красители
3.9.3. Подсластители
3.9.4. Вкусовые добавки. Антиоксиданты
3.9.5. Консерванты
3.10. Микотоксины в продукции агросферы
3.11. Получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
3.11.1. Растениеводство
3.11.2. Животноводство
Контрольные вопросы
Использованная литература
Заключение
Словарь
Тестовые задания по курсу
Тестовые вопросы для самоконтроля

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время значительная часть человечества в той или иной мере подвержена действию различных химикатов. Не существует научной дисциплины, которая была бы способна выработать основы классификации химических веществ и исследования антропогенных воздействий на биосферу. Стремление лучше понять связи между свойствами химикатов и их воздействием как на человека, так и на экосистемы привело к возникновению новой междисциплинарной отрасли науки об окружающей среде – химической экотоксикологии.

Экологическая химия находится на стыке целого ряда научных дисциплин и во многом соприкасается со смежными научными направлениями, среди которых можно назвать биологические и геологические науки, в то же время экотоксикология тесно связана с медико-фармакологическими дисциплинами. Экологическая химия изучает изменения химических веществ под воздействием факторов окружающей среды, причем центральной задачей является изучение поведения антропогенных веществ, т.е. их содержания (концентрации в окружающей среде), процессов разложения, превращения и накопления в организмах и окружающей среде.

Исследованием воздействия этих веществ на организм на различных уровнях (клетка, отдельный орган и организм в целом, популяция и экосистема) занимается экотоксикология, поскольку при таких исследованиях выявляются изменения состояния и возникают предположения о возможности прямого или косвенного вредного воздействия.

В самостоятельную науку химическая экотоксикология выделилась в конце 60-х годов XX века. Три дисциплины – химия, экология и токсикология (учение о токсичности) – были объединены в единую научную дисциплину. Также эта область знаний включает в себя элементы и других наук: физиологии, биохимии, популяционной генетики и др.

В 90-х годах было дано определение химической экотоксикологии как области знаний о распространении и влиянии антропогенных химикатов и продуктов их трансформации на экосистемы.

В химической экотоксикологии используются специфические термины. Экотоксикантом называют токсичное и устойчивое в условиях окружающей среды вещество, способное накапливаться в организмах до опасных уровней концентраций. Чужеродные для организмов химические вещества, не входящие в естественный биотический круговорот, называют ксенобиотиками.

Вещества, вызывающие отравление или смерть при попадании в организм в малом количестве, называются ядами. В этой роли может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушение жизненно важных функций и создать опасность для жизни. Чем меньшее количество (доза) вещества вызывает подобные расстройства, тем токсичность вещества больше. Токсичность – ядовитость, способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное действие на организмы (человека, животных, растений, грибов, микроорганизмов). Интоксикация – патологическое состояние, развивающееся вследствие взаимодействия яда с организмом.

Групповые интоксикации приходится наблюдать и при употреблении ядовитых растений, продуктов питания, включающих токсичные вещества, например пестициды и микробные яды. Надо иметь также в виду, что в природе насчитывается около 5 тысяч видов ядовитых существ: членистоногих, кишечнополостных, моллюсков иглокожих, рыб, змей, которые при определенных обстоятельствах могут стать опасными для человека.

Токсикологические и экотоксикологические свойства веществ обусловлены их химическим составом, так что в изолированном состоянии они не имеют никакого значения для человека и природы. После длительной экспозиции, т.е. длительного воздействия на живой организм, эти свойства начинают проявляться. Это означает, что эколого-химическое поведение веществ, методы их применения и объемы поступления в биосферу определяют в конечном итоге уровень экспозиции, который в комплексе с экотоксикологическими свойствами вещества является основой для оценки воздействия вещества на окружающую среду.

В настоящее время экспозицию химического продукта часто ошибочно принимают за его «воздействие». Экспозиция – концентрация вредного вещества, воздействующая на человека, животное, растение или экосистему в течение определенного времени (иными словами это «доза воздействия»).

Потенциальное воздействие – токсичность для конкретной особи, популяции или экосистемы, зависящая от концентрации вредного вещества. Потенциальное воздействие (токсичность) и экспозиция в комплексе определяют степень опасности данного вещества.

Вредное воздействие, наносимое соответствующей системе:

а) явственные изменения обычных колебаний численности популяции;

б) долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы.

Если проводятся эпидемиологические исследования, то выпадение или снижение численности ведущих видов организмов требуют проведения анализа тенденций развития биологических сообществ. Такие исследования являются еще одной задачей экотоксикологии, так как они могут способствовать выявлению степени риска и предотвращению опасных явлений.

Основной целью изучения экотоксикологии является изучение свойств, механизмов воздействия антропогенных химических веществ на биологические объекты окружающей среды и освоение методов диагностики объекта, пораженного экотоксикантами.

Дата добавления: 2015-10-21