ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Экотоксикология»
для студентов специальности 6.040106
«Экология и охрана окружающей среды»
Горловка-2015
Содержание
Лекция 1. Основы экотоксикологии …………………………………………..3
Лекция 2. Экотоксикокинетика …………………………………………………7
Лекция 3. Элиминация токсинов ………………………………………………11
Лекция 4. Экотоксикодинамика ………………………………………………..15
Лекция 5. Экотоксикометрия ……………………………………………………23
Лекция 6. Характеристика полигалогенированных ароматических угле-водородов, как опасных для человека экотоксикантов ……………………………30
Лекция 7 -. Характеристика полихлорированных бифенилов и хлориро-ванных бензолов как опасных для человека экотоксикантов ……………………34
Лекция 8 — Характеристика тяжелых металлов, как опасных для чело- века экотоксикантов ……………………………………………………………………38
Лекция 9 – Характеристика газообразных загрязнителей, как опасных для человека экотоксикантов …………………………………………………………45
Лекция 10 — Применение антидотов для минимизации ущерба челове- ческому организму от вредных веществ …………………………………………… 50
Заключение ……………………………………………………………………….54
Литература ………………………………………………………………………..55
Лекция 1- Основы экотоксикологии
Развитие промышленности неразрывно связано с расширением круга ис-пользуемых химических веществ. Увеличение объемов применяемых пестицидов, удобрений и других химикатов — характерная черта современного сельского хо-зяйства и лесоводства. В этом объективная причина неуклонного усиления хими-ческой опасности для окружающей среды, таящейся в самой природе человеческой деятельности.
Еще несколько десятков лет назад химические отходы производства просто сбрасывали в окружающую среду, а пестициды и удобрения практически бес-контрольно, исходя из утилитарных соображений, распыляли над огромными тер-риториями. При этом, полагали, что газообразные вещества должны быстро рассе-иваться в атмосфере, жидкости частично растворяться в воде и уноситься из мест выброса. И хотя твердые продукты в значительной степени накапливались в регио-нах, потенциальная опасность промышленных выбросов рассматривалась как низкая. Использование же пестицидов и удобрений давало экономический эффект, во много раз превосходящий ущерб, наносимый токсикантами природе.
Экотоксикология как наука о загрязнителях
Следует отметить, что факторы вредного воздействия хозяйственной деяте-льности на человека и окружающую среду бывают разнообразными. Можно вы-делить три группы факторов воздействия:
а) физические .
б) химические .
в) биологические.
По этому же принципу классифицируются загрязнения и загрязнители. К физическим относятся механические, тепловые, шумовые, радиационные . к биоло-гическим – микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.
Токсикология (от греческого toxicon – яд, logos – учение) – наука о потен-циальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосис-темы. Она изучает также механизмы токсического действия, диагностику, профи-лактику и лечение отравлений.
Токсикологию можно подразделить на три обобщенных и взаимосвязанных направления:
1. Экспериментально-теоретическая токсикология . изучает основные законо-мерности взаимодействия вещества с биологическими объектами.
2. Профилактическая токсикология . занимается предупреждением потенциаль-ной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосистемы.
3. Клиническая токсикология . исследует заболевания, возникающие вследствие влияния на человека химических веществ окружающей среды.
Особое место принадлежит промышленной токсикологии, изучающей дей-ствие на человека вредных веществ, встречающихся в производственных условиях, с целью разработки санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических меропри-ятий, направленных на создание наиболее благоприятных условий труда
Одним из центральных понятий токсикологии является понятие о вредном веществе. По этому поводу еще всемирно известный ученый-медик Парацельс гово-рил: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости». То есть одно и то же вещество мо-жет быть вредным (ядом), лекарством и необходимым для жизни средством в зави-симости от его количества и условий взаимодействия с организмом.
В 1962 году появляется книга Рашель Карсон «Молчаливая весна», в которой автор описывает случаи массовой гибели птиц и рыб от бесконтрольного исполь-зования пестицидов. Карсон сделала вывод, что выявляемые эффекты воздействия этих веществ на дикую природу предвещают надвигающуюся беду и для человека. Эта книга привлекла всеобщее внимание. Появились общества защиты окружающей среды, правительственные законодательные акты, регламентирующие выбросы ксенобиотиков. С этой книги, по сути, началось развитие новой ветви науки — экотоксикологии.
Экологическая токсикология (ecotoxicology) – раздел токсикологии, изучаю-щей действие веществ на живые объекты, популяции, экосистемы. При этом основ-ное внимание уделяется не отдельным организмам, а их связям, т.е. биоценозам и экосистемам, а также трансформации веществ в окружающей среде.
В самостоятельную науку экотоксикологию выделил Рене Траут, который впервые, в 1969 году, связал воедино два совершенно разных предмета: экологию (по Кребсу — науку о взаимоотношениях, которые определяют распространение и обитание живых существ) и токсикологию. На самом деле, эта область знаний включает в себя, помимо указанных, элементы и других естественных наук, таких как химия, биохимия, физиология, популяционная генетика и др.
По мере развития, само понятие «экотоксикология» претерпело определенную эволюцию. В 1978 году Батлер рассматривал экотоксикологию как науку, изуча-ющую токсические эффекты химических агентов на живые организмы, особенно на уровне популяций и сообществ, в пределах определенных экосистем. Левин и др. в 1989 г. определили ее как науку, прогнозирующую влияние химических веществ на экосистемы. Было введено понятие «ксенобиотики».
Ксенобиотики (от греч. xenos — чужой и bios – жизнь) чужеродные для орга-низмов соединения. К ним относятся промышленные загрязнения, пестициды, препа-раты бытовой химии, лекарственные средства и т.п., т.е. вещества не образующиеся в живом объекте, а синтезируемые искусственно человеком.
Рисунок 1.1 — Эффекты воздействия веществ на живой объект.
Для некоторых веществ может не быть зоны отрицательного воздействия при малых дозах веществ. Это так называемые заменяемые вещества, недостаток кото-рых может быть компенсирован другими веществами.
Для большинства веществ существуют зоны отрицательных эффектов как при больших, так и при малых концентрациях. Например, соединения хрома, присут-ствующие в некоторых биогеохимических аномалиях и попадающие в окружающую среду также с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, представляют опасность для живых организмов.
В то же время, хром – биологически активный элемент, он участвует в обмене нуклеиновых кислот, входит в состав ферментных систем. Среднесуточная физио-логическая потребность взрослых людей в хроме составляет 150-200 мкг/сут. При недостатке хрома у животных наблюдались угнетение роста, сокращение продол-жительности жизни, нарушение обмена глюкозы, белка, поражение роговицы.
Вредные вещества, образующиеся в организме, называются эндогенными, образующиеся вне организма — экзогенными (чуждые живому организму).
Вредные вещества характеризуются степенью токсичности и опасности.
Токсичность (toxicity) – Под токсичностью вещества понимают способность на-носить вред живому.
Опасность вещества (hazard) – это довольно широкое понятие, характери-зующее вероятность вредного воздействия вещества в реальных условиях произ-водства и применения. Поэтому опасность веществ не может характеризоваться одной величиной для всех случаев, а имеет ряд параметров.
Толерантность – это способность организма переносить воздействие опре-деленных количеств веществ без развития токсических эффектов.
