Тема 1. Химическое загрязнение воздушной среды.

Озон

Озон образуется в результате химического взаимодействия оксидов азота с летучими углеводородами под действием света. При этом диоксид азота распадается на монооксид и атом кислорода, который, соединяясь с молекулой кислорода, дает озон.

Как известно, озон в верхних слоях атмосферы является экраном, защищающим нас от УФ- излучения, а озон в приземной атмосфере – опасный загрязнитель, высокотоксичный газ для животных, растений и человека. Так, известно, что при действии на растительность озон значительно токсичнее оксидов азота. Чувствительные виды растений (например, сосна) уже после часовой обработки озоном при концентрации 0.05- 0.1 мг/м проявляют признаки угнетения. Показано, что озон приземной атмосферы изменяет структуру клеточных мембран. При этом сначала повышается проницаемость для воды, а затем и глюкозы. В результате этих процессов клетки мезофилла листьев отмирают. На поверхности листьев образуются полосы, в которых происходит полное отражение света. В этом случае говорят о появлении серебристой пятнистости листьв. Озон может вызвать выделение этилена из клеток растений, что приводит к опадению листьев и игл.

Действие озона на организмы животных и человека подобно действию оксидов азота. Он также может вызвать отек легких. Кроме того, озон нарушает нормальное движение мерцательных волосков в бронхах, которое обеспечивает вывод чужеродных веществ из бронхов вместе с мокротой. Систематическое вдыхание озона приводит к накоплению в легких чужеродных веществ, вызывающих различные заболевания, в том числе рак. При концентрации озона ниже значения 0.2 мг/м наблюдаются усталость, резь в глазах, раздражение слизистых оболочек. Обычно в промышленных районах концентрация озона в воздухе в летний период составляет 0.03 мг/м.

 

Кислотные осадки

Кислотными называют любые осадки –дожди, туманы, росы, снег – кислотность которых больше нормы. К ним относят также выпадения из атмосферы сухих кислых частиц, так называемых кислотных отложений. У дождевой воды в отсутствие загрязнителей pH = 5.6, так как в ней растворяется углекислый газ с образованием угольной кислоты. Кислотными считаются осадки с pH < 5.5. Во многих регионах мира наблюдаются дожди с pH < 4. При этом кислотность на 2/3 обусловлена серной кислотой.

Кислотные осадки наносят значительной экологический, экономический и эстетический ущерб. В результате выпадения кислотных осадков нарушается равновесие в экосистемах, ухудшается продуктивность сельскохозяйственных растений и плодородие почв, ржавеют металлические конструкции, разрушаются здания, сооружения, памятники культуры.

Основной причиной выпадения кислотных осадков считается интенсификация промышленной деятельности человека. Во второй половине ХХ века с увеличением объемов промышленного производства увеличилось количество выбросов в атмосферу оксидов углерода, азота и сернистого газа. Растворяясь в воде, эти кислотные оксиды образуют соответствующие кислоты, которые переносятся облаками на значительные (до 500 км) расстояния и выпадают на землю в виде кислотных осадков. При этом SO₂ и оксиды азота считаются главными предшественниками кислотных дождей, так как они превращаются в серную и азотную кислоты.

Значение pH среды очень важно, потому что от него зависит действие ферментов, гормонов и других белков в живых организмах. В клетках есть механизмы, поддерживающие pH на определенном уровне. Но яйцеклетки, сперма и молодь гидробионтов защищены недостаточно. При изменении pH хотя бы на одну единицу они испытывают стресс и погибают (у пресноводных озер, ручьев, прудов pH составляет 6-7 и живущие в них организмы адаптированы к этому уровню). Не случайно влияние кислотных осадков на экосистемы стали детально изучать после того, когда рыбаки заметили резкое снижение популяций рыбы в водоемах. Влияние кислотных осадков усиливается в период таяния снега. Ущерб не ограничивается гибелью рыбы, так как он передается по пищевым цепям. Там, где нет рыбы, отсутствуют гагары, белоголовый орлан, чайки, норки, выдры и др. Численность земноводных (лягушек, жаб, тритонов) также сокращается. Резко снижаются и популяции рыб, питающихся насекомыми, личинки которых развиваются в воде, а также енотов и других млекопитающих. Наряду с гибелью пресноводных водоемов наблюдается вымирание, гибель лесов. Показано в эксперименте, что кислоты нарушают восковой покров листьев. Кроме того, при низких значениях pH снижается активность редуцентов и азотфиксаторов. Из листьев вымываются биогены и другие метаболиты. Все это вызывает замедление роста деревьев и их уязвимость к действию грибов и других патогенных микроорганизмов. При подкислении среды переходят в раствор алюминий, ртуть и свинец. Алюминий способен вызывать у людей болезнь Альцгеймера.

Как отмечалось, кислотные осадки разрушают архитектурные сооружения и памятники. Строительные материалы состоят из карбонатов и силикатов, чувствительных к воздействию кислотных осадков и к присутствию атмосферного SO₂. Основной реакцией, ответственной за разрушение мрамора и повреждение памятников, является образование сульфата на поверхности этих материалов.

 

Смоги

Смог (aнгл. Smoke – дым, fog – густой туман) – видимое загрязнение воздуха любого характера. Смог возникает при определенных условиях: большом количестве пыли и газов в атмосферном воздухе и длительном существовании антициклонных условий погоды (областей с высоким атмосферным давлением), когда загрязнители скапливаются в приземном слое атмосферы. Смог вызывает удушье, приступы астмы, аллергические реакции, раздражение глаз, повреждение растительности, зданий и сооружений.

Выделяют три типа смога: ледяной (аляскинского типа); влажный (лондонского типа); сухой или фотохимический (лос-анжелесского типа).

Ледяной смог возникает при очень низких температурах и антициклоне. В этом случае выбросы даже небольшого количества загрязняющих веществ приводят к возникновению густого тумана, состоящего из мельчайших кристалликов льда и, например, серной кислоты.

Влажный смог обычен для мест с высокой влажностью воздуха и частыми туманами. Это способствует смешиванию загрязняющих веществ, их взаимодействию в химических реакциях. Главными токсичными компонентами влажного смога являются чаще всего углекислый газ и диоксид серы. Печально знаменит случай, когда в 1952 году влажный смог в Лондоне унес более 4 тысяч жизней.

Фотохимический смог – вторичное загрязнение воздуха, возникающее в процессе разложения первичных загрязняющих веществ солнечными лучами. Главный ядовитый компонент фотохимического смога – озон.

По своему физиологическому действию на организм человека смоги крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

 

Итак, главными источниками загрязнения воздуха атмосферы являются промышленные и транспортные выбросы. Их поступление в атмосферу происходит также при неправильной эксплуатации печей для сжигания бытовых и химических отходов, открытом сжигании мусора на свалках.

Загрязнение атмосферы – самый мощный, постоянно действующий и всепроникающий фактор, оказывающий негативное влияние не только на человека, биоценозы, трофические цепи, но и на другие важнейшие природные среды. Загрязнение гидросферы нередко бывает более стойким, чем загрязнение атмосферы, но реки и моря рано или поздно рассеивают загрязняющие вещества, в чем им активно помогают течения и обновления рек. В почвах медленнее накапливаются токсические уровни загрязняющих веществ, но зато они долго в ней сохраняются, негативно влияя на экологическую обстановку целых регионов.

 

 

1.2.Основные загрязнители воздуха в помещении.

 

Основными загрязнителями воздуха в помещении являются: пыль и аэрозоли, табачный дым, формальдегид, угарный и углекислый газы, диоксид азота, пестициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, испарения жидкостей для мытья посуды и сантехники, освежители воздуха и дезинфицирующие средства, радон, асбест.

 

Персистентность

(высокая стойкость к воздействию различных факторов окружающей среды). Она характеризуется периодом полураспада или полного распада до простых химических соединений. Персистентность зависит от химической стабильности препарата и скорости метаболизма в живых организмах. Хлорсодержащие углеводороды разлагаются при очень высокой температуре, и в большинстве случаев в живых организмах нет ферментов, способных их расщепить;

2. Биоаккумуляция.

Она заключается в том, что малые, кажущиеся безвредными дозы, полученные в течение длительного времени, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концентрацию и наносят ущерб здоровью;

3. Биоконцентрирование

(накопление вещества при прохождении через пищевую цепь). В результате на вершине пищевой цепи концентрация пестицида в организме может стать в 100 000 – 10 000 000 раз выше, чем во внешней среде.

4. Канцерогенность (ДДТ, мирекс и др).

5. Токсификация в результате биотрансформаци.

Некоторые пестициды в живых организмах превращаются в более токсичные продукты (альдрин, мирекс).

Фосфорорганические инсектициды –

сложные эфиры фосфорной кислоты (например, диметилдихлорвинилфосфат ДДВФ), тиофосфорной кислоты (метафос), дитиофосфорной кислоты (карбофос, рогор), фосфоновой кислоты (хлорофос). Преимуществом фосфорорганических пестицидов является их относительно малая химическая и биологическая устойчивость. Большая их часть разлагается в растениях, почве, воде в течение месяца, но отдельные инсектициды и акарициды внутрирастительного действия (рогор, сейфос) могут сохраняться в течение года.

Карбаматные инсектициды –

сложные эфиры N -метакарбаминовой кислоты (например, севин). Они обладают избирательным действием на насекомых и почти полностью безвредны для теплокровных животных и человека.

Пестициды применяются в различных формах: в виде растворов, суспензий, аэрозолей, пены, газа, пыли, порошков, паст, гранул и капсул. Наиболее удобным и сравнительно безопасным является внесение их в почву в виде гранул и капсул, растворяющихся при определенной влажности и реакции среды почвенного раствора.

В зависимости от способности сопротивляться процессам разложения пестициды классифицируются как слабостойкие (сохраняются в окружающей среде 1- 12 недель), среднестойкие (1-18 месяцев) и очень стойкие (не разлагаются 2 года и более). Очевидно, что слабостойкие пестициды в окружающей среде практически не накапливаются.

ДДТ, его история

 

ДДТ (1,1,1-трихлор-2,2-бис- (4-хлорфенил)-этан):

 

 

был одним из первых мощных инсектицидов,способных уничтожать разнообразных вредных насекомых. В то же время именно на примере ДДТ человечество убедилось в коварстве пестицидов.

ДДТ был синтезирован в 1874 году австрийским химиком Омаром Цайдлером. В качестве инсектицида предложен Паулем Мюллером, обнаружившим в 1939 году его инсектицидные свойства. ДДТ заменил очень ядовитые соединения мышьяка и позволил спасти более 15 миллионов человек от малярии, предотвратить эпидемии сыпного тифа, энцефалита, сонной и слоновой болезни, чумы и туляремии. Именно поэтому Мюллер в 1948 году получил Нобелевскую премию в области медицины. Явными преимуществами ДДТ было то, что он не отпугивал насекомых, обладал широким спектром действия, был стоек, эффективен, его производство было недорогим, он казался не токсичным для животных и человека.

Но в 1950-1960 гг орнитологи заметили катастрофическое сокращение многих птиц, соответствующих вершине пищевых цепей (например, рыбоядных птиц белоголового орлана и скопы). Исследования показали, что проблема их сокращения связана с размножением: яйцо птиц разбивались в гнезде до вылупления птенцов. Хрупкие яйца содержали высокие концентрации ДДТ, оказывающего влияние на обмен кальция.

Оказалось,что ДДТ накапливается в жировых отложениях человека и животных, включая арктических тюленей и антарктических пингвинов, хотя они обитают на расстояниях, далеко отстоящих от мест применения пестицида. ДДТ обнаружен даже во льдах антарктиды на глубине четырех метров. И, наконец, в США обнаружили, что концентрация ДДТ в грудном молоке матерей в 4 раза больше ПДК.

В настоящее время в большинстве стран введен запрет на применение ДДТ (в Российской Федерации – с 1970 г.). Однако полный запрет на применение ДДТ существует не везде. Его до сих пор используют в Африке, Китае и Южной Азии; кроме того, во многих странах еще имеются большие запасы пестицида.Обладая высокой стойкостью (период полураспада ДДТ – 20 лет), он метаболизируется в окружающей среде и организме животных, давая метаболиты нескольких типов.

Установлено, что инсектицид ДДТ является канцерогеном и мутагеном, эмбриотоксином, нейротоксином, иммуннотоксином, изменяет гормональную систему, обладает способностью к накоплению в организме животных и человека. Для них токсичная доза препарата составляет 10-15 мг на кг, а 70-85 мг на кг является смертельной дозой. Для водоемов ПДК составляет 2 мкг/л.

С помощью тонкослойной хроматографии было установлено, что технический препарат этого инсектицида обычно содержит 75-76% основного вещества, а в качестве примеси в нем содержатся полихлорбифенилы (ПХБ).

 

Именно ПХБ безвредны для насекомых, но токсичны для людей.

Установлено, что до 97-99% инсектицидов и фунгицидов, а также от 60 до 95% гербицидов даже при строгом соблюдении всех правил попадают в почву, воздух и водоемы. Накапливаясь в окружающей среде, они по пищевым цепочкам в природных экосистемах могут многократно увеличивать свою концентрацию в ряде организмов растительного и животного происхождения.

Тема 3. Токсиканты пищи.

Пища – это совокупность неорганических и органических веществ, получаемых организмом человека из окружающей среды и используемых для питания.

Основными компонентами пищи человека являются: белки, жиры, углеводы, а также микроэлементы и витамины. Белки и частично жиры относятся к пластическим веществам, т.е. они используются в организме для построения новых и замены старых клеток и тканей. К ним же относятся некоторые минеральные вещества, содержащие фосфор, кальций и др.

Углеводы (сахара) и жиры обеспечивают энергетические потребности организма. Микроэлементы, витамины и ряд других веществ осуществляют каталитические и регуляторные функции.

Кроме того, в пище содержится большое количество различных по структуре соединений, представляющих потенциальную опасность для здоровья. В связи с повсеместным загрязнением окружающей среды, наличие токсикантов в пищевых продуктах – весьма актуальная проблема. Химтоксиканты пищи можно разделить на следующие группы:

1. Химические загрязнители неорганической природы;

2. Химические загрязнители органической природы;

3. Ядовитые вещества природного происхождения;

4. Пищевые добавки.

 

Кобальт.

Кобальт используется в качестве добавки к пиву. В 1965 году в Квебеке (Канада) у 48 человек были отмечены симптомы сердечной недостаточности, а 20 человек умерли. Все заболевшие выпивали по 3-7 л пива.

Олово.

Олово может быть загрязнителем консервированных продуктов питания.

Селен.

Селен может накапливать пшеница. При этом он замещает серу в аминокислотах, белках. В результате этого наблюдается тератогенное действие.

Нитраты и нитриты.

Химизация сельского хозяйства привела к проблеме загрязнения окружающей среды нитратами. Внесение в почву нитратов несомненно приводит к образованию белка и повышению урожая растительных продуктов питания. Растения усваивают лишь 25-83% почвенного азота, поэтому происходит накопление нитратов в растениях, для которых нитраты безопасны. В листьях и частично в корневой системе происходит восстановление нитратов в нитриты. Отмечена видовая и сортовая специфика растений накапливать нитраты. Среди овощных культур наибольшей способностью накапливать нитраты отличаются капустные, тыквенные, сельдерейные, пасленовые. Наибольшее количество нитратов накапливают редька белая, свекла столовая, салат, шпинат, редис.Такие культуры как томаты, перец сладкий, баклажаны, чеснок, горошек отличаются низким содержанием нитратов. Особенно много нитратов в тепличной продукции зимой и в арбузах летом. Нитраты пол влиянием кишечной микрофлоры могут превращаться в нитриты, которые способствуют превращению гемоглобина в метгемоглобин. Кроме того из нитритов в присутствии аминов могут образовываться N- нитрозамины, обладающих канцерогенной активностью.При отравлении нитратами появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. Для взрослого человека норма потребления нитратов в сутки 250-800 мг.

Известны случаи гибели детей от нитратов, острые отравления, раковые заболевания. Описана и смерть животных, получавших корма с повышенным содержанием нитратов. Жвачные животные особенно чувствительны к нитратам, так как у них процесс образования метгемоглобина идет интенсивнее, чем у других животных.

 

Пестициды

Даже при правильном применении пестицидов они могут содержаться в продуктах питания. Если их содержание не превышает нормы, то продукты безвредны. Чтобы обезопасить себя от отравления пестицидами овощи и фрукты перед употреблением нужно тщательно мыть и по возможности снимать с них кожуру. Известен случай массового отравления эндрином в Саудовской Аравии, несколько смертельных случаев.

В качестве побочного продукта при применении некоторых гербицидов образуется диоксин, который вызывает онкологические заболевания, разрушает иммунную и кроветворную системы, обладает сильным тератогенным действием.

Биогенные амины.

В настоящее время наиболее изучены серотин, тирамин, гистамин, обладающие сосудосуживающим эффектом. Серотин содержится в томатах, сливе, шоколаде; тирамин – в сыре, рыбных консервах и вяленой рыбе. Людям, страдающим гипертонией, следует ограничить эти продукты в своем рационе.

Алкалоиды.

Пуриновые алкалоиды (кофеин, теобромин, теофеллин) оказывают возбуждающее действие на нервную систему. Они содержатся в зернах кофе и листьях чая, напитках пепси-кола и кока-кола. Употребление в больших количествах крепкого кофе и чая, и также других напитков, содержащих кофеин, вызывает у человека привыкание и постоянную потребность в этим веществе.

Цианогенные гликозиды.

Это цианогенные альдегиды и кетоны, которые при кислотном гидролизе выделяют синильную кислоту, поражающую нервную систему. В косточках ряда фруктов (например, персик, слива, абрикос), а также в миндале содержится амигдалин. При производстве настоек и наливок из этих фруктов амигдалин подвергается ферментативному гидролизу с образованием синильной кислоты.

Некоторые красители.

А) азокраситель диметиламиноазобензол. В 20-30- ые годы этот краситель применялся как подкрашиватель маргарина. Он способен вазывать рак печени и другие опухоли;

Б) эритрозин. Используется в винной промышленности. Влияет на функцию щитовидной железы.

Гидразин.

Он представляет собой вязкую, бесцветную, дымящуюся на воздухе жидкость, с неприятным запахом. Его используют в качестве компонента ракетного топлива.

Как основание гидразин реагирует с кислотами с образование солей, хорошо растворимых в воде. Например, гидразин-сульфат нашел применение в медицине для лечения больных раком. Оказалось, что при длительном приеме в больших дозах он может оказывать обратное, т.е. канцерогенное действие.

Микотоксины.

Плесневые грибы вырабатывают токсины в чрезвычайно малых количествах. Они в основном поражают растительные продукты при слегка повышенной температуре и высокой влажности. Если продукты при хранении покрываются плесенью, то их не следует употреблять в пищу, так как плесень развивается не только на поверхности, но и проникает в глубь продукта, без изменения его вида. К микотоксинам относятся:

А) афлатоксины – это метаболиты микроскопических грибов. Есть сведения, что уровень заболевания раком печени напрямую зависит от концентрации афлатоксинов в пище. Они могут содержаться в злаках, арахисе, кофе, молоке, мясе и в некоторых овощах. Афлатоксины обладают сильными гепатотоксическими, генотоксическими, иммунодепрессивными и канцерогенными свойствами.

Б) Токсины спорыньи. Известны случаи отравления злаками, загрязненными грибком спорыньей (эрготизм). Непосредственным загрязнителем являются токсины, продуцируемые грибком, поражающим колосья злаков, особено ржи.

В) Патулин - продуцент различных видов Penicillium и Aspergillus. Описаны его токсические, мутагенные и канцерогенные свойства. Патулин чаще всего встречается в заплесневелых яблоках, облепихе, и также в соках и джемах, приготовленных из заплесневших плодов и ягод.

Г) Дезоксиниваленол – очень распространенный микотоксин. Он обнаружен в пшенице, кукурузе, ячмене. Основные симптомы отравления: головокружение, тошнота, рвота, вздутие и боли в животе, понос, которые появляются через 10-30 минут после приема пищи.

Считается, что не менее 25% всех продовольственных ресурсов подвержены загрязнению микотоксинами или повреждающему действию плесневых грибов.

Ботулиновые токсины.

Ботулизм – тяжелое пищевое отравление, возникающее после употребления пищи, содержащей токсины ботулиновой палочки. Ботулиновая палочка может содержаться во многих пищевых продуктах (мясе, рыбе, сыре, молоке). Летальность при отравлении такими токсинами составляет 7-9%.

Фитотоксины.

Фитотоксины- постоянные компоненты некоторых растений. Например, сине-зеленые водоросли представляют опасность для здоровья людей, особенно во время цветения пресноводных водоемов.

Итак, природные токсины, близкие по канцерогенной активности к антропогенным химтоксикантам, из-за широкой распространенности и серьезных последствий для человека, представляют сегодня значительно больший риск.

В России установлены ПДК: для афлатоксина В1 -0,005 мг/кг (в зерновых, орехах, масличных); афлатоксина М1 -0,0005 мг/кг (в молоке и молочных продуктах); дезоксиниваленола- 0.7 мг/кг (для пшеницы), 1 мг/кг (для ячменя); патулина – 0.05 мг/кг (для продуктов переработки яблок и облепихи). Не допускается присутствие микотоксинов в продовольственном сырье и пищевых продуктах, предназначенных для детского и диетического питания.

Анализ отравлений человека показал, что наибольшую опасность по острому воздействию представляют бактериальные токсины, затем – фито- и микотоксины. Антропогенные химические загрязнители и пищевые добавки замыкают этот ряд. При хроническом воздействии на первом месте по степени риска для человека являются микотоксины.

 

Вопросы к семинару №2 «Пестициды и их влияние на окружающую среду»

1. Что такое пестициды? Классификация пестицидов.

2. Инсектициды, их классификация.

3. Персистентность, биоаккумуляция и биоконцентрирование хлорорганических пестицидов.

4. ДДТ, его история.

5. Механизмы действия пестицидов на человека и биоту.

6. Проблемы применения синтетических легко разлагаемых пестицидов.

7. Биологические методы борьбы с насекомыми и другими вредителями.

 

 

Литература

 

1. Орлов В.Ю., Казин В.Н., Котов А.Д. Химические основы экологии: учебное пособие; Яросл. гос. ун-т, Ярославль, 1998.- 59с.

2. Орлов Д.С.,Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим-технол., и биод. Спец. вузов.М.: Высшая школа, 2002.-334 с.

3. Астафьева Л. С. Экологическая химия: учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений. М.: издательский центр «Академия», 2006.- 224 с.

4. Небел Б. Наука об окружающей среде: как устроен мир. В 2-х т. М.: Мир, 1993.- 336 с.

5. Лужков Е.А. Клиническая токсикология: Учебн. пособие.-М.: Медицина, 1982.- 368 с.

6. Сидоренко Е.Н. Отравление пестицидами. Киев, Вища школа, 1978, С. 128.

7. Семерной В.П. Санитарная гидробиология: Учебн. пособие. ЯрГУ.,Ярославль,2001.

8. Остаточное содержание пестицидов в продуктах питания/ Под ред. А.И.Штенберга.-М.: Медицина, 1973, 200с.

 

Вопросы к семинару №3 «Токсиканты пищи»

1. Химические загрязнители пищи неорганической природы.

2. Химические загрязнители пищи органической природы.

3. Ядовитые вещества природного происхождения

4. Пищевые добавки. Их обозначения и классифиция.

5. Зависимость токсических свойств органических соединений от химического состава и строения

 

 

Литература

 

1. Орлов В.Ю., Казин В.Н., Котов А.Д. Химические основы экологии: Учебн. пособие, Яросл. гос. ун-т, Ярославль, 1998, С. 33-34.

2.В.Эйхлер. Яды в нашей пище.М.: Мир, 1993.- 189 с.

3. Тутельян В.А., Кравченко Л.М. Микотоксины. М.: Медицина,1985.-320 с.

4. Голубев В.Н. Пищевые и биологически активные добавки: учеб. для вузов. М.: Академия, 2003.-208 с.

5. Люк Э., Яир М. Консерванты в пищевой промышленности. Спб.: Гиорд, 1998.- 256 с.

6. Орешенко А.В., Берестень А.В. О пищевых добавках и продуктах питания.М.: Пищевая промышленность, 1996, №96, С.4.

7. Скуркин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика.М.: Знание,1986.

8. Мартинчик А.Н. Физиология питания, санитария и гигиена: Учеб. пособие для студентов вузов.М., 2000.- 192 с.

 

Вопросы к семинару №4 «Бытовые, промышленные и токсичные отходы»

 

1. Диоксины- глобальные экотоксиканты. Источники их поступления в биосферу.

2. Воздействие диоксинов на человека и биоту.

3. Твердые бытовые отходы (ТБО), их состав.

3. Способы сбора и утилизации ТБО.

4. Какая схема сбора и переработки ТБО является наиболее перспективной и почему?

5. Промышленнные отходы и пути их использования.

6. Способы утилизации токсичных промышленных отходов.

 

Литература

 

1.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебн. пособие для вузов.- М.: Агентство Фаир, 1998.

2. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии.М.: Высшая школа, 1999, 447 с.

3. Мяков М.И., Алексееев Г.И., Ольшанецкий В.А. Твердые бытовые отходы.Ленинград: Стройиздат, 1978.

4. Фрит С.С. Яды вокруг нас.М., 2002.

5. Семерной В.П. Санитарная гидробиология: учебн. пособие. Яросл. гос. ун-т, Ярославль, 2001, с.

6. Тремасов М.Я., Новиков В.А. Диоксины/ Ветеринария,№5,2004, С.21-23

7.Ульянов В. О существующих методах обезвреживания ТБО.// Экологический бюллетень «Чистая земля». Владимир, спецвыпуск №1, 1997.

8. Сапожникова Г.П. Генеральная уборка. Химия и жизнь,№11, 2003.- С. 40-43.

9. Экология, охрана природы и экологическая безопасность/ под ред.В.И. Данилова-Данильяна. М.: Наука,1993.- 266с.

10. Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы..: М.: Наука, 1993.- 226 с.

11. Ресурсы интернет: www.ecoline.ru

 

Вопросы к семинару №5 «Трансформация ксенобиотиков, экологический мониторинг»

 

1. Абиотические превращения токсикантов в окружающей среде.

2. Что такое ксенобиотики? Какие реакции и ферменты обеспечивают их

биотрансформацию?

3. Какие ферменты обеспечивают реакции окисления ксенобиотиков в клетке? Приведите примеры.

4. Какие ферменты участвуют в реакциях восстановления ксенобиотиков

в клетке?

5. Каковы процессы деградации ксенобиотиков в живых организмах?

Приведите примеры.

6. Что такое реакции коньюгации? Какие ферменты катализируют их? При

ведите примеры.

7. Ферменты как защитные приспособления (антиоксидантная защита) в

аэробных и анаэробных клетках.

8. Токсификация в процессах биотрансформации у животных и растений.

9.Что такое мониторинг окружающей среды? Основные типы монито-

ринга.

10.Организация ЕГСЭМ (единой государственной системы экологи-

ческого мониторинга).

11.Организация экологического мониторинга в Ярославской области.

 

Литература

1. Орлов В.Ю., Казин В.Н., Котов А.Д. Химические основы экологии: Учебн. пособие. Яросл. гос. ун-т, Ярославль, 1998, 59 с.

2. Голиков С.Н. и др. Общие механизмы токсического действия. М.: Медицина, 1986.

3. Охрана окружающей среды. Учебник для вузов. Автор-составитель А.С.Степановских.М.: Юнити,2000, 359 с.

4. Экологическая биохимия: живые организмы и антропогенное загрязнение биосферы.//Биология в школе,№3, 1993.

5. Богдановский Г.А. Химическая экология: учебное пособие.- М, МГУ, 1994.- 237 с.

6. Экологический мониторинг: метод. указания/ Сост. В.Ю. Орлов, Н.С.Швыркова, А.Д.Котов, Яросл. гос. ун-т, Ярославль, 2004.- 36 с.

7. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Ярославской области в 2002 г. Главное управление природных ресурсов и охраны окр. среды МПР России по Ярославской области, 2003, 195 с.

 

Темы рефератов

 

1. Загрязнения атмосферного воздуха и воды химическими веществами неорганической природы.

2. Загрязнения атмосферного воздуха г._________________и меры борьбы.

3. Основные первичные загрязнители воздушной среды и их влияние на биоту.

4. Вторичные продукты загрязнения атмосферного воздуха. Их характеристика, влияние на биоту.

5. Тяжелые металлы в окружающей среде. Влияние на биоту.

6. Химтоксиканты окружающей среды и состояние здоровья населения.

7. Загрязнение воздушной среды в Ярославской области, меры борьбы.

8. Пестициды в окружающей среде, их влияние на человека и биоту.

9. Биологические методы борьбы с насекомыми и другими вредителями.

10. Инсектициды, их классификация. Воздействие на здоровье человека.

11. Химтоксиканты пищи.

12. Химические загрязнители пищи неорганической природы.

13. Химические загрязнители пищи органической природы.

14. Микотоксины и другие токсиканты природного происхождения.

15. Пищевые добавки.

16. Зависимость токсических свойств от структуры химических веществ.

17. Диоксины, их свойства. Источники поступления в окружающую среду.

18. Влияние диоксинов на биоту.

19. ТБО (твердые бытовые отходы). Их влияние на окружающую среду.

20. Твердые бытовые отходы (ТБО). Способы сбора и утилизации ТБО.

21. Промышленные отходы, их состав, способы утилизации.

22. Способы утилизации токсичных промышленных отходов.

23. Биогены, удобрения, эвтрофикация водоемов.

24. Абиотические превращения химтоксикантов в окружающей среде.

25. Ксенобиотики. Механизмы их биотрансформации.

26. Биотрасформация химтоксикантов.

27. Структура и роль цитохромов Р 450.

28. Токсификация в процессах биотрансформации ксенобиотиков у животных и растений.

29. Антиоксидантная защита в аэробных и анаэробных клетках.

30. Экологический мониторинг окружающей среды.

31. Организация ЕГСЭМ (единой государственной системы экологического миниторинга).

32. Организация экологического мониторинга в Ярославской области.

 

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

 

Абиотическая среда – совокупность условий неорганической среды, влияющие на живые организмы.

Абиотические процессы – процессы, протекающие в абиотической среде.

Антропогенная деятельность – деятельность человека во всем ее многообразии.

Антропогенный агент – физический, химический или любой другой антропогенный источник воздействия на рассматриваемый объект живой или неживой природы.

Атмосфера – это газовая оболочка Земли. Делится на слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Плотность воздуха постепенно убывает, и атмосфера без резких границ переходит в межпланетное пространство.

Биосфера – особая оболочка планеты, включающая все формы жизни.

Биота – живое вещество планеты.

Гидросфера – составная часть биосферы, состоящая из соленой воды (моря, океаны), пресной воды (реки, озера, водохранилища), твердой воды (снежный покров, ледники, а также пронизанной водой или парами воды литосферы и атмосферы.

Живая природа – совокупность живых систем, включая человека, животных, растения.

Живые организмы – живые объекты (клетки, организмы), способные к обмену веществ и воспроизведению с передачей генетической информации.

Загрязнители – любые природные или антропогенные агенты, присутствующие в окружающей среде или возникающие в ней в количествах, превышающих их естественное содержание.

Загрязняющие вещества - химические вещества, присутствующие в окружающей среде в количествах, превышающих их естественное содержание, или новые химические соединения, ранее не встречающиеся в природе.

Ксенобиотик – чужеродное для данного организма или сообщества вещество, способное вызвать нарушение нормального протекания биологических процессов.

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и верхней мантии, подстилающей земную кору. Верхняя часть литосферы (та, где существует жизнь) – составная часть биосферы.

Окружающая среда – внешняя среда существования живых организмов: атмосфера, гидросфера, литосфера.

Поллютанты (загрязняющие вещества) - химические соединения, повышенное содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывают негативную токсико-экологическую ситуацию.

Почва – верхний слой литосферы. Обладает специфическим свойством – плодородием.

Смог – видимое загрязнение воздуха любого характера.

Тератогены – вещества, воздействие которых на организм приводят к аномалиям его развития.

Токсичность – свойства веществ вызывать отравления организма. Характеризуется дозой (концентрацией) вещества, вызывающей ту или иную степень отравления.

Химическое загрязнение – изменение естественного химического состава окружающей среды, вызванное повышением средних многолетних концентраций химических веществ, постоянно присутствующих в окружающей среде или привнесенных в окружающую среду новых, чужеродных ей веществ.

Химия окружающей среды – раздел химии, в котором рассматриваются химический состав и процессы, происходящие в окружающей среде, а также результаты этих процессов.

Экологическая химия – наука о веществах и процессах, определяющих химический состав и свойства объектов окружающей среды, их влияние на живую природу.

 

Список литературы

 

Основная литература:

 

1. Орлов В.Ю., Казин В.Н., Котов А.Д. Химические основы экологии: Учебное пособие; Яросл. гос. ун-т. Ярославль,1998.- 59 с.

2. Гусакова Н.В. Химия окружающей среды. Серия «Высшее образование». Ростов- на – Дону: Феникс, 2004.- 192 с.

 

Дополнительная литература:

 

3. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2-х т. Пер. с

англ.-М.: Мир,1993.- 336 с.

4. Орлов Д.С.,Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана

биосферы при химическом загрязнении: Учебн. пособие для хим., хим-

технол. и биол. спец. вузов. М.: Высшая школа, 2002.- 333 с.

5. Астафьева Л.С. Экологическая химия: учебник для студ. сред. проф.

учеб. заведений. М.: Издат. центр «Академия», 2006.- 224 с.

6. Вредные химические вещества: Справ. Изд./ Бондман А.Л., Гудзовский

Г.А., Дубейковская Л.С. и др. / Под ред. В.А. Филова.- Л.: Химия, 1988.- 512 с.

7. Охрана окружающей среды. Учебник для вузов. Автор – составитель

А.С.Степановских.М.: Юнити, 2000.- 359 с.

8. Богдано