Экотоксикология (определение). Раскрыть понятия: экотоксикант, ксенобиотик, персистентность, бионакопление.

 

Экотоксикология – науке о распространении и влиянии химикатов на человека и ОС.

Экотоксикант – токсичное и устойчивое (персистентное) в условиях ОС вещество, способное накапливаться в организмах до опасных уровней концентрации (кадмий, ртуть, свинец, мышьяк).

Ксенобиотики – чужеродное для организма химическое вещество, не входящее в биологический круговорот веществ, как правило, созданное человеком.

Персистентность – устойчивость вещества к процессам разложения, способность сохранять биологическую активность в течение долгого промежутка времени.

Биоаккумуляция (бионакопление) – суммарный эффект биомагнификации и биоконцентрирования

14. Структура оценки экологического риска (схема). Стадия постановки задачи.

 

Производится обобщение всей информации по конкретной экосистеме, источников загрязнения и их природы.

Вырбатываются 2 продукта:

1) Конечные точки оценки

2) Концептуальная модель

Оценка доступной информации:

· Характеристика стрессора

· Характеристика воздействия

· Экосистема, подверженная стрессору

· Экологические последствия

В качестве конечных точек оценки выступают измеримые характеристики экосистемы (определенные организмы, популяции, семейства).

Критерии выбора конечных точек:

1) Экологическая значимость, т.е. способность отражать важные характеристики экосистемы.

2) Чувствительность к известным или потенциальным стрессорам (смертность и т.д.).

3) Актуальность для цели управления.

Для сложных экосистем выбирают несколько конечных точек оценки.

Концептуальная модель – описание предполагаемых связей между экологическими объектами и воздействующими на них стрессорами.

Они отражают следующие связи:

1) Процессы в экосистеме и сценарии воздействия стрессора

2) Пути воздействия

3) Последствия воздействия

Концептуальная модель состоит из гипотез экологического риска, описывающих возможные связи между стрессорами и конечной точки оценки.

Конечный этап постановки задачи – подготовка плана анализа. Он включает описание:

- проекта оценки экологического риска

- необходимых данных

- критериев и методов проведения оценки.

 

15. Структура оценки экологического риска (схема). Стадия анализа риска.

 

Исследование экспозиции (воздействия стрессора) и эффектов, их связей между собой и характеристиками экосистемы, т.е. построение зависимости доза – эффект.

Для анализа риска необходимо иметь следующие расчетные методы и программы с базами данных.

1) Для оценки вероятности возникновения и путей развития нежелательных событий.

2) Описывающие последствия (поведение химикатов в ОС, воздействие на организм человека и т.д.)

3) Методы оценки экологического ущерба.

При обработке результата используют статистическое методы (корреляция, кластерный, факторный анализы) для описания связей стрессор – ответ.

Оценка экспозиции – оценка того, каким путем, через какие компоненты ОС, на каком количественном уровне (С или доза), в какое время, при какой продолжительности имеет место воздействие конкретного фактора на популяцию или ее численность.

Цель характеристики экспозиции – описание воздействия в терминах:

1) Интенсивности (количество химиката на мешень в единицу времени)

2) Пространства (через площадь территории загрязнения)

3) Времени (продолжительность и частота воздействия)

Для характеристики экспозиции необходима оценка:

1) Стрессора

2) Его распространения в ОС

3) Типы взаимодействия

Оценка распространения стрессора отвечает на вопросы:

1) Какие пути переноса важны

2) Какие его характеристики влияют на перенос (форма)

3) Какие характеристики экосистемы влияют на перенос

4) Какие вторичные стрессоры будут образовываться (изменение химической формы, токсические действия)

Стрессоры могут переноситься:

1) С воздушными потоками

2) В поверхностных водах

3) Через почвенный покров

4) С грунтовыми водами

5) По пищевым цепям

Взаимодействие стрессоров с мешенями описывается количественно через массу химикатов, потсупивших в с пищей, водой или воздухом. Для характеристики последствий воздействия стрессора описывают вызывающий эффект (посроение зависимости стрессор - ответ)

Оценка зависимости экспозиции (доза – ответ) – установление связи между дозой или С стрессора и неблагоприятным эффектом (смертности). Зависимость стрессор – ответ может быть линейной или иметь порог. Кроме того, должен оцениваться не только уровень, но и фактор времени (время – ответ).

Конечный продукт (протокол анализа) должен отвечать на:

1) Какие экологические единицы подвергаются воздействию

2) Какова природа эффектов

3) Какова интенсивность ответов

4) Возможное время установления

5) Причинные связи между стрессорами и объектами

6) Какова неопределенность, связанная с аналогами.

 

16. Структура оценки экологического риска (схема). Стадия характеристики риска.

 

Результаты анализа используются для описания риска с точки зрения значимости выявленных неблагоприятных эффектов для конечной точки оценки.

Делаются выводы о том, следует ли считать изменения неблагоприятными.

Выводы должны быть предоставлены организациям, принимающим решения в сфере управления риском.

 

Токсичность и канцерогенность элементов и соединений. Факторы, влияющие на токсичность и канцерогенез. Фитотоксичность.

 

Токсичность – способность химических элементов или их соединений оказывать вредное воздействие на МО, растения, животных и человека.

Токсическое действие веществ на растения называется фитотоксичностью.

Общепринято положение, что нет токсичных веществ, а есть токсичные концентрации.

Для сравнения степени токсичности воздействия на организмы используют понятие молярной токсичности химических веществ, на которой основаны ряды токсичности.

Эти ряды отражают увеличение молярное количество металла, необходимого для проявления эффекта токсичности при минимальной молярной величине по отношению к металлам с наибольшей токсичностью.

Ряды устанавливаются в лабораторных условиях. Нужны для установления ПДК, классов опасности.

Факторы, влияющие на токсичность:

1. Температура

2. Растворенный кислород

3. pH

4. присутствие хилатообразующих компонентов и других загрязняющих веществ (ион металла внедряется в органическую молекулу).

Факторы, влияющие на доступность токсикантов и воздействие на организмы.

- химические (химические свойства, вещества, окислительно-восстановительный потенциал)

- физические (освещенность, температура)

- биологическое (размеры организма,стадии развития, массы тела, состояние здоровья и др.)

 

Канцерогенность

Канцерогены – вещества, вызывающие онкологию.

Канцерогенез – это способность канцерогена принимать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, вызывая хромосомные нарушения.

К канцерогенным тяжелым металлам относятся.

Кадмий, никель, кобальт, хром, бериллий, а также мышьяк.

Канцерогенная активность металла может зависеть от формы соединения.

Соединения шести валентного хрома гораздо более канцерогенные, чем трех валентного.

Канцерогенные вещества разделяют на 3 категории:

1. Металл-содержащие частицы;

2. Водорастворимые соединения;

3. Жирорастворимые.

Как правило наиболее проникающей способностью обладают водорастворимые соединения. Есть исключения.

Жирорастворимые соединения никеля гораздо более канцерогенные, чем водорастворимые.

На канцерогенез влияют:

- pH среды (в кислой среде растворимость канцерогенов возрастает)

- температура (увеличение температуры приводит к усилению канцерогенеза)

- наличие в клетке аминокислот (связывают металлы, снижается их проникающая способность).

Локализация канцерогенов в клетке приводит к хромосомным нарушениям как следствию сливания его с белком и ДНК.

 

18. Радиоактивность. Открытие явления радиоактивности. Единицы измерения (активность, поглощенная доза, эквивалентная доза, эффективная эквивалентная доза, коллективная эффективная эквивалентная доза).

 

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер некоторых химических элементов, которое сопровождается изменением их атомного номера и массового числа.

Единицы измерения:

- поглощенная доза – количество энергии излучения, поглощенная единицей массы человека. Измеряется в Грэях. D=E/m, Грэй. 1 Гр = 1 Дж/кг. Эта единица не учитывает, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее бета и гамма-излучения.

- эквивалентная доза – поглощенная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий способность излучения повреждать ткани организма. Измеряется в зивертах. H= D*W_a. 1 Зв = 1 Дж/кг для рентгеновских, бета и гамма излучения. 20 Дж/кг для альфа излучения. 3-10 Дж/кг для нейтронов и 10 ДЖ/кг для протонов.

Следует учитывать также, что органы и ткани различаются по чувствительности и облучению. Так при одной и той же дозе вероятность рака лёгких существенно выше, чем рака щитовидной железы.

- эффективная эквивалентная доза – эквивалентая доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность органов и тканей (если облучился весь организм).

- коллективная эффективная эквивалентная доза – эффективная дза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации.

- полная эффективная эквивалентная доза, которую получило поколение людей от какого-либо источника.