Медико-біологічне та екологічне значення токсинів
Види екологічної безпеки
Класифікацію екологічної безпеки можна провадити за різними критеріями: за джерелами небезпеки, територіальним принципом, масштабами шкідливого впливу, за способами і заходами забезпечення (які будуть розглянуті в § 4 цього розділу). Деякі з видів екологічної безпеки мають внутрішню диференціацію.
За територіальним принципом розрізняють: глобальну (міжнародну), національну (державну), регіональну, місцеву, об'єктову екологічну безпеку.
За способами забезпечення виокремлюють — техногенно-екологічну, радіоекологічну, соціально-екологічну, природну, економіко-екологічну безпеку та ін.
За об'єктами охорони можна вирізнити: загальну екологічну безпеку довкілля, яка включає: а) глобальну; б) національну; в) локальну; г) особисту екологічну безпеку громадян.
Залежно від причин порушення екологічної безпеки розрізняють таку, що виникла: внаслідок впливу на природний об'єкт людської діяльності (соціально-політичного, військового, техногенного характеру); під впливом самих природних процесів (землетрус, виверження вулкану, повінь тощо).
Екобезпека диференціюється залежно від екологічно небезпечних видів діяльності, об'єктів на: технічну, хімічну, токсичну, біологічну, радіаційну, ядерну, гідротехнічних споруд, транспортних засобів тощо.
У поресурсовому законодавстві на суб'єктів екологічного права покладений обов'язок при здійсненні діяльності вживати необхідних заходів щодо запобігання та недопущення підвищення встановлених рівнів акустичного, електромагнітного, іонізуючого та іншого шкідливого фізичного впливу на природне середовище, життя та здоров'я людини в населених пунктах, рекреаційних та заповідних зонах. Наприклад, під час розроблення та встановлення нормативів екологічної безпеки (гранично допустимої концентрації забруднюючих речовин у навколишньому природному середовищі, гранично допустимого вмісту забруднюючих речовин у кормах, гранично допустимих рівнів акустичного, електромагнітного, радіаційного та інших шкідливих фізичних і біологічних факторів, гранично допустимих викидів і скидів у навколишнє природне середовище забруднюючих хімічних речовин тощо) повинні враховуватися щодо охорони тваринного світу та середовища існування тварин (ст. 52 Закону України «Про тваринний світ»).
|
|
|
Радіаційна безпека є дотриманням допустимих меж радіаційного впливу на персонал, населення та навколишнє природне середовище, встановленого нормами, правилами та стандартами з безпеки, а ядерна безпека — дотримання норм, правил, стандартів та умов використання ядерних матеріалів, що забезпечують радіаційну безпеку.
|
|
|
Норми, правила та стандарти щодо ядерної та радіаційної безпеки — це критерії, вимоги та умови забезпечення безпеки при використанні ядерної енергії. Їх дотримання є обов'язковим при здійсненні будь-якого виду діяльності у сфері використання ядерної енергії.
Екологічна безпека при поводженні з виробничими, побутовими та іншими відходами — додержання встановлених нормативів, лімітів, стандартів, правил та умов використання при додержанні вимог екобезпеки, санітарних норм, які забезпечують можливість подальшого господарського використання цих територій.
Радіаційна безпека під час поводження з радіоактивними відходами — це неперевищення допустимих меж радіаційного впливу на персонал, населення та навколишнє природне середовище, встановлених нормами, правилами, стандартами безпеки, а також обмеження міграції радіонуклідів у навколишнє природне середовище.
Екологічна безпека транспортних засобів — додержання правил, лімітів, нормативів викидів і скидів забруднюючих речовин, які забезпечують екобезпеку всіх видів транспорту (автомобільного, повітряного, трубопровідного тощо).
Виходячи з масштабів шкідливого впливу і наслідків аварій і катастроф в конкретній місцевості, можна виокремити зовнішню і внутрішню екологічну безпеку. Під внутрішньою розуміють діяльність працівників підприємств, установ, організацій, які виконують роботи, пов'язані з джерелом підвищеної небезпеки, та завідомо йдуть на екологічний ризик, ставлять себе в залежність від негативного екологічного впливу. Для населення територій, на яких розташовуються об'єкти підвищеної небезпеки, останні є джерелом зовнішньої екологічної небезпеки. Розрізняють три групи екологічної небезпеки:
|
|
|
соціально-екологічну (пов’язана з погіршенням життєвого середовища людини, що проявляється на показниках її здоров’я і благополуччя і пов’язані з сучасною екологічною ситуацією);
біосферно-екологічну (пов’язана із загрозою порушення природної рівноваги, деградацією ландшафтів, зникненням багатьох видів рослин і тварин тощо);
ресурсно-екологічну (пов’язана із загрозою погіршення природно-ресурсного потенціалу, деградацією природних ресурсів, втратою ресурсами властивостей самовідновлення, їх забрудненням тощо).
3.Об’єктами згубного впливу на бiологiчнi субстрати у екологiчнiй токсикологiї є токсикант. Він реалізує свою дію через вплив на токсономічні групи у довкіллі. Будь-який вплив на організм, до якого може виникнути у останнього пристосування, визначається як екологічний фактор.
|
|
|
До основних екологічних факторів ушкоджуючої дії належать: біотичні (при взаємодії між живими організмами), абіотичні (весь комплекс впливу неживої природи: світло, вологість, температура тощо), антропічні (діяльність людини, що змінює довкілля). Біотичні та антропічні фактори є основними при формуванні кількісного та якісного складу токсикантів як обмежувальних факторів. Обмежувальний (лімітуючий) екологічний фактор впливає на поширення виду шляхом переважної згубної дії у порівнянні з будь-якими іншими сприятливими факторами. Здатність організмів існувати у водоймах, що містять речовини мінерального чи органічного походження у шкідливих для інших видів концентраціях, визначають як токсобність.
ТОКСИКАНТ — це окремий чи комплексний чинник з притаманними лише йому фiзичними, хiмiчними, фiзико-хiмiчними та медико-біологічними властивостями, що викликають патологiчнi змiни аж до розвитку незворотних уражень органiв, систем, органiзмiв екологiчних систем.
ЕКОТОКСИКАНТИ дiють у широкому спектрi саморегулюючих систем, що складають спiввiдношення живої та неживої природи. Як понятiйнi термiни токсикант, екотоксикант виникли у середовищi вiйськових токсикологiв у кiнцi 70-х рокiв 20 століття, коли стало зрозумiлим, що вплив засобiв масового знищення людей (хiмiчна, бiологiчна, радiологiчна зброя) неминуче супроводжується, навiть на рiвнi порогових доз, суттєвою шкодою для довкiлля. Так, поява дефолiантiв та їх використання пiд час В’єтнамської вiйни (72 млн літрів, з яких 170 кг діоксину) масштабно переконала, що екотоксиканти уражають не тiльки рослинний свiт, а й приносять шкоду людям, змiнюють ландшафт, впливають на соцiально-полiтичнi процеси у суспiльствi.
Екотоксикант може проявляти свій вплив як на окремих представників конкретної популяції, так і на загальну екологічну характеристику популяції. Дія екотоксиканту може реалізуватись шляхом впливу на взаємовідносини між популяціями різних видів та у одному виді. Розрізняють такі форми відносин, на які впливають екотоксиканти: антибіоз — обмеження життєздатності видів у ланцюгах живлення, конкуренція — суперництво між окремими видами (популяціями) за ланки у ланцюгу живлення, хижацтво — існування за рахунок інших видів шляхом нанесення збитків супротивникам, паразитизм — існування за рахунок інших видів (популяцій), симбіоз (мутуалізм) — співжиття різних таксонів, при якому мутуалізм має елементи взаємної корисності, взаємодопомога, сукцесія — заміна одних організмів іншими тощо.
Здатність організмів протистояти шкідливому чи уражуючому впливу екотоксикантів в певних інтервалах існування екотопу (місце помешкання на кордоні співіснування декількох видів) чи біотопа (ділянка з однотипними умовами біоценозу) визначається як толерантність. У відповідності з законом В. Шелфорда, толерантність — діапазон між мінімальним та максимальним впливом антропогенної речовини (сукупність хімічних сполук, що потрапили в біосферу завдяки діяльності людини). Зробити висновок про шкідливий вплив екотоксикантів можливо лише за умови порівняння з нормою. Саме "поняття норми", яке надзвичайно широко використовується в соціальних, біологічних та медичних науках, має суто філософське значення в разі, коли немає достатнього експериментального обгрунтування та чіткої теорії Вислів Террулліана: "Credo, quia absurdum’’, що закликає до сліпої віри над розумом, дослідом в узагальнюючих рішеннях, які приймає екотоксиколог, є неприйнятним. Норма (від латинського значення — зразкова міра, правило) в екотоксикології повинна кваліфікуватись як умовна рівновага доцільного існування організму у довкіллі, закріплена в генотипі і реалізована через фенотип. Питання про використання показника, що визначений як норма, вирішується на підставі мети, завдання роботи, нормативних документів, матеріально-технічної бази та наукових позицій, на яких стоїть дослідник-виконавець. Шкідливий для поверхневого погляду вплив не завжди є негативним для еволюційного процесу розвитку. Тільки внаслідок закріпленої мутації можлива поява нових видів тварин і рослин. Серед шкідливих, негативних наслідків впливу токсиканта на особливу увагу заслуговують: бластомогенна, мутагенна, ембріотоксична та тератогенна дія.
Екотоксиканти – отруйні речовини антропогенного походження, які викликають серйозні порушення у структурах екосистем та живих організмах. Джерелами їхнього надходження у довкілля є промислові виробництва, сільськогосподарське виробництво, ТЕС, АЕС та інші енергетичні установки тощо. Перенесення і розсіювання ектоксикантів у біосфері обумовлені не тільки абіотичними факторами (циркуляція атмосфери, ґрунтові розчини, течії в океані та ін.), але і біотичними факторами – вони поглинаються живими організмами і переміщуються по трофічних ланцюгах за рахунок чого збільшують свої вихідні концентрації. Міграція екотоксикантів призводить до поширення шкідливого впливу на природні системи, живі організми, людину. Виникає загрозливий стан, коли живі організми активно беруть участь у розповсюдженні багатьох екотоксикантів. При характеристиці антропогенних екотоксикантів нами буде приділена увага не окремим організмам, а їхнім зв’язкам, тобто біоценозам та екосистемам, а також трансформації речовин у навколишньому природному середовищі.
Перш за все, слід з’ясувати основні типи класифікацій екотоксикантів, а потім розглянути механізми їхньої дії на екосистеми та живі організми.
Класифікація екотоксикантів
Є велика кількість різних класифікацій екотоксикантів, які відображають:
- різноманітність властивостей токсикантів і їхньої біологічної дії;
- різноманітність підходів до даної проблеми різних фахівців.
Усі класифікації токсикантів можна поділити на дві групи (табл. 2.5):
загальні, в основу яких покладено певний загальний принцип оцінки;
спеціальні, в основу яких покладено зв’язок між окремими фізико-хімічними або іншими властивостями речовин і проявами їхньої токсичності.
Таблиця 2.5
Основні види класифікацій токсикантів
| Загальна | Спеціальна |
| За хімічними властивостями (хімічна) За метою використання (практична) За ступенем токсичності (гігієнічна) За видом токсичної дії (токсикологічна) За „вибірковою токсичністю” За агрегатним станом | По типу виникаючого зниження вмісту кисню у тканинах організму (патофізіологічна) По механізму взаємодії з ферментними системами (патохімічна) По характеру біологічних наслідків ураження (біологічна) По ступеню канцерогенної активності та ін. |
Найбільш широко використовують хімічну класифікацію речовин на органічні, неорганічні, елементорганічні і подалі відповідно з хімічною номенклатурою.
За використанням токсиканти поділяються на:
промислові (розчинники, паливо, охолоджуючі рідини, хімічні реагенти, фарби, пластифікатори тощо);
сільськогосподарські хімікати (мінеральні та органічні добрива, хлорорганічні пестициди, фосфорорганічні інсектициди, ртутьорганічні речовини, похідні карбонових кислот);
мілітарні засоби (бойові отруйні речовини, екологічна зброя, сильно діючі отруйні речовини, піротехнічні і протилазерні засоби, маскуючі аерозолі тощо);
лікарські засоби;
побутові хімікати (харчові добавки; засоби санітарії, особистої гігієни та косметики; засоби догляду за одягом, меблями, автомобілем тощо);
біологічні (рослинні та тваринні) отрути;
побутові і виробничі відходи.
Мірою шкідливості є токсичність, а вона зворотно пропорційна смертельній дозі, але прямо пропорційна небезпеці ураження токсикантом. Небезпека ураження тим вища, чим нижче значення порогу шкідливої дії.
За видом дії (табл. 2.9) токсиканти можна попередньо віднести до певного класу небезпеки при обов’язковому урахуванні віднесення токсиканта до потенційної отрути з притаманним йому токсичним впливом (табл. 2.10).
Таблиця 2.9
Дані про види дії токсикантів
| № п/п | Клас небезпеки | Вид дії токсиканта |
| 1 | І. Надзвичайно небезпечні | Речовини, що мають вибіркову дію у даний період спостереження: - викликають склероз органів (легені, нирки тощо); - атеросклерозуючі біологічно активні речовини (БАР); - бластомогенні токсиканти; - мутагенні БАР. |
| 2 | ІІ. Високо небезпечні | Нервові отрути: - судомні та нейропаралітичні; - наркотики. |
| 3 | ІІІ. Помірно небезпечні | БАР, що діють на кров: - пригнічують кістковий мозок; - змінюють гемоглобін; - гемолітики. |
| 4 | IV. Мало небезпечні | Подразнюючі та лужні токсиканти: - вплив на слизові оболонки ока та верхні дихальні шляхи; - подразнювачі шкіри. |
Таблиця 2.10
Токсикологічна класифікація токсикантів
| № п/п | Токсична дія | Токсикант |
| 1 | Нервово-паралітична дія (бронхоспазм, задуха, судоми, параліч) | Фосфорорганічні інсектициди, нікотин, анабазін, Ві-Х, зарин, зоман, табун, біциклофосфати |
| 2 | Шкірно-резорбтивна дія (місцеве запалення, некроз з явищами резорбції) | Гексахлоран, іприт, люїзит, оцтова есенція, діхлоретан, арсен та його сполуки, ртуть, сулема |
Закінчення табл. 2.10
| № п/п | Токсична дія | Токсикант |
| 3 | Загальнотоксична дія (гіпоксичні судоми, кома, набряк мозку, параліч) | HCN та похідні, СО, алкоголь, хлорціан |
| 4 | Задушлива дія – токсичний набряк легенів | Оксиди азоту, фосген, дифосген |
| 5 | Слизонабрякова і подразнююча дія (подразнення поверхневих слизових оболонок) | Хлорпікрин, CS, адасмсіпт, кислоти, луги |
| 6 | Психотропна дія (порушення психічної активності, свідомості) | BZ, ZSD, наркотики (кокаїн, опій), атропін |
За ступенем токсичності їх класифікують на:
особливо токсичні – ЛД50 до 50 мг/кг;
високо токсичні – ЛД50 відповідно від 50 до 200 мг/кг;
середньо токсичні – ЛД50 відповідно від 200 до 1000 мг/кг;
малотоксичні – ЛД50 більше 1000 мг/кг.
У табл. 2.11 наведено порогові концентрації речовин на підставі ознак шкідливості.
Таблиця 2.11
Порогові концентрації речовин
| № п/п | Ознаки шкідливості | Характер прояву дії | Концентрація, мг/л |
| 1 | Органолептичні | Порогові | 0,6 |
| 2 | Загально-санітарні | Порогові | 3,0 |
| 3 | Санітарно-токсикологічні | Недіючі концентрації (≈ ЛК0)* | 6,0–0,3 мг/кг) |
* ЛК10 – смертельна концентрація, яка викликає загибель 10 \% тварин (рослин) при аерогенній дії токсиканта.
Екотоксиканти, як потенційні забруднювачі довкілля, поділяються на утилізовані та такі, що не утилізуються. Крім того, відходи класифікують за ознаками походження та можливого напрямку використання:
за агрегатним станом на: тверді (порошки, пил, зола, металовмісні тощо); рідкі розчини у воді чи розчинниках; газоподібні (дими, тумани, аерозолі, газоаерозольні суміші, пари тощо); шлами (дрібнокристалічні або аморфні маси, що містять до 80\% води);
як хімічні забруднювачі екотоксиканти поділяють на шість категорій: практично інертні, такі, що легко розкладаються біологічним окисленням, слабко токсичні – малорозчинні у воді; нафтоолієподібні, що не регенеруються; токсичні, зі слабким
(2 – 3 рази перевищення ГДК) забрудненням повітря.
Наведені класифікації показують, що існує багато підходів для характеристики токсикантів і тому використання цих класифікацій має бути обумовлено: конкретним завданням та станом екотоксикологічної ситуації; вимогами до прогнозування наслідків тощо.
4. В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно розрізняється в залежності від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, що разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий гази; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з'єднання фосфору, частки і з'єднання ртуті і миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють у повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднення розділяють на первинні, що надходять безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, сірчистий газ, що надходить в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію. Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються інші побічні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого і рідкого палива, яке добувається щорічно.
5Раздел экотоксикологии, рассматривающий поведение ксенобиотиков в окружающей среде: источники их появления; распределение в абиотических и биотических элементах окружающей среды; превращение ксенобиотика в среде обитания; элиминацию из окружающей среды. У більшості випадків завдання токсикометрії полягають у первинній токсикологічній оцінці токсичності і шкідливості хімічних сполук і у токсикологічній характеристиці технологічних процесів. Вивчення процесів міграції і перетворення токсикантів у компонентах екосистем є предметом розглядання екологічної токсикокінетики. Під екологічною токсикокінетикою розуміють кінетику розповсюдження і перетворення токсичних хімічних речовин у біосфері. Екологічна токсикокінетика розглядає не окремі індивідууми – компоненти екосистем, а популяції та їхнє угрупування у життєвому середовищі (повітря, ґрунт, ґрунтові і поверхневі води тощо). Тобто, завданням екотоксикокінетики є вивчення процесів екологічно шкідливого впливу токсиканта на живі організми різного рівня організації. З’ясування механізму дії токсиканта відбувається поетапно: засвоєння, розподіл, трансформація (біологічна, хімічна, фізична) і виведення.
Екотоксикодинаміка – з’ясовує зовнішні та внутрішні особливості розвитку процесів ураження екосистем та окремих її ланок.
Серед загалу факторів, що впливають на екотоксикокінетику та ектотоксикодинаміку виділяють дві основні групи:
екзогенні показники токсиканта (хімічна будова, фізична характеристика, фізико-хімічні властивості, шлях аплікації (інгаляційний, нашкірний, аліментарний тощо);
стан екосистеми і ендогенні фактори, обумовлені станом особини (вид, стать, інтегральні показники здоров’я тощо), на яку діє токсикант і загальним станом біоценозу, в якому вона знаходиться.
10Природними джерелами токсичних речовин є абіогенні (вулканічна діяльність, фізична та хімічна ерозія гірських порід, лісові та степові пожежі тощо) і біогенні (біологічний синтез, розклад органічних залишків тощо) процеси.
Абіогенні токсини – надходять у довкілля як наслідок природних процесів і катастроф. До них належать явища метеорологічного, гідрологічного та геологічного характеру. Наводимо розподіл деяких надзвичайних ситуацій природного характеру , які пов’язані з дією токсинів за видами і масштабами прояву (табл. 2.1).
Тобто, існує ризик виникнення надзвичайних ситуацій медико-біологічного характеру внаслідок дії хімічних токсинів абіогенного характеру, які супроводжують такі процеси як вулканічне виверження, руйнування гірських порід, пожежі. Наприклад, при вивержені вулканів та пожежах у довкілля надходять отруйні гази і аерозольні частки, випадають кислотні дощі.
Біогенні токсини – або отрути досить різноманітні щодо хімічної структури. До їхнього складу входять поліпептиди, білки і речовини небілкової природи (наприклад, афлотоксини). При дії на живі організми вони руйнують мембрани, порушують нормальний стан протоплазми клітини, а також ферментні та біологічно-активні системи.
Біотоксини поділяють на дві групи ендо- та екзотоксини (приставка ендо – внутрішня, екзо – зовнішня).
Ендотоксини – це „відходи” обміну речовин; сполуки, які з’являються у клітині як наслідок порушення метаболічних процесів під впливом шкідливих факторів (наприклад, дія токсичних речовин та іонізуючого випромінювання призводить до утворення токсичних окисників – липоперекисів, вільних радикалів тощо).
За хімічним складом ендотоксини є складними білками (комплекси липополісахаридів з білками тощо), синтез яких відбувається у клітинній мембрані у всіх патогенних мікроорганізмів (збудники черевного тифу, паразитів, дизентерії тощо).
Екзотоксини: токсини, які виділяються організмами прижиттєво або посмертно. Прижиттєві токсини ще називають справжніми або первинними. Це антибіотики (анти – проти, bios – життя). За хімічним складом антибіотики класифікуються як вуглецевмісні сполуки (аміноглюкозиди, група ристоміцина тощо), макроциклічні лактони (макроліди, полієни тощо), зинони та близькі до них сполуки (тетрацикліни, антрацикліни тощо), пептиди, пептоліди (пеніциліни, цефаспоріни, актиноміцини тощо).
Медико-біологічне та екологічне значення токсинів
Медико-біологічне значення розглянемо крізь „призму” дії різних токсинів.
Токсини патогенних мікроорганізмів, в основному, є екзотоксинами. Вони характеризуються строгою специфічністю і, виходячи з цього, їх поділяють на такі групи:
антибактеріальні токсини, які пригнічують (бактеріостатична дія) або вбивають (бактерицидна дія) інших бактерій;
протипухлинні токсини, затримують поділ злоякісних клітин (олівоміцин, рубоміцин, актиноміцин, карміноміцин та ін.);
протигрибкові токсини, затримують ріст грибків (ністатин, гризеофульвін та ін.).
Прижиттєві та посмертні токсини патогенних бактерій здатні викликати у людини алергічні реакції, а також погіршувати протікання основного захворювання.
Токсини амфібій, риб, молюсків, медуз, членистоногих діють як отрути на організм людини – від різних розладів нервової і серцево-судинної систем до загибелі.
Фітотоксини – викликають різні розлади в організмі людини залежно від виду рослин, дози та часу дії. У критичних ситуаціях викликають загибель людини. Якщо взяти токсини синьо-зелених водоростей, то вони значно погіршують якість води поверхневого джерела.
Екологічне значення токсинів полягає у наступному:
функція біотоксинів, як засобів захисту і нападу, дозволяє розглядати їхню роль у біосфері у таких аспектах:
як вагомий фактор виживання: токсин дає деякі переваги організму, який його утворює;
як ефективний механізм хімічної регуляції (хеморегуляція) внутрішньовидових і міжвидових відносин, які виникають у ході коеволюції живих організмів. Завдяки коеволюції у живих організмів виробилися різноманітні форми взаємного пристосування.
Взаємовідносини організмів за допомогою їхніх токсинів є передумовою регулювання потоку енергії в екосистемі і в біосфері у цілому. Від ефективності дії фітотоксинів (засіб захисту рослин) залежать такі процеси:
яка частина сонячної енергії, засвоєної екосистемою, буде спрямована по детрітній гілці трофічного ланцюга до „мертвої” органічної речовини, де вона буде використана детритофагами і редуцентами;
яка частина енергії залишиться в органічній речовині життєздатних рослин (фітомасі) і буде спрямована по гілці пасовищ, де вона буде використана травоїдними тваринами та хижаками.
13. Утилізація відходів передбачає використання їх як вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів шляхом здійснення операцій, перелік і обсяг яких затверджується на підставі експериментальних досліджень та екологічної експертизи директивними органами в Україні.
— Знешкодження відходів та токсикантів — це зменшення чи усунення небезпечності їх шляхом механічних, фізико-хімічних або біологічних методів обробки. Висновок про ефективність знешкодження може бути зроблений лише на підставі експериментального екотоксикологічного дослідження. Всі інші методи дають приблизне, попереднє, а подекуди спотворене уявлення як про ефективність, так і про наслідки використання утилізації чи знешкодження токсиканта. Слід нагадати, що по відношенню до деяких видів сильнодіючих токсичних речовин (СДОР), які належать до класу небезпеки — хімічна, біологічна та екологічна зброя тощо, існують міжнародні норми, що регламентують не тільки порядок поводження, але і шляхи знищення та зберігання. Наприклад, ряд СДОР (зарин, табун, зоман, іприт, Ві-Х, рицин, діоксини тощо) не можна знищувати шляхом термічного знищення.
14.НЕВІДКЛАДНІ ЗАВДАННЯ — визначення властивостей екотоксикантів, дослідження екотоксикометричних показників гострої та хронічної дії, розробка першочергових заходів запобігання несприятливому розвитку ураження біогеоценозу. ЗАДАЧІ екологічної токсикології складаються з вирішення загальних та прикладних питань.
До кола задач загальної екологічної токсикології входить:
— Визначення, змiст, завдання, мiсце серед медико-бiологiчних наук та зв’язок з екогiгiєною, екофармакологiєю.
— Основнi поняття: екотоксикант, токсичнiсть, шкiдливiсть, параметри токсичності.
— Класифiкацiя речовин за екотоксичністю та ступенем небезпеки.
— З'ясування екотоксикокінетики (шляхи проникнення, розподiл, знешкодження).
— Комбiнована дiя екотоксикантiв. Типи сполучної i послiдовної дiї екотоксикантів.
18. До групи важких металів відносять, за винятком благородних і рідкісних, ті з металів, які мають щільність понад 8 тис.кг/м3. (Ртуть, свинець, мідь, цинк, нікель, кадмій, кобальт, сурму, вісмут, олово, ванадій, напівметал миш'як та ін.). Багато хто з них широко поширені в навколишньому середовищі і здатні викликати захворювання у людей.
Основний постачальник важких металів — підприємства кольорової металургії. Сильне забруднення свинцем та іншими важкими металами спостерігається навколо автострад. Частина техногенних викидів важких металів надходить в атмосферу у вигляді тонких аерозолів і переноситься на значні відстані, приводячи до глобального забруднення.
Механізми токсичної дії важких металів різні. Багато металів при певних концентраціях інгібують дію ферментів (мідь, ртуть). Деякі метали утворюють хелатоподібні комплекси зі звичайними метаболітами, порушуючи обмін речовин (залізо). Інші метали пошкоджують клітинні мембрани, змінюючи їх проникність і інші властивості. Деякі метали конкурують з необхідними організму елементами (стронцій-90 може заміщати в організмі Ca, цезій-137 — калій, кадмій може заміщати цинк).
19.Радіонуклі́д — атом з нестійким ядром, що характеризується додатковою енергією, яка доступна для передачі до створеної радіаційної частинки, або до одного з електронів атома в процесі внутрішньої конверсії. При вивільненні енергії радіонуклід проходить через процес радіоактивного розпаду, і зазвичай випускає один або більше фотонів, гамма-променів, або субатомні частинки. Ці частинки складають іонізуюче випромінювання. Радіонукліди утворюються в природних умовах, але також можуть бути отримані штучно при бомбардуванні стабільного елемента нейтронами в ядерному реакторі.
Радіонукліди часто також називаються радіоактивними ізотопами або радіоізотопами. Вони використовуються в атомній енергетиці, промисловості, медицині, сільському господарстві і грають важливу роль в дослідженнях з фізики, хімії та біології. Проте, вони можуть являти собою значну небезпеку через руйнівний вплив іонізуючого випромінювання на живі організми.
20.Шкідливість – властивість екотоксикантів викликати кількісні та якісні зміни у біоценозі, які можуть призвести до „несумісних з життям” порушень та уражень дією на організми (людини, тварин, рослин, мікроорганізмів). Основним критерієм, що обумовлює прояв шкідливості є величина токсодози. Під токсодозою розуміють кількісну характеристику екотоксичності БАР (біологічно активної речовини), що відповідає певному прояву порушення чи ураження структурних ланок у трофічному ланцюзі біоценозу.
Швидкість дії токсиканта пов’язана з наступним: токсичністю (здатність наносити шкоду живому); величиною дози; шляхом введення. На швидкість дії токсиканта впливає також: стійкість токсиканта в оточуючому середовищі (яка обумовлена леткістю токсиканта); його агрегатним станом; стійкістю до впливу зовнішніх факторів довкілля.
Щодо токсодози, то виділяють індивідуальну і колективну. Індивідуальна токсодоза – ефект, який виникає внаслідок дії БАР на окрему особину (тварин, рослин). Колективна токсодоза – ефект, який з’являється внаслідок експериментальних токсометричних досліджень при нормуванні виробничої та побутової діяльності людської спільноти. Як правило, індивідуальні токсодози підлягають узагальненню (через значні коливання під впливом об’єктивних і суб’єктивних факторів)
з метою визначення статистично доведених значень індивідуальних показників у показники колективних токсодоз. В екологічній токсикології колективні токсодози мають особливе значення.
Ефективність дії токсодози залежить від вихідних кількісних показників:
важкі ураження виникають при одноразовому впливі доз (концентрацій) на рівні 0,3-0,5 ЛД50 або 0,3-0,5 CZt50 (середньо летальна дія динамічної концентрації аерозолі у повітрі, що викликає загибель 50 \% особин протягом 24, 72, 336 годин з моменту інгаляції, мг/л/хв.);
середні ураження – при дозах (концентраціях) на рівні 0,2 ЛД50 або 0,2 CZt50;
легкі ураження – при дозах (концентраціях) на рівні 0,1 ЛД50 або 0,1 CZt50.
Вплив екотоксикантів на живі об’єкти може бути прямий (інгаляційний аліментарний – контактно-траскутанний), та опосередкований (через повітря, воду, харчові продукти), а за рівнем впливу – низьким (із самовідновленням), небезпечним (зворотні зміни при застосуванні допоміжних засобів), надзвичайно-високим або катастрофічним (загибель вищих біологічних об’єктів).
25. У зв’язку з тим, що людина знаходиться на останніх ланках трофічного ланцюга, дія ектоксикантів на організм виявляється найбільш гострою. Надходять токсиканти до організму людини різними шляхами:
- інгаляційним при вдиханні забрудненого повітря;
- аліментарним через системи травлення;
- транскутанним через шкірний покрив.
Шлях надходження (рис. 4.1) хімічної сполуки до організму визначається у першу чергу об’єктом довкілля, де знаходяться забруднюючі речовини, їхніми фізико-хімічними властивостями, характером контакту з ним та іншими обставинами. Токсиканти в організмі викликають структурні та функціональні зміни на різних рівнях організації живої матерії (майже аналогічні зміни відбуваються і у вищих тварин).
Рис. 4.1. Шляхи надходження, розповсюдження і виділення токсикантів
При порушенні динамічної рівноваги взаємовідношень організму людини з оточуючим середовищем і виникає хвороба. Через дихальні шляхи токсиканти надходять в організм у вигляді газів, парів, аерозолів, парогазових або парогазоаерозольних сумішей. Цей шлях надходження має велике значення через велику площу поверхні легеневих альвеол (100-120 м2), де відбувається проникнення токсикантів. Легенева поверхня значно перевищує активну поверхню травневого каналу і шкіри. Проникнення газів і пари із альвеолярного повітря у кров підпорядковується закону дифузії під дією градієнта парціальних тисків. Перехід із газоподібного середовища речовин до рідини відбувається внаслідок різниці парціальних тисків у газовій фазі і крові. Добре розчинні речовини (хлорид водню, аміак тощо) можуть всмоктуватися у кров із верхніх відділів дихальних шляхів. Крупнодисперсний пил або рідкий аерозоль осідають, в основному, у порожнині носа і носовій частині глотки та трахеї, частина його заковтується. До альвеол надходять частки діаметром до 1-2 мкм. Частина їх інкапсулюється і макрофагами розноситься током лімфи.
Адсорбовані на пилових частках молекули пари і газів, посилюють або послабляють дію аерозолів.
У травневому каналі всмоктування речовин може відбуватися у всіх відділах. Особливість процесу та, що при всмоктуванні через слизову оболонку рота і прямої кишки хімічні агенти надходять у кров, оминаючи печінку. У кислому середовищі шлунку хімічні речовини можуть трансформуватися в більш токсичні сполуки. Так, сполуки свинцю, які погано розчиняються у воді, дуже добре розчиняються у шлунковому соку. Більша частина токсичних сполук, яка всмоктується через стінку травневого каналу у кров, надходить через систему зворотної вени до печінки, де знезаражується.
Через неушкоджену шкіру всмоктуються рідини і гази, в т.ч. ті, які адсорбовані на твердих частках, а потім вже розчиняються в потовій рідині та шкіряному жирі. Всмоктування відбувається через волосяні фолікули, потові і сальні залози, через епітелій.
Проникнення та адсорбція
Надходження токсиканта в клітину можливе лише шляхом подолання біологічних мембран. Мембрани характеризуються вибірковою проникністю для токсикантів, що має значення у розвитку процесів метаболізму та обміну речовин між клітинами та оточуючим середовищем, а також між органелами і цитоплазмою. Як ділянка мембрани клітинний рецептор характеризується вибірковою спорідненістю до певних речовин (антигенів – антигенний рецептор, вірусів – вірусний рецептор тощо) завдяки здатності вступати з ними у хімічні реакції взаємодії (приєднання, зв’язування, комплексоутворення тощо).
Послідовно токсична дія токсиканта на організм складається із трьох фаз:
експозиційної (дезінтеграція чи розчинення токсиканта) – фаза закінчується підготовкою до адсорбції;
токсикокінетичної адсорбції з наступним розподілом, депонуванням, біотрансформацією, метаболічним перетво-ренням, екскрецією);
токсикодинамічної, де взаємодія токсиканта з рецептором у тканині-мішені, яка характеризується зафіксованим ефектом дії.
Здатність токсиканта адсорбуватись має велике значення тому, що визначає перспективу його поглинання організмом. Фактично зміст адсорбції формується в переході токсиканта із довкілля у внутрішнє середовище організму.
Основою механізму адсорбції екотоксиканта є:
надходження в клітину шляхом трансмембранного переходу;
мембранний перехід здійснюється за допомогою простої дифузії, пасивного або активного транспорту.
Доля розвитку шкідливої дії токсиканта в момент контакту з біологічним об’єктом впливу обумовлена:
здатністю адсорбуватися та проникати в клітину і тканини;
відповідністю хімічних, фізичних, фізико-хімічних властивостей умовам сприятливої дії на клітини організму;
дозі (концентрації) токсиканта, що потрапляє і впливає на організм;
терміном дії, що визначається періодом напіввиведення токсиканта.
Виведення токсикантів
Під процесом виведення токсикантів розуміють видалення їх природним шляхом (рис. 4.1). Токсиканти можуть виводитися у первинному вигляді (без зміни структури) і у вигляді метаболітів, що утворилися внаслідок біологічної траснформації. Екскреція токсикантів є заключним етапом токсикокінетичного процесу, що приводить до повної елімінації шкідливого чинника з організму.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2055; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!