Общая характеристика антропогенных источников токсикантов
Другие рефераты
Введение
Развитие промышленности неразрывно связано с расширением круга используемых
химических веществ. Увеличение объемов применяемых пестицидов, удобрений и
других химикатов - характерная черта современного сельского хозяйства и
лесоводства. В этом объективная причина неуклонного усиления химической
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
бесконтрольно, исходя из утилитарных соображений, распыляли над огромными
территориями. При этом, полагали, что газообразные вещества должны быстро
рассеиваться в атмосфере, жидкости частично растворяться в воде и уноситься
из мест выброса. И хотя твердые продукты в значительной степени
накапливались в регионах, потенциальная опасность промышленных выбросов
рассматривалась как низкая. Использование же пестицидов и удобрений давало
экономический эффект, во много раз превосходящий ущерб, наносимый
токсикантами природе.
Однако уже в 1962 году появляется книга Рашель Карсон Молчаливая весна, в
которой автор описывает случаи массовой гибели птиц и рыб от
бесконтрольного использования пестицидов. Карсон сделала вывод, что
выявляемые эффекты поллютантов 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 - зкотоксикологии.
В самостоятельную науку экотоксикологию (ecotoxicology) 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.
Сформировалась тенденция использовать термин экотоксикологиятолько для
обозначения суммы знаний, касающихся эффектов химикатов на экосистемы,
исключая человека. Так, по Уолкеру и др. (1996) экотоксикология - учение о
вредных эффектах химикатов на экосистемы. Устраняя из круга рассматриваемых
экотоксикологией объектов человека, это определение детерминирует различие
между экотоксикологией и токсикологией окружающей среды, определяет предмет
изучения последней. Термин токсикология окружающей среды предлагается
использовать только для исследований прямого действия загрязнителей
окружающей среды на человека.
В процессе изучения эффектов химических веществ, присутствующих в
окружающей среде, на человека и человеческие сообщества, токсикология
окружающей среды оперирует уже устоявшимися категориями и понятиями
классической токсикологии и применяет, как правило, ее традиционную
экспериментальную, клиническую, эпидемиологическую методологию. Объектом
исследований при этом являются механизмы, динамика развития, проявления
неблагоприятных эффектов действия токсикантов и продуктов их превращения в
окружающей среде на человека.
Разделяя в целом такой подход, и положительно оценивая его практическую
значимость, следует однако заметить, что методологические различия между
экотоксикологией и токсикологией окружающей среды полностью стираются,
когда перед исследователем ставятся задачи оценить опосредованное действия
загрязнителей на человеческие популяции (например, обусловленное
токсической модификацией биоты), или, напротив, выяснить механизмы действия
химикатов, находящихся в среде, на представителей того или иного отдельного
вида живых существ.
Ксенобиотический профиль среды
С позиций токсиколога абиотические и биотические элементы того, что мы
называем окружающей средой - все это сложные, порой особым образом
организованные агломераты, смеси бесчисленного количества молекул.
Для экотоксикологии интерес представляют лишь молекулы, обладающие
биодоступностью, т.е. способные взаимодействовать немеханическим путем с
живыми организмами. Как правило, это соединения, находящиеся в газообразном
или жидком состоянии, в форме водных растворов, адсорбированные на частицах
почвы и различных поверхностях, твердые вещества, но в виде мелко
дисперсной пыли (размер частиц менее 50 мкм), наконец вещества, поступающие
в организм с пищей.
Часть биодоступных соединений утилизируется организмами, участвуя в
процессах их пластического и энергетического обмена с окружающей средой,
т.е. выступают в качестве ресурсов среды обитания. Другие же, поступая в
организм животных и растений, не используются как источники энергии или
пластический материал, но, действуя в достаточных дозах и концентрациях,
способны существенно модифицировать течение нормальных физиологических
процессов. Такие соединения называются чужеродными или ксенобиотиками
(чуждые жизни).
Совокупность чужеродных веществ, содержащихся в окружающей среде (воде,
почве, воздухе и живых организмах) в форме (агрегатном состоянии),
позволяющей им вступать в химические и физико-химические взаимодействия с
биологическими объектами экосистемы составляют ксенобиотический профиль
биогеоценоза. Ксенобиотический профиль следует рассматривать как один из
важнейших факторов внешней среды (наряду с температурой, освещенностью,
влажностью, трофическими условиями и т.д.), который может быть описан
качественными и количественными характеристиками.
Важным элементом ксенобиотического профиля являются чужеродные вещества,
содержащиеся в органах и тканях живых существ, поскольку все они рано или
поздно потребляются другими организмами (т.е. обладают биодоступностью).
Напротив, химические вещества, фиксированные в твердых, не диспергируемых в
воздухе и нерастворимых в воде объектах (скальные породы, твердые
промышленные изделия, стекло, пластмасса и др.), не обладают
биодоступностью. Их можно рассматривать как источники формирования
ксенобиотического профиля.
Ксенобиотические профили среды, сформировавшиеся в ходе эволюционных
процессов, миллионы лет протекавших на планете, можно назвать естественными
ксенобиотическими профилями. Они различны в разных регионах Земли.
Биоценозы, существующие в этих регионах (биотопах), в той или иной степени
адаптированы к соответствующим естественным ксенобиотическим профилям.
Различные природные коллизии, а в последние годы и хозяйственная
деятельность человека, порой существенным образом изменяют естественный
ксенобиотический профиль многих регионов (особенно урбанизированных).
Химические вещества, накапливающиеся в среде в несвойственных ей
количествах и являющиеся причиной изменения естественного ксенобиотического
профиля, выступают в качестве экополлютантов (загрязнителей). Изменение
ксенобиотического профиля может явиться следствием избыточного накопления в
среде одного или многих экополлютантов (таблица 1).
Таблица 1. Перечень основных экополлютантов
|Загрязнители воздуха |Загрязнители воды и почвы |
|Газы: |Металлы (свинец, мышьяк, кадмий, |
|Оксиды серы |ртуть) |
|Оксиды азота |Пестициды хлоорганические (ДДТ, |
|Оксиды углерода |алдрин, диэлдрин, хлордан) |
|Озон |Нитраты |
|Хлор |Фосфаты |
|Углеводороды |Нефть и нефтепродукты |
|Фреоны |Органические растворители (толуол, |
| |бензол, тетрахлорэтилен) |
|Пылевые частицы: |Низкомолекулярные галогенированные |
|Асбест |углеводороды (хлороформ, |
|Угольная пыль |бромдихлорметан, бромоформ, |
|Кремний |тетрахлорметан, дихлорэтан) |
|Металлы |Полициклические ароматические |
| |углеводороды (ПАУ) |
| |Полихлорированные бифенилы |
| |Диоксины |
| |Дибензофураны |
| |Кислоты |
Далеко не всегда это приводит к пагубным последствиям для живой природы и
населения. Лишь экополлютант, накопившийся в среде в количестве,
достаточном для инициации токсического процесса в биоценозе (на любом
уровне организации живой материи), может быть обозначен как экотоксикант.
Одна из сложнейших практических задач экотоксикологии - определение
количественных параметров, при которых экополлютант трансформируется в
экотоксикант. При её решении необходимо учитывать, что в реальных условиях
на биоценоз действует весь ксенобиотический профиль среды, модифицируя при
этом биологическую активность отдельного поллютанта. Поэтому в разных
регионах (разные ксенобиотические профили, различные биоценозы)
количественные параметры трансформации поллютанта в экотоксикант строго
говоря различны.
Экотоксикокинетика - раздел экотоксикологии, рассматривающий
| |  скачать работу |
Другие рефераты
|
