Общая характеристика антропогенных источников токсикантов
низ по течению
реки.
Величайшим экологическим бедствием является использование высокотоксичных
химических веществ с военными целями. В годы первой мировой войны воюющими
странами было использовано на полях сражений около 120 тыс. тонн
отравляющих веществ. В результате отравление получили более 1,3 млн.
человек, что можно рассматривать, как одну из крупнейших в истории
человечества экологических катастроф.
Острое экотоксическое действие не всегда приводит к гибели или острым
заболеванием людей или представителей других биологических видов,
подвергшихся воздействию. Так, среди ОВ, применявшихся в первую мировую
войну, был и сернистый иприт. Это вещество, являясь канцерогеном, стало
причиной поздней гибели пораженных от новообразований.
Хроническая экотоксичность
С хронической токсичностью веществ, как правило, ассоциируются сублетальные
эффекты. Часто при этом подразумевают нарушение репродуктивных функций,
иммунные сдвиги, эндокринную патологию, пороки развития, аллергизацию и
т.д. Однако хроническое воздействие токсиканта может приводить и к
смертельным исходам среди особей отдельных видов.
Проявления действия экотоксикантов на человека могут быть самыми
разнообразными и при определенных уровнях интенсивности воздействия
оказываются достаточно специфичными для действующего фактораВ большинстве
случаев экотоксиколог сталкивается со случаями именно хронической
экотоксичности. По сути, хроническое воздействие экополлютантов - основная
проблема экологии.
Механизмы экотоксичности
В современной литературе приводятся многочисленные примеры механизмов
действия химических веществ на живую природу, позволяющие оценить их
сложность и неожиданность.
Прямое действие токсикантов, приводящее к массовой гибели представителей
чувствительных видов. Применение эффективных пестицидов приводит к массовой
гибели вредителей: насекомых (инсектициды) или сорняков (гербициды). На
этом экотоксическом эффекте строится стратегия использование химикатов.
Однако в ряде случаев отмечаются сопутствующие негативные явления. Так в
Швеции, в 50-60 гг. для обработки семян зерновых культур широко
использовали метилртутьдицианамид. Концентрация ртути в зерне составляла
более 10 мг/кг. Периодическое склевывание протравленного семенного зерна
птицами привело к тому, что через несколько лет была отмечена массовая
гибель фазанов, голубей, куропаток и других зерноядных пернатых от
хронической интоксикации ртутью.
При оценке экологической обстановки необходимо иметь в виду основной закон
токсикологии: чувствительность различных видов живых организмов к
химическим веществам всегда различна. Поэтому появление поллютанта в
окружающей среде даже в малых количествах может быть пагубным для
представителей наиболее чувствительного вида. Так, хлорид свинца убивает
дафний в течение суток при содержании его в воде в концентрации около 0,01
мг/л, малоопасной для представителей других видов.
Прямое действие ксенобиотика, приводящее к развитию аллобиотических
состояний и специальных форм токсического процесса. В конце 80-х годов в
результате вирусных инфекций в Балтийском, Северном и Ирландском морях
погибло около 18 тысяч тюленей. В тканях погибших животных находили высокое
содержание полихлорированных бифенилов (ПХБ). Известно, что ПХБ, как и
другие хлорсодержащие соединения, такие как ДДТ, гексахлорбензол, диелдрин
обладают иммуносупрессивным действием на млекопитающих. Их накопление в
организме и привело к снижению резистентности тюленей к инфекции. Таким
образом, непосредственно не вызывая гибели животных, поллютант существенно
повышал их чувствительность к действию других неблагоприятных экологических
факторов.
Классическим примером данной формы экотоксического действия является
увеличение числа новообразований, снижение репродуктивных возможностей в
популяциях людей, проживающих в регионах, загрязненных экотоксикантами
(территории Южного Вьетнама - диоксин).
Эмбриотоксическое действие экополлютантов. Хорошо установлено, что ДДТ,
накапливаясь в тканях птиц, таких как кряква, скопа, белоголовый орлан и
др., приводит к истончению скорлупы яиц. В итоге птенцы не могут быть
высижены и погибают. Это сопровождается снижением численности популяции
птиц.
Примеры токсического действия различных ксенобиотиков (в том числе
лекарственных препаратов) на эмбрионы человека и млекопитающих широко
известны (см. раздел УТератогенезФ).
Прямое действие продукта биотрансформации поллютанта с необычным эффектом.
Полевые наблюдения за живородящими рыбами (карпозубые) в штате Флорида
позволили выявить популяции с большим количеством самок с явными признаками
маскулинизации (своеобразное поведение, модификация анального плавника и
т.д.). Эти популяции были обнаружены в реке, ниже стока завода по
переработке орехов. Первоначально предположили, что стоки содержат
маскулинизирующие вещества. Однако исследования показали, что такие
вещества в выбросах отсутствуют: сточная вода не вызывала маскулинизацию.
Далее было установлено, что в сточных водах содержался фитостерон,
(образуется в процессе переработки сырья), который попав в воду реки
подвергался воздействию обитающих здесь бактерий и превращался при их
участии в андроген. Последний и вызывал неблагоприятный эффект
Экотоксикометрия - раздел экотоксикологии, в рамках которого
рассматриваются методические приемы позволяющие оценить (перспективно или
ретроспективно) экотоксичнсоть ксенобиотиков.
Все виды классических количественных токсикологических исследований в
полной мере используются для определения экотоксичности ксенобиотиков (см
раздел Токсикометрия).
Острая токсичность экополлютантов определяется экспериментально на
нескольких видах, являющихся представителями различных уровней трофической
организации в экосистеме (водоросли, растения, беспозвоночные, рыбы, птицы,
млекопитающие). Агентство по защите окружающей среды США требует при
определении критериев качества воды, содержащей некий токсикант,
определения его токсичности, по крайней мере, на 8 различных видах
пресноводных и морских организмов (16 тестов).
Неоднократно делались попытки ранжировать виды живых существ по их
чувствительности к ксенобиотикам. Однако для различных токсикантов
соотношение чувствительности к ним живых существ различно. Более того,
использование в экотоксикологии Устандартных видовФ представителей
определенных уровней экологической организации, для определения
экотоксичности ксенобиотиков, с научной точки зрения, не корректно,
поскольку чувствительность животных даже близких видов, порой отличается
очень существенно.
Условные данные для оценки токсичности веществ для биоты представлены в
таблице 6.
Таблица 6. Группы токсичности ксенобиотиков для позвоночных животных
|LC50 для рыб |LD50 для птиц и млекопитающих|Степень |Пример |
|(мг/л) |(мг/кг) |токсичности | |
|более 100 |более 5000 |мало токсичные|барий |
|10 - 100 |500 - 5000 | |кадмий |
|1 - 10 |50 - 500 |умеренно |дихлорбенз|
|менее 1 |менее 50 |токсичные |ол |
| | |токсичные |алдрин |
| | |высоко | |
| | |токсичные | |
При оценке экотоксичности необходимо учитывать, что хотя практически все
вещества могут вызывать острые токсические эффекты, хроническая токсичность
выявляется далеко не у каждого соединения. Косвенной величиной, указывающей
на степень опасности вещества при его хроническом действии, является
соотношение концентраций, вызывающих острые (ЛК50) и хронические (порог
токсического действия) эффекты. Если это соотношение менее 10, вещество
рассматривается как малоопасное при хроническом воздействии (таблица 7).
Таблица 7. Острая и хроническая токсичность пестицидов для рыб (условия
лаборатории)
|Пестицид |ЛК50 |Токсичнос|Порог действия* |Коэффициент |
| |(мкг/л) |ть |(мкг/л) |опасности |
|эндосульфа|166 |высокая |4,3 |39 |
|н |10 |высокая |0,3 |33 |
|хлордекон |3000 |токсичен |340 |8,8 |
| |15000 | |378 |40 |
|малатион | |умеренная| | |
|карбарил | | | | |
*Пороговая концентрация вещества, по критерию хроническая токсичность
При оценке хронической экотоксичности вещества необходимо учитывать
следующие обстоятельства:
1. Определение коэффициента опасности является лишь самым первым шагом по
определения экотоксического потенциала вещества. В условиях лаборатории
пороговые концентрации хронического действия токсикантов определяют,
оценивая показатели летальности, роста, репродуктивных способностей группы.
Изучение других последствий хронического действия веществ порой может
привести к иным числовым характеристикам.
2. Исследования токсичности проводят на животных, пригодных для содержания
в условиях лаборатории. Получаемые при этом результаты нельзя рассматривать
как абсолютные. Токсиканты м
| | скачать работу |
Общая характеристика антропогенных источников токсикантов |