ИздательствоВоронежский государственный университетГод2016Страниц27Уровень образованияБакалавриат. Практикум по экологической токсикологии

Работа № 5. Качественнная реакция на определение наличия ДДТ в пищевых продуктах

Хотя, как было сказано выше, применение ДДТ было запрещено в развитых странах еще в 80-х гг. ХХ в., его применение в странах Африки, Латинской Америки и Азии не прекращено до сих пор. Многие их этих стран в настоящее время являются экспортерами фруктов в нашу страну. Кроме того, некоторыеколичестваДДТсодержатсявокружающейсредеповсемуземному шару. Таким образом, невозможно полностью исключить попадание ДДТ в современный рацион [4].

Качественная реакция на ДДТ основана на образовании берлинской лазури, которая регистрируется визуально по появлению синего окрашивания.

Материалы и оборудование: индикаторная бумага; этиловый спирт; стеклянная банка с притертой пробкой; электрическая плитка; водяная баня; пробирки; аппарат для перемешивания (встряхиватель); образцы импортных фруктов и овощей.

Приготовление индикаторной бумаги: к 10 мл. 1 % водного раствора красной кровяной соли (х.ч.) добавляют такое же количество 3 % раствора нитрата серебра. Образовавшийся белый осадок немедленно отфильтровывают и дважды промывают малыми порциями дистиллированной воды. Осадок с фильтра переносят в химический стакан и приливают такое же количество 25 % раствора аммиака, чтобы получилась взвесь. Беззольную фильтровальную бумагу нарезают полосками, смачивают в приготовленной взвеси и высушивают. При этом аммиак улетучивается, а в порах бумаги остается железосинеродистое серебро. Индикаторную бумагу можно хранить не более 3 месяцев.

Ход работы

10 г исследуемого материала помещают в колбу, заливают 10 мл этиловогоспирта, тщательноперемешиваютипомещаютваппаратдляперемешивания на 20–30 минут. Полученный экстракт фильтруют, и фильтрат подвергают исследованию.

Вносят в пробирку 10 мг гидрокарбоната натрия, добавляют несколько капель фильтрата и выпаривают досуха на водяной бане. Дно пробирки обтирают насухо, содержимое ее прокаливают на электроплитке и охлаждают при комнатной температуре. Затем к осадку добавляют 1–3 капли серной кислоты с относительной плотностью 1,84, индикаторную бумажку смачивают 1% раствором 3-валентного сернокислого железа Fe2(SO4)3, закрывают ею пробирку и нагревают над плиткой в течение 1–2 мин. При наличии в исследуемом продукте ДДТ на реактивной бумажке появится голубое пятно берлинской лазури.

Сделать выводы.

21

Работа № 6. Токсикология фосфорорганических пестицидов

Фосфорорганические пестициды до настоящего времени достаточно широко применяются в сельском хозяйстве и быту. Применяемые в данной лабораторной работе методы относят к качественным, то есть они позволяют зарегистрировать наличие фосфорных соединений в исследуемом материале [4].

Материалы и оборудование: полоски фильтровальной бумаги; пробирки с притертыми пробками; пробирки; 1% раствор AgNO3; 1% раствор Pb(CH3COO)2 · 3H2O; концентрированная серная кислота; 10% раствор NaOH; 10% раствор HNO3; свежеприготовленный 10% раствор (NH4)2MoO4; электрическая плитка; держатели для пробирок; ступки с пестиками; марля; стаканчики на 50 мл; фрукты, овощи, соки для исследования.

Ход работы

Работа включает два этапа, на каждом из которых проводят одну из качественных реакций.

Из фруктов и овощей спомощью марли и при необходимости ступки выдавливают по 2–3 мл сока из каждого растения. Каждая рабочая подгруппа (2–3 студетна) использует в тесте 3–4 вида фруктов и овощей, пакетированные соки.

1-я реакция

2 полоскифильтровальнойбумагиширинойнеболее0,5–0,6 смсмачивают наполовину одну раствором нитрата серебра, другую – раствором уксуснокислого свинца. Подписывают и оставляют слегка подсохнуть.

1 млсоканаливаютвпробиркуспробкой. Затемвнеевливают1–2 капли концентрированнойсернойкислоты, стараясьнепопадатьнастенкипробирки. После чего в пробирку опускают бумажки, чтобы они не касались друг друга, и зажимают их концы пробкой. Оставляют на 5–7 минут.

Под действием серной кислоты при наличии фосфат-иона выделяется газообразный фосфорный водород, который восстанавливает азотнокислое серебро. По прошествии времени полоски бумаги вынимают из пробирки и регистрируют результат. При наличии фосфора на полоске, смоченной азотнокислым серебром, появляются черные пятна, иногда с металлическим блеском. Вторая полоска не изменяет цвета. Делают выводы.

2-я реакция

В чистую пробиркуналивают оставшийсясок, добавляюттакоежеколичествоедкогонатра, растворприэтомменяетцвет(какправило, желтеетили темнеет). Пробирку зажимают в держателе, аккуратно нагревают на электрической плитке до кипения и кипятят до минуты, следя, чтобы жидкость не испарилась. Затем пробирку остужают в штативе до комнатной температуры и прибавляют 3–4 капли свежеприготовленного раствора молибдата ам-

22

мония и столько же азотной кислоты. При наличии фосфат-иона выпадает хлопьевидный желтоватый осадок. Количество выпавшего осадка позволяет судить о содержании фосфат-иона в пробе. Результаты, полученные группой в целом, заносят в таблицу.

Результаты первой реакции оценивают с помощью знаков «+» (появление темного окрашивания) и «–» (отсутствие окрашивания).

Результаты второй реакции оценивают по количеству выпавшего осадка от одного до трех «+». Если осадок незначителен, то в таблицу заносится один «+», а если осадка более половины объема жидкости в пробирке три «+».

Порезультатамобеихреакцийделаютсявыводыотом, какиевидырастений наиболее активно накапливают фосфорорганические пестициды. Строится ряд в порядке возрастания накопления. Делаются выводы.

Расчетная задача

При действии пестицидов на агроэкосистемы возрастает экологическая нагрузка, то есть изменяется состояние экосистемы под действие химических средств.

Рассчитать условную экологическую нагрузку при действии современных пестицидов в реальных условиях их использования. Необходимая информация для расчетов приведена в таблице 6, в нее же заносят и полученные значения.

Таблица 6

Расчет условной экологической нагрузки используемых химических средств при защите сахарной свеклы от комплекса вредителей

23

Окончание табл. 6

Условная экологическая нагрузка рассчитывается по формуле

где Эн – экологическая нагрузка (усл. ед); НР – норма расхода действующего вещества, (мг/га); Т1/2 – период полураспада препарата (месяцев); Т – токсичность для теплокровных (мг/кг).

Условная экологическая нагрузка менее 10 условных единиц считается безопасной, до 100 – малоопасной (терпимой), от 100 до 1000 – среднеопасной (необходимой к корректировке), более 1000 – опасной (требуются радикальные меры по ее снижению).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

1.История развития токсикологии. Определение и основные направления токсикологии.

2.Основные понятия токсикологии: понятие вредного вещества, токсичность, опасность. Основные стадии взаимодействия вредного вещества

сбиологическим объектом.

3.Кривая доза – эффект. Понятие кумуляции, адаптации, привыкания и сенсибилизации. Комбинированное действие веществ.

4.Экологическая токсикология. Предмет. Основные понятия: экотоксикант, ксенобиотик; персистентность, биомагнификация и биоконцентитрирование, биоаккумуляция.

5.Поведение поллютантов в окружающей среде. Абиотические процессы: гидролиз, восстановление, окисление. Фотохимические процессы.

6.Метаболизм органических токсикантов: окислительные реакции, восстановление и гидролиз.

7.Соотношение структуры химиката и его токсичности.

8.Механизмы токсического действия: понятие рецептора, действие на компоненты межклеточной жидкости.

9.Действие токсикантов на структурные элементов клеток: белки (изменение на каталитической активности).

24

10.Механизмы токсического действия: влияние на нуклеиновые кислоты и липиды.

11.Механизмы токсического действия на уровне клетки: активация сво- бодно-радикальных процессов.

12.Механизмы токсического действия на уровне клетки: повреждение мембранных структур.

13.Механизмытоксическогодействиянауровнеклетки: нарушениесинтеза белка и клеточного деления.

14.Механизмы токсического действия на уровне клетки: повреждение мембранных структур.

15.Тяжелые металлы. Экологическая значимость.

16.Поведение тяжелых металлов в атмосфере.

17.Поведение тяжелых металлов в водной среде.

18.Ртуть в наземных и водных экосистемах.

19.Свинец: источники поступления и поведение в биосфере.

20.Другие токсические металлы: кадмий, цинк, медь, бериллий и алю-

миний.

21.Полихлорированные пестициды.

22.Полихлорированные бифенилы.

23.Полихлорированнные дибензодиксины и дибензофураны.

24.Определение биоиндикации и биотестирования. Принципы организации биологического мониторинга.

25.Общие принципы использования биоиндикаторов: использование растений в качестве биоиндикаторов.

26.Особенности использования животных и бактерий в качестве биоиндикаторов.

27.Области применения биоиндикаторов. Используемые коэффициенты.

28.Принципы выбора тест-реакции, требования к методам биотестиро-

вания.

29.Основные подходы биотестирования: биохимический и генетиче-

ский.

30.Основные подходы биотестирования: морфологический, физиологический, биофизический и иммунологический.

31.Растительные яды: виды и механизмы действия.

32.Яды животных: механизмы действия.

25

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Головко А. И. Экотоксикология / А. И. Головко [и др.]. – СПб. : Изд-во НИИХ СПбГУ, 1999. – 124 с.

2.Исидоров В. А. Введение в химическую экотоксикологию / В. А. Исидоров. – СПб. : Химиздат, 1999 – 144 с.

3.Майстренко В. Н. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов / В. Н. Майстренко, Р. З. Хамитов, Г. К. Будников. – М. : Химия, 1996. – 319 с.

4.Лабораторный практикум по дисциплине «Основы токсикологии» ОПД. Ф.09 для студентов специальности 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» со специализацией «Защита окружающей среды». – Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2004. – 22 с.

5.Мелехова О. П. Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование / О. П. Мелехова, Е. И. Егорова. – М. : Академия, 2007. – 288 с.

6.Мельников Н. Н. Пестициды и окружающая среда / Н. Н. Мельников, А. И. Волков, О. А. Короткова. – М. : Химия, 1977. – 240 с.

7.Смирнова Т. В. Основы токсикологии : учеб. пособие / Т. В. Смирнова, А. В. Тарасов. – СПб. : ПГУПС, 1998. – 34 с.

8.ФедороваЕ. В. Основытоксикологии/ Е. В. Федорова. – М. : Издатель-

ство МЭИ, 2004. – 78 с.

9.Федорова А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды : учеб. пособие / А. И. Федорова, А. Н. Никольская. – Воронеж : Воронеж. гос.

ун-т, 1997. – 305 с.

10.Юрин В. М. Основы ксенобиологии / В. М. Юрин. – Минск : Новое издание, 2002. – 272 с.

26