4 курс / Общая токсикология (доп.) / Основы экотоксикологии

RU .

WWW

.

ся биотическим влиянием. Современным обществом в производство и по-

требление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни

список загрязнителей ежегодно попадают все более токсичные соединения. К

последствиями. Основными источниками загрязнения окружающей среды являются следующие отрасли (табл. 5): энергетика (до 57%), металлургия, транспорт, угле- и нефтепереработка, сельское хозяйство.

Увеличение производства электроэнергии происходит главным образом

ным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в промышленной практике используется более 500 тыс. химических веществ, из которых 40 тыс. – вред-

люлозно-бумажной и других отраслей промышленности;

В России наибольшее количество загрязняющих веществ в атмосферу выбрасывают автотранспорт (33,4 %), энергетическая промышленность (15,3 %), цветная (11 ,2 %) и черная (8,3 %) металлургия, предприятия транспорта (6,3

11

RU .

WWW

.

Однако выбросы, источником которых является автомобильный транспорт, возросли до 63 % выбрасываемых в атмосферу углеводородов. В присутствии 60 ультрафиолетовых лучей солнечного света оксиды азота и углеводороды выхлопных газов реагируют между собой с образованием более ядовитых

ское загрязнение окружающей среды. Биологическим загрязнением называют

мые человеком экасистемы и технологические устройства организмов, чуждых

данным экосистемам. Биологическое загрязнение является следствием антропогенного воздействия на окружающую среду. Один из видов биологического загрязнения - выбросы предприятий микробиологического синтеза. Лишь сравнительно недавно в России установлены регламентыRU на концентрации в окружающей среде продуктов микробиологического. синтеза и штаммы-продуценты

микроорганизмов. В частности, в 70-80-х годах ХХ в. в России было создано восемь крупных и около 100 мелких предприятий по производству искусствен-

млн. т в год белково-витаминного концентрата (БВК). В результате вокруг за-

водов произошло сильное загрязнение окружающей среды БВК и продуктами его производства, что вызвало резкое увеличение заболеваемости населения

бронхиальной астмой, снижение иммунитета. На территории г. Кириши в 1988 г. Вокруг такого завода выпалоRU с осадками не менее 2 т БВК, и в результате за-

грязнения многие жители стали инвалидами.

Опасность биологического. загрязнения связана также с вероятностью про-

изводства рядом стран биологического оружия. Его можно получить в обстановке полной секретности в небольших лабораториях.

Загрязнением природной среды называется внесение или возникновение новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов, а также превышение в контролируемое время естественного среднемноголетнего уровня концентрации агентов, приводя-

Таким образом, загрязнение – это все то, что находится не в том месте и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия.

12

RU .

WWW

.

вом случае загрязнение называют природным (например, извержение вулкана),

а во втором – антропогенным.

Воздействие человека на окружающую природную среду может быть как

ду – это непосредственное, не всегда планируемое и желаемое изменениеRU природы в процессе хозяйственной деятельности человека. Среди прямых. воздей-

прямым, так и опосредованным (косвенным). Прямое воздействие на приро-

ствий на природу различают антропическое, антропогенное, аддитивное, кумулятивное и синергическое воздействие.

с нею первичных или вторичных явлений, вследствиеWWW хозяйственных меро-

приятий называется опосредованным (косвенным) воздействием на природу

(пример косвенного воздействия – подтопление территорий при создании водохранилищ).

Антропическим (от греч. аntropos – человек) воздействием называется не-

родную среду называется антропогенным (от греч. аntropos – человек, genes – происхождение) воздействием.

Загрязнения окружающей среды делят на первичные (возникают в результате действия какого-либо загрязнителя) и вторичные (возникают в результате взаимодействия первичных загрязнений с условиями среды; как правило, более

ских) называется аддитивным воздействием (пример: загрязнение атмосфер-

ного фактораWWWс усилением общего влияния, но с сохранением характера воздей-

ствия, или изменение характера воздействия фактора в связи с его качественным изменением вследствие количественного увеличения (при-

мер:влияние малых доз ионизирующего излучения на организм и увеличение воздействия с возрастанием дозы излучения).

ставляет собой комплексное воздействие нескольких факторов, при котором общий эффект оказывается иным, чем при суммировании воздействия каждого фактора порознь. Синергическое воздействие может проявляться или в увели-

13

RU .

WWW

.

чении, или в уменьшении силы воздействия одного фактора при наличии од-

ко-химической природе на физические, химические, физико-химические и биологические и комплексные виды загрязнений.

Физическим загрязнением называют такое загрязнение, которое связано с изменением физических параметров среды: тепловых, световых, шумовых, электромагнитных, радиационных и т.п.

(выражается в децибелах – дб) отрицательно воздействует на организм человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение умственной активности, что приводит к понижению производительности труда, физическим и нервным заболеваниям.

Различают радиационное и радиоактивное загрязнение природной сре-

Химическое загрязнение обусловливает изменение естественных химических свойств окружающей среды, которые превышают среднемноголетние

колебания количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода. Хи-

мических веществ, которыеRUотсутствовали в этой среде раньше. Примером хи-

мическое загрязнение природной среды получается и при появлении в ней хи-

мического загрязнения гидросферы. является загрязнение воды тяжелыми ме-

тическое (биогенноеGASU) и микробиологическое (микробное).

таллами, пестицидами и т. д.

Биологическое загрязнение среды или сообществ подразделяется на био-

Биотическое .загрязнение состоит в распространении определенных, как

правило, нежелательныхWWW с точки зрения людей, биогенных веществ (выделений,

мертвых тел и т. д.) на территории или акватории, где их раньше не было.

Микробиологическое загрязнение проявляется в появлении в среде не-

обычно большого количества микроорганизмов, связанных с массовым их размножением на субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной де-

ранее безвредной формы микроорганизмов патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах. Примером микробного заг-

14

RU .

WWW

.

рязнения является присутствие кишечной палочки в воде хозяйственно-

Глобальное загрязнение называют также фоново-биосферным. Оно об-

наруживается в любой точке планеты далеко от его источников (например, ДДТ

го равновесия, разрушению естественных экологических систем, деградации флоры и фауны, объявляются зонами экологического бедствия. В зонах экологического бедствия прекращается деятельность хозяйственных объектов, кроме связанных с обслуживанием населения, запрещаются строительство, реконструкция хозяйственных объектов, ограничиваются все виды природополь-

Регионы, где в результате хозяйственной и иной деятельности наблюдают-

растений и животных, объявляются зонами чрезвычайной экологической си-

туации. В этих зонах прекращаются все виды деятельности, отрицательно влияющие на окружающую природную среду, ограничиваются отдельные виды

природопользования, принимаются оперативные меры по ликвидации отрицательных факторов, влияющихRUна природную среду.

.

2.2. Типы и виды загрязнений атмосферы. Основные загрязняющие

вещества атмосферы

Наиболее массированному воздействию вредных веществ в результате хо-

количество пыли, которая образуется в результате естественных явлений, про-

исходящих в природе: выветривание и разрушение горных пород; извержение вулкановRU, лесные и торфяные пожары, испарения с поверхности морей и океа-

нов (неорганическая пыль). Естественные органические загрязнения представленыGASUаэропланктоном – организмами, живущими в атмосфере (бактерии, споры

.

грибов, пыльца растений и др.), и продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных. К естественным загрязнителям относится и космическая

15

RU .

WWW

.

пыль, которая образуется из остатков сгоревших материалов при их прохожде-

Основными отраслями деятельности человека, приводящими к загрязнению атмосферы, являются металлургическая, энергетическая, химическая про-

одну из них входят неорганизованные выбросы, которые происходят вследствие неплотностей в аппаратуре и коммуникациях, неумелой транспортировки: и

организованные выбросы – дымовые трубы, вентиляционные системы и пр. Воздух загрязняется различными газами (среди которых наиболее широко

распространены оксид углерода, диоксид серы, диоксид и оксид азота), парами углеводородов, кислот, металлов (например, ртути) и разнообразной пылью, имеющей органическое и неорганическое происхождениеRU .

В воздухе пыль находится во взвешенном. состоянии (аэрозоль). Осажда-

ясь на различных поверхностях, она принимает состояние аэрогеля. Сильные

некоторых случаях конденсат ртути при повышении температуры вновь испа-

ряется, превращаясь в аэрозоль и загрязняя воздушную среду.

При соприкосновении нескольких вредных веществ, содержащихся в воздухе, с твердыми телами и жидкостями происходит их сорбция (поглощение), степень и интенсивность которой зависят от свойств соприкасающихся ве-

грязнителей, поступающих в воздух; объемом пространства, в котором они рассеиваются; механизмами удаления загрязнителей из воздуха.

другие летучие органические вещества; угарный газ СО; оксиды азота NOx;

выражаемой в миллиграммах на 1 м3 воздуха (мг/м3). Максимальная концен-

трация вредных веществ, не оказывающая вредного влияния на здоровье чело-

века, называется предельно допустимой концентрацией (ПДК). Определяют

16

RU .

WWW

.

В России по многим вредным веществам установлены более жесткие, бо-

лее низкие ПДК, чем в других развитых странах. Однако в последние годы по некоторым вредным веществам наблюдается сближение нормируемых ПДК.

ПДК для атмосферного воздуха населенных мест, которым круглосуточно

духа рабочей зоны, где может находиться только здоровый человекRUне более 8 часов в день. Некоторые вредные вещества, находящиеся в воздухе. рабочей зо-

дышат все люди, в том числе и больные, значительно ниже, чем ПДК для воз-

ны, наносят вред человеку не только при вдыхании воздуха, но и при соприкосновении с кожным покровом. Для атмосферного воздуха населенных мест нор-

ществ, ПДК устанавливают с учетом того, что некоторыеWWW из них оказывают

взаимоусиливающее действие: ацетон и фенол; ацетальдегид и винилацетат; валериановая, капроновая и масляная кислоты; озон, диоксид азота и формальдегид; диоксид серы и фенол; диоксид серы и диоксид азота; диоксид серы и фтористый водород; диоксид серы и аэрозоль серной кислоты; сероводород и

пропилбензола; фурфурол, метанол и этанол; циклогексан и бензол; сильные минеральные кислоты (серная, соляная и азотная); этилен, пропилен, бутилен и

При одновременном присутствии в воздухе нескольких веществ, обладающих суммирующим действием, должно выдерживаться следующее нера-

бочей зоне являются максимальными разовыми, т. е. не зависят от времени воздействия на человека. Исключение составляет лишь оксид углерода, для которого при сокращении срока работы человека с 1 ч до 15 мин ПДК может быть

ции у пультов управления, где воздух чище, чем на остальных рабочих местах. Поэтому ставится вопрос о пересмотре ПДК ряда других вредных веществ с учетом времени их воздействия на человека, как это принято для оксида угле-

17

RU .

WWW

.

Загрязнение атмосферы – это не одна, а множество примесей к основным

компонентам воздуха. Поэтому последствия загрязнений – результат комбинированного, часто синергического воздействия целой смеси загрязнителей. При

этом порой трудно выделить конкретного виновника того или иного отрица-

курящих в сельской местности примерно одинаков, но резко увеличиваетсяRU у курящих в городе. Особая опасность воздействия на человека загрязняющих.

тельного воздействия. Так, уровень заболевания раком легких у курящих и не-

воздух вредных веществ заключается в том, что он сразу не ощущает их влияния. Примером может служить оксид углерода (угарный газ) – газ без цвета,

венно не ощущает их пагубного действия. Между тем это все более широко распространяющееся вредное вещество обладает кумулятивным действием: при содержании во вдыхаемом воздухе более ПДК оно накапливается в органах, в

частности в печени. Тяжелое заболевание, связанноеRU с отравлением парами ртути, наступает, как правило, после более или. менее длительного воздействия

их и проявляется при ослаблении организма в результате легкого заболевания (насморк и т. п.). Потенциальная опасность паров ртути увеличивается в связи с

Токсичность некоторых веществ проявляется неожиданно, например, бе-

риллиевая пыль даже в небольших концентрациях в воздухе вызывает тяжелое заболевание – бериллиоз; химикат кепоне поражает мозг и печень, причем эти поражения создают угрозу раковых заболеваний. Вредные вещества выделяют различные полимерные материалы, применяющиеся для отделки помещений и

на нервную WWWи сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье. Первичные сим-

птомы отравления этим веществом (головная боль) возникают при концентрациях 200–220 мг/м при длительности воздействия 2–3 ч. При повышенных концентрациях появляются пульсация в области висков и головокружение. Токсичность СО возрастает при наличии в воздухе оксидов азота, в этом случае

Сероуглерод CS2. Нейротропный яд, который в 2–6 раз тяжелее воздуха и поэтому длительно задерживается в приземном слое. Пары этого соединения поступают в окружающую среду при производстве синтетических волокон,

18

RU .

WWW

.

пластмасс, клея, стекол. Проникает в организм преимущественно ингаляцион-

нарушения эмоциональной сферы (раздражительность, колебания настроения),

ослабление памяти, вегетативные нарушения. Для воздуха рабочих помещений ПДК содержания сероуглерода – 0,001 мг/л. Концентрация, превышающая ПДК в 2–5 раз при повторяющемся ингаляционном воздействии, вызывает не только функциональные сдвиги, но и органические нарушения периферической цен-

образом естественным путем N2O, безвреден для человека, что позволяет ис-

Особенно опасны оксиды азота в городах, где они, взаимодействуя с углеводородами выхлопных газов, образуют фотохимический туман – смог. Монооксид (NO) не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании монооксид азота образует с гемоглобином не-

этом двухвалентное железо переходит в трехвалентное. Ион Fe3+ уже не может связывать обратимо кислород и, таким образом, выходит из процесса переноса

По мере удаления от источника выброса все большее количество моноок-

сида переходит в диоксид, имеющий желто-коричневый цвет, особенно сильно раздражающий слизистые оболочки. При контакте с влагой в организме обра-

зуются азотистая и азотная кислоты, разъедающие стенки альвеол легких, делая

легких. Отравляющее действиеRU оксидами азота начинается с легкого кашля. При повышении концентрации. NOх возникает сильный кашель, рвота, иногда

их проницаемыми, возможно даже пропускание сыворотки крови в полость

головная боль. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочки ок-

появляются WWWсимптомы интоксикации, смертельная концентрация в воздухе 1,2

мг/л. Сероводород – побочный продукт газового и коксового производства, сланцеперегонной и нефтяной промышленности. Неблагоприятны экологические последствия его выделения из сточных вод и канализационных сетей. При окисленииRU в атмосфере он может превращаться в оксиды серы и далее в серную кислоту. . В организме он также окисляется до серы и сульфатов. Сероводород оказываетGASU нейротоксическое действие, обусловленное развитием тканевой ги-

поксии (последствием связывания железа в цитохромах), местное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, поражение

19

RU .