Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Основы токсикологии

Актуальность и значение эколого-химических и экотоксикологических данных для родственных областей исследования

Экологическая химия находится на стыке целого ряда научных дисциплин и во многом соприкасается и перекрывается со смежными научными направлениями, среди которых можно назвать и экотоксикологию. Экологическая химия изучает изменения химических веществ под воздействием факторов окружающей среды, причем центральной задачей является изучение поведения антропогенных веществ, т. е. их содержания (концентрации в окружающей среде), процессов разложения, превращения и накопления в организмах и окружающей среде.

Медицинскими дисциплинами, непосредственно связанными с экологической химией, являются фармакология и токсикология, а в последнее время все в большем объеме привлекается и эпидемиология. Сумма результатов, полученных на основе эколого-химических и медицинских исследований, является основой для полноценной характеристики вредных веществ, которая включает изменения, как вызванные превращениями этих веществ, так и их воздействием на организм.

Предмет и задачи экологической токсикологии

Предметом экологической токсикологии является исследование негативного влияния вредных веществ (ядов) на экологические системы, причем не имеет значения, рассматриваются природные или культурные (созданные человеком) экосистемы, такие как городские, сельские или лесохозяйственные системы.

К важнейшим задачам экотоксикологии относятся выявление степени вредного воздействия (в качественном и количественном отношении) и разработка лечебных мероприятий.

Возможные последствия и формы вредного воздействия химических веществ можно классифицировать следующим образом:

• Полное разрушение экосистемы в результате выпадения целостной интактной структуры (биотопа) и ее функции (биоценоза).

Пример: уничтожение мангровых лесов в результате применения гербицидов в качестве химического оружия во Вьетнамской войне.

• Глубокие изменения биотопа.

Пример: засоление пресноводных биотопов; современное ухудшение состояния лесов.

• Постоянное загрязнение биотопов.

Пример: эвтрофикация рек и озёр в результате попадания в них значительных количеств растворенных и связанных соединение азота и фосфора.

• Массированные загрязнения.

Пример: загрязнение побережья и эстуариев рек нефтью при авариях танкеров.

• Широко распространившееся уменьшение видового разнообразия организмов.

Пример: использование пестицидов и удобрений в аграрных экосистемах.

• Направленное уничтожение отдельных видов растений и животных.

Пример: альгицидные, фунгицидные, акарицидные, гербицидные, инсектицидные мероприятия, в особенности в урбанизированных экосистемах.

Под вредным воздействием, наносимым соответствующей системе, в экотоксикологии понимают:

  • — явственные изменения обычных колебаний численности популяции;
  • — долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы.

Другой важной задачей экотоксикологии является выявление изменений видового состава и функций экосистемы.

В первом случае последствия могут проявляться как в количественном, так и в качественном отношении. Исследования колебаний видового состава, а также взаимосвязей видов на одном трофическом уровне имеют преимущественно качественный характер. Хотя и ранее дискутировался вопрос о том, является ли разнообразие видов (диверсификация) признаком высокой стабильности системы, снижение диверсификации является более отягощающим фактором, чем уменьшение плотности заселения; для экотоксикологов этот фактор особенно важен, потому что уменьшение числа видов может повлечь за собой исчезновение существовавших организмов-индикаторов.

Если проводятся эпидемиологические исследования, то выпадение или снижение численности ведущих видов организмов требует проведения анализа тенденций развития биологических сообществ. Такие исследования являются еще одной задачей экотоксикологии, так как они могут способствовать выявлению степени риска и предотвращению опасных явлений.

Такое же важное значение, как и структурно-видовые изменения, имеют функциональные нарушения в экосистеме. Здесь речь идет в принципе о контрольных количественных параметрах роста организмов и обмена веществ.

Измерения объемных показателей роста растений являются чувствительным методом обнаружения возможного влияния вредных веществ, особенно в области, близкой к границе токсичности. Снижение показателей биопродуктивности высших растений (деревьев) в некоторых случаях количественно обнаруживается только через несколько лет. Однако в качестве дополнительного критерия может служить снижение фотосинтетической активности. Функции экосистемы можно проанализировать на основе изучения функциональных свойств:

• Пищевые циклы.

Биохимические круговороты важнейших пищевых веществ, например углеродный, фосфатный и азотный циклы.

• Цепи питания.

Путь пищевых веществ от первичного до конечного потребителя.

• Характер распределения биопродуктивности.

Пространственное и временное распределение биопродуктивности организмов.

• Энергетические циклы.

Например, определение скорости «переворота» (turn-over) пищевой пирамиды.

• Механизмы регулирования.

Кибернетика и математическое моделирование.

Если под экотоксикологией понимать одно из направлений исследования экосистем, то ее важнейшими частями должны быть проблемы сохранения (при работе с ненарушенными экосистемами) и восстановления (для уже пострадавших систем). Обе эти цели могут быть достигнуты лишь на пути функционального моделирования. Однако в связи с тем, что нет никакой универсальной модели, разработка таких моделей, а также создание лабораторных и математических моделей или подобные исследования в естественных условиях проводят исходя из поставленной цели для решения какой-либо конкретной проблемы.

Для того чтобы создать функциональную экотоксикологическую модель, необходимо составить логическую последовательность испытаний. На промежуточной стадии на основе получения массива данных и характерных признаков необходимо сделать выборку наиболее надежных и информативных сведений. На этой основе проводят построение требуемой модели. Решающим критерием для принятия модели за основу является испытание ее адекватности в реальных условиях, в экосистеме (верификация). На рис. 25 показана схема экотоксикологических исследований на основе анализа и построения модели для активного и пассивного мониторинга вредного воздействия на окружающую среду.

Поскольку в сельском хозяйстве целенаправленно применяются химические препараты, при исследовании площадей, предназначенных для сельскохозяйственного производства, часто использовались экотоксикологические методы. По своему видовому составу аграрные системы легче поддаются изучению, чем природные или близкие к природным экосистемы. Однако и здесь требуются довольно дорогие исследования для количественной оценки экотоксикологическо- го влияния агрохимических препаратов.

Следует отказаться от применения термина экотоксичность, поскольку он предполагает точное и однозначное воздействие вещества на природу. В действительности это невозможно ввиду сложной

Схема экотоксикологических исследований на основе анализа и построения модели для активного и пассивного мониторинга вредного воздействия на окружающую среду

Рис. 25. Схема экотоксикологических исследований на основе анализа и построения модели для активного и пассивного мониторинга вредного воздействия на окружающую среду

структуры и путей взаимодействия химического вещества с природными объектами (индивидуальное, суммарное, синергическое, антагонистическое воздействия).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 
Популярные страницы