- •Вопросы к экзамену по экологической токсикологии
- •1. Предмет дисциплины экологической токсикологии, связь с другими научными дисциплинами. Цели и задачи дисциплины.
- •2. Основные понятия токсикологии. Задачи токсикологии.
- •3. Классификация токсикантов: химическая или по химическим свойствам.
- •4. Классификация токсикантов: практическая или по цели применения.
- •5. Классификация токсикантов: гигиеническая или по степени токсичности.
- •6. Классификация токсикантов: токсикологическая или по виду токсического действия
- •7. Классификация токсикантов: по "избирательной токсичности".
- •8. Факторы, определяющие распределение токсикантов: пространственный, временной, концентрационный.
- •9. Транспорт токсикантов через клеточные мембраны. Механизмы действия экотоксикантов в организме
- •10. Взаимосвязь строения и состава химических веществ (экотоксикантов) с их биологическим (токсическим) действием.
- •11. Связь токсичности химических веществ с их молекулярной массой, размерами молекул и их структурным строением.
- •12. Зависимость токсичности химических органических веществ от входящих в состав вещества химических группировок и атомов.
- •13. Зависимость токсичности химических неорганических веществ от входящих в состав вещества химических группировок и атомов.
- •14. Стереохимическая специфичность биологически активных соединений.
- •15. Загрязнение атмосферы пылью и аэрозолями, их токсическое действие.
- •16. Оксиды углерода: источники образования, поведение в атмосфере, токсическое воздействие на живые и растительные организмы.
- •17. Оксиды серы: источники образования, поведение в атмосфере, токсическое воздействие на живые и растительные организмы.
- •18. Оксиды азота: источники образования, поведение в атмосфере, токсическое воздействие на живые и растительные организмы.
- •19. Озон: источники образования, поведение в атмосфере, токсическое воздействие на живые и растительные организмы.
- •20. Смог: источники образования, поведение в атмосфере, токсическое воздействие на живые и растительные организмы.
- •22. Неорганические загрязняющие вещества в гидросфере и их токсичность
- •21. Тяжелые металлы в атмосфере, гидросфере, почве и их токсичность.
- •23. Органические загрязняющие вещества в гидросфере и их токсичность
- •24. Загрязняющие вещества в почве и их токсичность.
- •25. Автомобильные выбросы в атмосфере, их токсичность.
- •26. Радионуклиды: источники образования, токсичность.
- •27. Ионизирующее излучение: источники образования, токсичность.
- •28. Токсические вещества, содержащиеся в растительных и животных организмах.
- •Токсины животных (зоотоксины)
- •29. Токсическое действие наркотических веществ.
- •30. Токсические вещества в продуктах питания. Изменение свойств пищевых продуктов при их обработке (появление токсичных веществ, образование свободных радикалов).
- •31. Токсические вещества в продуктах потребления (лаки, краски, косметические и гигиенические средства).
- •32. Токсические вещества в алкогольных напитках.
- •33. Токсические свойства лекарственных веществ.
- •34. Экологическая токсичность продуктов нефтедобычи.
- •35. Виды загрязнений окружающей среды на территории хмао.
- •36. Токсическое действие минеральных удобрений
- •37. Пестициды: их химическое строение, распад, поведение в биосфере, токсичность.
- •38. Токсиканты в атмосфере: источники образования, действие на живые и растительные организмы.
- •39. Токсиканты в гидросфере: источники образования, действие на живые и растительные организмы.
- •40. Токсиканты в почве: источники образования, действие на живые и растительные организмы.
- •41. Загрязнение почвы при использовании ила очистных сооружений.
- •42. Загрязнение почвы органическими остатками (мочевина, органический аммиак, нефть, фенолы, хлорсодержащие углеводороды, пав).
- •43. Загрязнение почвы неорганическими остатками (хлориды, минеральные удобрения, тяжелые металлы).
- •44. Влияние продуктов органического синтеза на биосферу (фталаты, хлорсодержащие углеводороды).
- •45. Влияние продуктов органического синтеза на биосферу (полициклические ароматические соединения, диоксины, пентахлорфенол).
- •46. Твердые бытовые отходы: классификация, утилизация, экологическая токсичность.
36. Токсическое действие минеральных удобрений
Минеральные удобрения растворимы в воде, поэтому они вымываются обильными дождями, попадая в грунтовые и поверхностные воды. Затем они поглощаются растениями, а затем по пищевым цепям питания – попадают в организм животного или человека.
Химические ионы по-разному влияют на животные существа. K+, Na+, Ca2+ - безвредные. No 3-, PO43-, HPO42- и т.д. – вредные и токсичные.
Катион аммония NH4+ - характеризуется токсичными свойствами; нитрат анион, катион аммония – способствуют зарастанию водоемов.
10 мг фосфата на 1м3 воды приводит к заметному росту растительности. Нитраты и фосфаты попадают в результате микробиологического распада органических отходов. При высоких значениях pH фосфаты выпадают в виде солей Са и Fe. Это приводит к зарастанию водоемов.
В анаэробных условиях в результате процесса брожения FePo4 (III) превращается в Fe3(PO4)2 (II), после чего зарастание водоемов вновь возобновляется. Зарастанию водоемов способствует соединения азота, они попадая в питьевую воду оказывают токсическое действие на человека. Нитраты проникают вместе с пищей в слюну и тонкую кишку, микробиологически восстанавливаясь до нитритов. В результате в крови образуются нитозин – ионы. Нитрозин – катионы могут окислять в гемоглобине Fe(II) до Fe(III). Образовавшийся Fe (III) не связывает кислород, в результате происходит синдром кислородной недостаточности, что приводит к заболеваниям – например, синюха. При переходе 60-80% Fe2+ гемоглобина в Fe3+ - наступает смерть. Особенно чутко реагируют на это младенцы. У взрослых организм меньше реагирует на нитраты и нитриты. Нитраты расширяют сосуды и образуют азотистую кислоту в желудке, обладают мутагенным действием.
37. Пестициды: их химическое строение, распад, поведение в биосфере, токсичность.
Пестициды - вещества, предназначенные для борьбы с животными- и растениями-вредителями с целью повышения урожайности и сохранения материальных ценностей, созданных человеком. В отличие от других поллютантов пестицидами умышленно обрабатывают окружающую среду для того, чтобы уничтожить некоторые виды живых организмов. Наиболее желательным свойством пестицидов, в этой связи, является избирательность их действия в отношении организмов-мишеней. Однако селективность действия подавляющего большинства пестицидов не является абсолютной, поэтому многие вещества представляют большую или меньшую опасность для человека. Основной риск, связанный с использованием пестицидов, обусловлен их накоплением в окружающей среде и биоте, перемещением по пищевым цепям, вплоть до человека. Достаточно часты случаи острого отравления пестицидами. Не изжиты хронические интоксикации у рабочих, занятых в производстве и использовании пестицидов. Поскольку организмы "вредителей" адаптируются к действию химических веществ, во всем мире постоянно синтезируются и внедряются в практику десятки и сотни новых соединений. Различные классы пестицидов представлены на таблице 4.
Таблица 4. Классы пестицидов
Самым известным хлорорганическим инсектицидом является ДДТ. Хотя это вещество синтезировано еще в 1874 году, его инсектицидные свойства были обнаружены лишь в 1939 году швейцарским химиком Паулем Мюллером, удостоенным за это открытие десять лет спустя Нобелевской премии. ДДТ широко использовался для борьбы с вредителями, однако сейчас, в силу отрицательных токсикологических свойств, запрещен к производству и применению в большинстве развитых стран. Среди других известных хлорорганических пестицидов следует назвать метоксихлор (близкий аналог ДДТ), мирекс, алдрин, хлордан, линдан.
Фосфорорганические инсектициды (ФОИ) представляют собой по большей части эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В настоящее время это наиболее широко используемые пестициды. Они токсичнее хлорорганических инсектицидов, но менее стойки в окружающей среде и потому менее опасны с точки зрения экологии. Широкое исследование этих веществ началось в 1930х годах в лаборатории Герхарда Шрадера в Германии. Токсичность ФОС зависит от строения алкильных радикалов при атоме фосфора. Для млекопитающих и человека производные фосфорной кислоты значительно токсичнее, чем тиофосфорной. Для насекомых имеет место обратная зависимость. Первым широко используемым пестицидом из этой группы был тетраэтилпирофосфат (ТЭПФ). Из-за высокой токсичности для млекопитающих он был позже заменен на другие соединения. Среди наиболее известных ФОИ: паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малатион. Среди ФОС обнаружены не только эффективные пестициды, но и вещества чрезвычайно токсичные для человека. Под руководством того же Шрадера на основе ФОС в 1940х годах были получены первые фосфорорганические боевые отравляющие вещества (ФОВ), в частности, табун. Все ФОС - нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных и периферических холинэргических синапсах.
Близким ФОС по механизму токсического действия на организм насекомых и млекопитающих является класс инсектицидов из группы карбаматов. Все карбаматы являются эфирами N-метил карбаминовой кислоты.
Токсичность карбаматов изменяется в зависимости от строения радикала "R" в очень широких пределах. К наиболее известным пестицидам этой группы относятся: карбарил (севин), пропоксур (байгон), альдикарб (темик). Среди карбаматов найдены и вещества обладающие чрезвычайной токсичностью для лабораторных животных, например, производные бис(диметилкарбамокси бензил)алкан диметил галида (ЛД50 для кроликов составляет 0,005 мг/кг). Такие вещества в свое время обращали на себя внимание военных.
Гербициды - это вещества, предназначенные для борьбы с растениями, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-орто-крезол, пентахлорфенол используются, как контактные гербициды. Хлорфенолы применяют и как фунгициды для защиты древесины от поражения грибами. Печальную известность, после войны США против Вьетнама, получили производные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д и 2,4,5-Т), входившие в состав так называемой "оранжевой смеси", использовавшейся американцами в качестве дефолианта. Эти вещества практически не токсичны для человека, однако, содержавшийся в качестве примеси 2,3,7,8,-тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) вызывал поражение людей. Кроме того это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцерогена. Другими известным гербицидами являются паракват, дикват, атразин и т.д.
Чрезвычайно опасны для человека средства борьбы с грызунами - родентициды. Производные фторуксусной кислоты, варфарин, стрихнин, соли таллия, используемые для этой цели - высоко токсичные соединения.