Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 3
Текст из файла (страница 3)
11 Воздействие оксидов серы на дыхательные пути приводит к увеличению респираторных заболеваний у населения, ослабляет иммунную защиту у людей и животных и т. д. При накоплении в атмосфере фторсодержащих углеводородов уменьшается содержание озона. Общие выбросы углеводородов в атмосферу составляют не менее 200 млн т в год; особенно опасны для живых организмов, объединенных общей областью распространения (биоты), полициклические ароматические углеводороды, в частности бенз(а)пирен, образующиеся при сгорании различных видов топлива и других высокотемпературных процессах и вызывающие мутагенные и канцерогенные эффекты. 1.2. Тяжелые металлы О масштабах загрязнения тяжелыми металлами можно судить из данных, характеризующих общемировое годовое производство. Однако необходимо учитывать и другие источники.
Например, 1,5 — 2 тыс. т ртути ежегодно поступает в биосферу при переработке минералов и руд, О,1 — 8 тыс. т — при сжигании топлива; ежегодно в биосферу при сжигании угля попадает около 3,5 тыс. т свинца, 56 тыс. т — в результате выветривания и 110 тыс. т выносят реки. Степень токсичности тяжелых металлов для человека и животных, а также для растений неодинакова и колеблется в весьма широких пределах. К числу наиболее токсичных металлов следует отнести кадмий, ртуть, свинец, хром и некоторые другие; они оказывают повреждающее действие на биообъекты в концентрациях, не превышающих 1 мг/л. Так, цинк, титан характеризуются низкой токсичностью для человека и теплокровных животных, но даже в низких концентрациях они оказывают губительное действие на рыб и других обитателей водных экосистем.
Наиболее часто металлы, в том числе и высокотоксичные, попадают в окружаюшую среду в результате промышленных сбросов в водоемы со сточными водами, не прошедшими эффективной очистки, а также использование пестицидов, в состав которых они входят. В ряде случаев происходит депонирование металлов в придонных слоях, особенно значительное в холодное время; по мере повышения температуры происходит постепенное их растворение.
Для повреждения механизмов природного самоочищения водоемов бывает достаточным даже кратковременное повышение концентрации металлов в водной экосистеме, что весьма существенно при организации мониторинга тяжелых металлов в сточных водах. Коротко рассмотрим токсикологическую характеристику наиболее распространенных металлов-поллютантов. Кадмий относится к числу металлов, которые, попав в живой организм, влияют на него губительно. Весьма важным является фактор длительности воздействия кадмия на организм человека и животных в связи с его способностью накапливаться в печени, почках, поджелудочной и щитовидной железах и др.
Кадмий характеризуется выраженной нефротоксичностью при попадании в организм с питьевой водой. Высокой чувствительностью к действию кадмия характеризуются водные организмы. Так, пребывание рыб (гуппи, карп, карась и др.) на протяжении суток в воде с содержанием Сд~' 0,001-0,3 мг/л приводит к их гибели. Свинец попадает в окружающую среду в больших количествах. Ежегодно в земную атмосферу выбрасывается около миллиона тонн его соединений, значительная часть которых водорастворима, что обусловливает экологическую опасность РЬ~ . Основной источник — этилированный бензин.
Токсикологическая опасность свинца усугубляется его активным всасыванием в пищеварительном тракте человека и животных, значительным объемом распределения в тканях и накоплением в костях. Депонированный в костях свинец способен поступать в кровь, с током которой доставляется в различные органы. Считают, что в организм взрослого человека с водой и продуктами питания за сутки поступает 0,3 мг свинца и еще 0,3 мг попадает из табачного дыма у интенсивных курильщиков. Случаи хронического отравления свинцом наблюдаются при длительном употреблении питьевой воды, в которой его содержание достигает 0,04 — 1 мг/л.
В наибольшей степени опасному воздействию свинца подвергаются рабочие, занятые на его добыче в шахтах, а также при выплавке. В этом случае мегалл поступает в организм ингаляционным путем. Примерно 35 % свинца, попавшего в дыхательные пути человека, оседает в легких. Около 10 % свинца, поступившего с продуктами питания в пищеварительный тракт, всасывается. Выведение свинца из организма человека осуществляется преимущественно (более 70 эй) почками и в меньшей мере через пищеварительный тракг (- 10 %).
13 Проведенные в Гренландии исследования показали, что содержание свинца во льду, образованном примерно в середине ХУ1П в., оказалось примерно в 25 раз выше, чем во льду, образование которого было отнесено к ЧШ в. до н. э. С 1750 г. накопление свинца в ледниках Грен-. ландии постоянно возрастает. С 40-х гг. ХХ в. этот процесс усилился и продолжается до настоящего времени. Определенную роль в накоплении свинца в экосистемах играют растения, получающие металл не только из атмосферы, но и из почвы.
Отмечается видовая специфичность растений при его накоплении. Так, при выращивании растений присутствующий в атмосфере свинец обнаружен в листьях салата и бобов, но практически отсутствует в томатах, кочанной капусте, картофеле и моркови. Свинцовая интоксикация вызывает нарушение биосинтеза гемоглобина на уровне ингибирования левулинатдегидратазы и гемсинтетазы. Имеются сведения о нарушении синтеза цитохрома Р-450 при свинцовой интоксикации.
Главной мишенью воздействия свинца при хронических отравлениях являются центральная и периферическая нервные системы (свинцовая энцелопатия: появление головной боли, нарушение сна, памяти, возникновение тремора, галлюцинаций и т. д.). Для различных вариантов отравления свинцом характерно поражение почек, пищеварительного тракта Ртуть и ее соединения относятся к вешествам общетокснческого действия, вызывающим у людей летальный исход, попадая в организм с питьевой водой в количестве 75 — 300 мг в сутки. Наиболее токсична двухлористая ртуть (сулема), однократная летальная доза которой составляет для человека 11,2-0,5 г.
Ртуть характеризуется высокой нефротоксичностью, приводяшей к быстро развивающейся почечной недостаточности. Выведение ртути осуществляется почками, через пищеварительный тракт, потовыми и молочными железами. Начиная с концентрации 0,006 — 0,01 мг/л ртуть в виде водорастворимых солей оказывает губительное влияние на рыб и другие водные организмы. При отравлениях ртутью, особенно ее органическими соединениями, отчетливо выражены симптомы поражений нервной системы (парезы, параличи, нарушения зрения и слуха).
1.3. Удобрения и бногенные элементы Общее потребление минеральных удобрений (11+ Р2О~ + К2О) составляет около 100 млн т в год. Содержание в воде нитратов и нитритов варьирует от 0 до 200 мг/л. Особую тревогу вызывает применение азотных удобрений, поскольку повышенное содержание нитратов и нитритов в питьевой воде, в овощах, зеленых кормах для человека и животных представляет токсикологическую опасносгь.
Вместе с некоторыми удобрениями в почву попадают и побочные загрязняющие элементы (например, фтор, кадмий). Растения используют часть внесенных минеральных удобрений. Остальная часть может смываться в водоемы. Загрязнение почвы биогенами (фосфор, азот) происходит не только при внесении избыточного количества удобрений, но и другими путями (фекальные отходы животноводства, коммунально-бытовые загряз- кения и т. д.).
Только в США ежегодное поступление биогенов в водоемы составляет. азота — около 5 млн т, фосфора — примерно 250 тыс. т. Все это приводит к эвтрофикации внутренних водоемов, а также прибрежных участков океана. Ежедневное потребление нитратов на душу населения в США оценивается примерно в 400 мг. 200 мг с овощами, 115 мг с мясными продуктами и 85 мг с водой. В Англии — 225 мг в сутки с овощами, 110 мг с мясом и 105 с водой (итого 440 мг).
У нас эти дозы несколько ниже. 1.4. Органические соединения Среди большого количества разнообразных органических соединений выделим наиболее распространенные загрязнители, такие, как нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы (ПХБ) и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Нефть и нефтепродукты. Глобальное загрязнение этими веществами складывается из эмиссии в атмосферу (вследствие испарения и сгорания), загрязнений наземных экосистем и морской среды.
Нефть весьма медленно разлагается в окружающей среде. На поверхности воды она разливается на большие расстояния с образованием тонкой пленки (1 т нефти образует пленку на 12 км ), что и приводит к гибели гидробионтов. Нефть и ряд нефтепродуктов весьма токсичны для живых организмов, многие ее продукты канцерогенны. Пестиииды. Среди ксенобиотиков особое место занимают средства защиты сельскохозяйственных растений от сорняков, насекомых, гри- бов. Около 14 % всего урожая в мире ежегодно теряется из-за насекомых, 12 % — из-за болезней растений, вызываемых грибами н червями, 9 % — из-за сорняков и 10 % уничтожают грызуны.
Общие потери урожая в мире оцениваются примерно в 1,8 млрд т. В этой связи человек вынужден использовать огромное количество химических средств защиты. Применение пестицидов, в свою очередь, приводит к их попаданию в биосферу, где живые организмы начинают испытывать на себе огромный «пестицидный пресс». Сформировался своеобразный «пестицидный парадокс», смысл которого состоит в том, что человечество, применяя пестициды, само становится мишенью их воздействия.
Кроме того, попадание большого количества пестицидов и других ксенобиотиков в водоемы приводит к деградации водных экосистем и быстрому уменьшению ресурсов чистой воды. Важное экономическое значение пестицидов обусловливает рост объемов их производства и использования в мировом земледелии. В рамках основных групп пестицидов их применение в отдельных регионах мира в процентах от общего количества характеризуется данными, приведенными в табл. 1.1. Отмечается корреляция между показателями урожайности основных сельскохозяйственных культур и интенсивностью использования пестицидов (табл. 1.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
