Полная версия

Главная arrow Экология arrow Основы экологического нормирования

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Механизмы воздействия химических веществ

Механизмы воздействия химических веществ обычно заключаются в изменении функциональности биоты или абиоты вследствие присоединения или воздействия молекул токсагента или продуктов его метаболизма. Это может быть изменение скоростей физико-химических или биока- талитических процессов, изменение реакционной способности и эффективности транспорта БАВ, а также изменения систем регулирования и передачи информации в биосистемах.

Широко известны масштабные химические воздействия на абиоту: разрушение озонового слоя, кислотные дожди, парниковые газы, карстовые разрушения в литосфере, изменения электрических параметров атмосферы и климатопа.

Однако наиболее распространены и опасны химические воздействия на биоту. Химическая травма биоты сопровождается изменением реакционной способности -3 до 1(Г7 моль/л, что иногда вполне сопоставимо с концентрациями загрязняющих химических веществ в биоте.

В ряде случаев может наблюдаться увеличение токсичности в процессе метаболизации исходного вещества. При этом метаболиты и продукты распада вещества по токсичности могут многократно превышать токсичность исходного вещества, вплоть до случаев летального синтеза. Примером может служить трансформация в организме метанола до еще более токсичных производных формальдегида и муравьиной кислоты.

Еще более опасны воздействия химических канцерогенных веществ (и их прекурсоров), вызывающие системные изменения в биоте, связанные с нарушением связей в биосистеме и искажении механизмов хранения и передачи генетической информации. В результате организмы могут потерять свою функциональность и способность к выживанию, а ЭС могут потерять способность к персистентности и механизмы адаптации к изменениям региональной ОС. Вещества с канцерогенными свойствами относят к 1-му классу опасности (чрезвычайно токсичные).

Ряд химических веществ природного происхождения обладает селективной токсичностью к бионтам, представляющим различные уровни трофических цепей, примерами являются пары фитоценоз — зооценоз насекомые — теплокровные и т. д. Так, для пер-ацетилнитрата СН3—С(О)—О—О—N02 характерна аномально высокая чувствительность растений, при этом подавляется рост и развитие как культурных, так и дикорастущих растений.

Образование пер-ацетилнитрата наблюдается в природных условиях в атмосфере при взаимодействии углеводородов с окислами азота. Этот токсагент даже при концентрации менее 2,5 ppt подавляет рост растений и дает падение урожайности на 70—80 %. Для ЭС подобное снижение биопродуктивности автотрофного уровня неизбежно приводит к быстрому краху всех верхних по пирамиде биомассы консументов.

Канцерогенностъ. Многие химические вещества обладают способностью вызывать изменение биоритма клеток организма и вызывать их перерождение в доброкачественные или злокачественные новообразования в тканях организма человека и животных. Наиболее опасны канцерогены, действующие на репродуктивную систему организма в продуктивном периоде и способные к передаче мутагенного эффекта в наследственной информации. В онкологии это трактуется как предрасположение к определенному типу злокачественных новообразований и снижение сопротивляемости организма к данному виду рака.

Наибольшее количество веществ с канцерогенными свойствами находится среди органических соединений: полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, нитро- и нитрозосоединения, соединения с амино- и диазогруппами, винильные и этинильные соединения с гетероциклами, этиленимин, некоторые хлор- и элементоргани- ческие соединения, диоксины. Канцерогенную активность показывают и вещества, способные к образованию устойчивых радикалов. Среди неорганических соединений подтвержденная канцерогенная активность отмечается лишь у бериллия и мышьяка. Наиболее опасным считается попадание канцерогенов в пищевые цепи, где они могут распространяться и концентрироваться, усиливая негативный эффект.

Канцерогены в пищевых цепях. Канцерогены в пищевых цепях наиболее вероятно образуются при действии различных окислов азота. В организме человека могут образовываться N-нитрозосоединения, обладающие четко установленным канцерогенным эффектом. Аналогичные раковые поражения могут вызываться и у животных.

Наибольшие количества N-нитрозосоединений обнаруживаются в солонине, ветчине и продуктах субжировой обработки, при этом основным действующим веществом является образующийся в процессе жарения нитропирролидин.

Большой вклад в попадание канцерогенов в пищевые продукты могут внести нитраты и нитриты, добавляемые в пищевые продукты для улучшения технологии их изготовления и хранения. Например, нитриты используются для подавления ботулизма, при этом их добавление с одной стороны, предотвращает отравление ботулиническим токсином, а с другой — увеличивает опасность образования канцерогенных нитроза- минов.

Добавки к пищевым продуктам. Весьма острой проблемой, которая частично находится под контролем мировой общественности, является проблема пищевых красителей и добавок к пищевым продуктам. Подобные добавки улучшают их чисто органолептические свойства (вкус, цвет, запах), не изменяя питательную ценность, а иногда создавая дополнительные негативные эффекты при их потреблении. Например, смертельные отравления вином, фальсифицированным диэтиленгликолем, наблюдались при одновременном приеме сульфаниламидов. Впоследствии было установлено, что спирт увеличивает токсичность диэтиленгликоля и его метаболитов.

Иногда сделать заключение о токсичности индивидуального вещества не представляется возможным, поскольку необходимо оценивать не только исходное вещество, но и возможные продукты метаболизма в организме бионта и в биоте. Некоторые вещества, использующиеся в пищевой промышленности, показали, что их нельзя считать абсолютно безвредными. Примером является диэтиловый эфир пироугольной кислоты (диэтилпирокарбонат), который масштабно использовался для обработки и предотвращения брожения вина после разлива (коммерческая марка «Байковин»). Далее с помощью современных методов анализа было установлено, что это вещество в малых количествах может реагировать с другими компонентами вина, образуя соединения, сходные по структуре с определенными снотворными средствами, которые в пищевом продукте можно считать крайне нежелательными для лиц определенных профессий (пилотов, операторов, водителей и т. п.). В результате ряда судебных исков разрешение на использование этого препарата было отменено, хотя и раньше было известно, что сам диэтилпирокарбонат распадается на этиловый эфир и угольную кислоту.

Фитояды могут быть применены в военных целях для создания дефицита продовольствия на территории противника, а также для снижения урожайности агроценозов или порчи и уничтожения урожаев.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>