 |
Биологические реакции животных на возд-е ПАУ
|
|
|
|
| Вид животных | Канцерогенный фактор | Тип онкогенеза |
| Плоские черви | БП | Злокачественные опухоли |
| Моллюски | ПАУ | Опухоли ноги и мантии |
| Круглоротые | ПАУ | Меланомы кожи |
| Амфибии | ПАУ | Рак кожи, гепатомы |
| млекопитающие | БП | Онкологические заболевания |
Биоинд-я загр-я хлорорганич. соединениями
ХОС относ. к группе наиб. устойчив и токсичных загр-х в-в.Источниками антропоген. загр-я явл. предприятия хлорорганич. синтеза, лакокрасочная, кожевенная, фармацевтическая и электротехническая промышленности, произв-во полимерных материалов, каучука, резинотехнич. изделий и др.
ХОСы примен. как пестициды для борьбы с различными вредителями с/х растений.
К числу наиболее экологически опасных, распространенных и изученных ХОС относятся хлорфенолы, хлорбензол, полихлорированные бифенилы (ПХБ), полихлорир. дибензодиоксины (ПХДД), полихлор. дибензофуранв (ПХДФ) и хлорорганич. пестициды (ХОП). Последние объединяют обширную группу в-в, из кот-х наиболее распр-ми явл-ся дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и гексахлорциклогексан (ГХЦГ).
Пестициды
Современные пестициды принадлежат к трем основным классам хим в-в: хлорорганич, фосфорорганич и карбаматы. Период полураспада ДДТ в воде составляет 10 лет. Многие пестициды метаболируют с обр-ем более токсичных и очень устойчивых в окр среде в-в. Напр, ДДТ при участии микроорг-мов превращается в дихлордифенилдихлорэтан (ДДД), а под действием солнечного света – в дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЭ).
Специфическая биоиндикация загр-я пестицидами основана на изучении хим состава живых орг-мов. Пестициды накапливаются в жировых тканях, печени, мозге и мышцах животных, в молоке, яйцах. Концентраторами пестицидов явл насекомые, планктон, водоросли. Наземные растения характеризуются низкой способностью поглощения ДДТ. Высокой поглощающей способностью отличаются рыбы. В нек-х видах обнаружено сод-е ДДТ от 0,1 до 1000 мг/кг. Известна высокая аккумуляция ДДТ устрицами – коэф-т конц-и (отношение сод-я ДДТ в орг-ме к сод-ю в среде) составляет 13300-70000, у наземных растений – 0,01-0,13.
|
|
|
Морфологические, анатомические и поведенческие отклонения индикаторных видов могут быть использованы как дополнительные признаки неспецифич. индикации. ДДТ отриц. влияет на репродуктивную функцию, снижает жизнеспособность потомства, вызывает иммунологические изменения в орг-ме лабораторных животных. Большие кол-ва ДДТ в орг-ме вызывают паралич конечностей. К числу устойчивых видов по отношению к ДДТ относятся саранча Melanoplus differentalis, ваточный клоп Oncopeltis fasciatus, свекловичный долгоносик Bothynoderes punctiventris, тли, растительноядные клещи, тараканы и др.
Наряду с накоплением токсиканта в орг-ме показательным явл-ся изменение в численности популяции птиц и, прежде всего, сокращение кол-ва дневных хищных птиц. Происх. замедление образования яиц, пониженная оплодотворяемость и выводимость, истончение яичной скорлупы, удлинение сроков высиживания, разрушение яиц, нарушение поведения при высиживании.
ДДТ явл канцерогенным в-вом для жив-х. Наблюд. добро- и злокачественные опухоли печени, лимфомы и опухоли легких.
Специфич. индикация загр-я компонентов окр. среды ГХЦГ осущ-ся по аккумуляции пестицида в живых орг-мах.
Неспецифич индикация основыв на изменении числ-ти орг-мов-индикаторов, видового разнообразия и структуры трофич. связей.
Полихлорированные бифенилы (ПХБ)
Особая эколог. опасность связана с высокой устойчивостью в природной среде – они не разлагаются ни под действием микробов, ни путем гидролиза, ни в процессах обмена веществ других орг-мов и очень слабо разлагаются под д-ем УФ лучей в атм-ре. ПХБ в природе не встреч., они явл-ся производными бифенила. ПХБ исп-т в качестве переносчиков тепла, гидравлических и смазочных жидкостей, их исп-т в смеси с хлорированными нафталинами для изоляции проводов и кабелей в горной и кораблестроит. пром-ти. Источниками также явл-ся производства пластмасс, лака и красок, они входят в состав наполнителей в состав пестицидов.
|
|
|
Достаточно детально изучено возд-е ПХБ на морские орг-мы. Концентрация в морской воде 1-10 мкг/л ПХБ отриц влияет на биомассу и размер клеток культур фитопланктона, снижает частоту деления клеток и эффективность фотосинтеза. Эти признаки имеют неспецифич. хар-р. Специфич. показателем возд-я поллютанта явл. накопление его в биоте.ПХБ найдены во многих тканях животных, яйцах птиц. ПХБ накаплив. главным образом в жировых тканях. Рыбы способны аккумулировать ПХБ в 100 000 раз больше, чем его конц-я в воде! Показательным явл накопление ПХБ в печени рыб.
Для ПХБ хар-ны след биолог. эф-ты: острая летальность для большинства видов животных при нарушении иммунной функции, тератологические и репродуктивные нарушения в относительно высоких дозах (более 1000 мг/кг), потеря массы тела, атрофия селезенки, кожная токсичность. Канцерогенность для человека в настоящее время не доказана.
Полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) и полихлорированные дибензофураны (ПХДФ)
Диоксины не относятся к промышленно выпускаемым веществам, они образуются в качестве побочных продуктов при целом ряде химических процессов в ходе сжигания отходов в мусоросжигательных печах и при пожарах. Диоксины присутств. в выхлопных газах автотранспорта при использовании этилированного бензина, в промышленных выбросах металлургических предприятий и др.
ПХДД и ПХДФ в настоящее время остаются одной из самых малоизученных групп загрязняющих в-в. Активная биоаккумуляция происходит в водных экосистемах – в водорослях, ряске, рдестах, концентрация их по сравнению с содержанием в воде составляет 2-6*103%. Для сравнения в наземных экоситстемах она составляет 0,1 % от сод-я в почве.
Диоксины и фураны, попадая в орг-м животных и человека, оказывают тератогенное и отравляющее действие на зародыши, вызывая смертность эмбрионов. Явно выраженные уродства обнаружены лишь у мышей, у них наблюд. «волчья пасть» - расщепление неба.
|
|
|
Последствием возд-я на орг-м явл уродства потомства. У человека диоксины и фураны накаплив в печени, жировых тканях, молоке матери.
Биоинд-я загр-я фенолами
Фенолы явл. одним из наиболее распр-х токсических вещ-в, попадающих в окр. среду с массовыми отходами произ-ва. Они представл. собой обширную группу орг соед-й ароматического ряда, содержащих одну или нес-ко гидроксильных групп. Наиболее распространены гидрохинон, пирокатехин, резорцин, феноло-карболовая кислота.
В природе фенолы встреч. в каменном угле, сланцах, древесине и т.д.
Источники поступления в окр среду: производства фенолформальдегидных и резорцино-формальдегидных смол, красителей, фармакологическая пром-ть, предприятия переработки древесины, целлюлозо-бумажн пром-ть и др. Фенольные соед-я исп-ся в качестве дезинцифицирующих средств.
Индикатором токсичного возд-я фенолов явл. изменение интенсивности газообмена гидробионтов.При этом может оцениваться и частота дыхания орг-мов, и изменение конц-ции растворенного кислорода.
В качестве показателей загр-я фенолами используется численность фенолразрушающих бактерий, бесцветных жгутиковых, инфузорий, грибов, водорослей. К числу деструкторов фенола относятся бактерии рода Pseudomonas и Azotobacter. Интенсивное развитие денитрификаторов наблюдается в водоемах с сод-ем фенола до 500 мг/л. При высоких содержаниях фенола процесс нитрификации снижается. В водоемах с интенсивным распадом фенолов обнаружено и максимальное кол-во сульфатредуцирующих бактерий.
При концентрации фенола 500 мг/л интенсивность обрастания бактериями велика, но видовой состав однообразен; при снижении конц-и поллютанта видовое разнообразие микрофлоры увеличивается, а численность уменьшается.
Наиболее стойкими к действию фенола явл. зеленые водоосли р.Protococcales. Некоторое торможение их роста отмечено при конц-и фенола 30-60 мг/л, тогда как полное подавление роста представителей золотистых водорослей происходит при конц-ции фенола 8-15 мг/л. Полное ингибирование фотосинтеза Protococcales sp. наблюдается в интервале концентраций от 700 до 1400 мг/л.
|
|
|
Гидробионтов условно подраздел на три группы по чувствительности к фенолам: высокочувствит виды – рачок бокоплав Acanthogamarus Victoria, у которого повышение потребления кислорода начинается при 1,0 мг/л фенола; к среднечувствительным видам относ. рачки Eulimnogammarus verricosus и Gammarus lacustris; у низкочувствительного к фенолам гольяну Phoxinus phoxinus достоверное увеличение потребления кислорода выявлено только в растворах с конц-цией более 2,0 мг/л.
Для индикации фенольных загр-й успешно испоьзуются рыбы. Острая интоксикация фенола сопровождается в первую очередь поражением у них жабр, кожи, почек и сердца. Окуни погибают при конц-и фенола в воде 20 мг/л при экспозиции 4 часа, плотва и карпы – через 1-5 дней. Максимально переносимой концентрацией фенола для рыб называется 17 мг/л, абсолютно смертельная доза (ЛД100) – 24 мг/л. Фенол нарушает нормальный ход эмбриогенеза, приводя к появлению различных видов уродств – изогнутости тела, нарушению в строении сердечно-сосуд системы и др.
При хроническом возд-и фенольных соед-й отмечаются патологические изменения в жабрах костистых рыб.
Биоинд-я загр-я СПАВ
К числу приоритетных загр-х в-в искусственного происх-я относ. СПАВ, или детергенты. Они исп-ся в пром-ти и в быту как моющие средства и эмульгаторы и возд-т главным образом на поверхностные воды, снижая поверхностное натяжение воды и загрязняя водные объекты. Характерным признаком присутствия детергентов явл. слой пены, кот. начинает образовываться при конц-и 1-2 мг/л и не устраняется в процессе очистки сточных вод.
Главными факторами понижения концентрации СПАВ явл-ся процессы биохимич. окисления, сорбция взвешенными вещ-ми и донными отложениями.
Вредное возд-е СПАВ на водные экосистемы проявляется в образовании на поверхности воды пленки, припятствующей газообмену и приводящей к снижению насыщенности воды кислородом. Может вызывать эвтрофирование.
При конц-ях СПАВ 5-15 мг/л рыбы теряют слизистый покров, при более высоких конц-ях могут наблюдаться поражение и кровоточение жабер. В целом, конц-я детергентов 3-5 мг/л считается смертельной для многих рыб, 1 мг/л – для планктона. При сод-и в воде 120 мг/л детергентов анионного или 71 мг/л катионного типа резко замедляется рост водорослей.
|
|
|
