ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2021
Просмотров: 1374
Скачиваний: 9
6
Действие веществ, приводящее к нарушению функций биологиче-
ских систем, называется
токсическим действием
. В основе токсиче-
ского действия лежит взаимодействие вещества с биологическим объек-
том на молекулярном уровне. Химизм взаимодействия токсиканта и
биологического объекта на молекулярном уровне называется
механиз-
мом токсического действия
.
Следствием токсического действия веществ на биологические систе-
мы является развитие
токсического процесса
(формирование и развитие
реакций биосистемы на действие токсиканта, приводящих к еѐ поврежде-
нию, т.е. нарушению еѐ функций, жизнеспособности или гибели).
Становление токсикологии в нашей стране связано с работами фи-
зиолога Ивана Сергеевича Цитовича. Признанные лидеры промышлен-
ной токсикологии – Николай Сергеевич Правдин и Николай Васильевич
Лазарев.
Начало развития новой ветви науки –
экотоксикологии
, положила
книга Рашель Карсон «Молчаливая весна», вышедшая в 1962 году, в кото-
рой автор описывает случаи массовой гибели птиц и рыб от бесконтроль-
ного использования пестицидов. Карсон сделала вывод, что выявляемые
эффекты поллютантов на дикую природу предвещают надвигающуюся
беду и для человека. Эта книга привлекла всеобщее внимание. Появились
общества защиты окружающей среды, правительственные законодатель-
ные акты, регламентирующие выбросы ксенобиотиков.
В самостоятельную науку экотоксикологию (ecotoxicology) выде-
лил Рене Траут, который впервые, в 1969 году, связал воедино два со-
вершенно разных предмета: экологию и токсикологию. На самом деле
эта область знаний включает в себя, помимо указанных, элементы и
других естественных наук, таких как химия, биохимия, физиология,
популяционная генетика и др.
Термин «экологическая токсикология» (экотоксикология) появился
в отечественной и зарубежной литературе в 1973 году как направление
профилактической токсикологии, которое занимается изучением при-
способления (адаптации) живого к изменениям химического состава
среды его обитания в условиях целостного ансамбля абиотических, био-
тических и социальных факторов.
Позднее это определение было уточнено на конференции СКОПЕ
(Международный научный комитет по проблемам окружающей среды)
в 1978 г.
По мере развития само понятие «экотоксикология» претерпело оп-
ределенную эволюцию. В 1978 году Батлер (По: С.А. Куценко, 2002)
рассматривал экотоксикологию как науку, изучающую токсические эф-
фекты химических агентов на живые организмы, особенно на уровне
популяций и сообществ, в пределах определенных экосистем. Левин и
др. в 1989 г. определили ее как науку, прогнозирующую влияние хими-
7
ческих веществ на экосистемы. В 1994 году В. и Т. Форбсы дали сле-
дующее определение экотоксикологии: «Область знаний, которая сум-
мирует экологические и токсикологические эффекты химических пол-
лютантов на популяции, сообщества и экосистемы, прослеживая судьбу
(транспорт, трансформацию и удаление) таких поллютантов в окру-
жающей среде» (По: С.А. Куценко, 2002).
В настоящее время под экологической токсикологией понимается
междисциплинарное научное направление, связанное с токсическим
воздействием на живые организмы, преимущественно на популяции
организмов, и биоценозы, входящие в состав экосистем. Она изучает
источники поступления вредных веществ в окружающую среду, их рас-
пространение в окружающей среде, действие на живые организмы. Че-
ловек, несомненно, является наивысшей ступенью в ряду биологиче-
ских мишеней.
Позже в рамках экотоксикологии стали выделять в качестве само-
стоятельного направления один из еѐ разделов, получивший название
«токсикология окружающей среды» (environmental toxicology).
Сформировалась тенденция использовать термин «экотоксиколо-
гия» только для обозначения суммы знаний, касающихся эффектов хи-
микатов на экосистемы, исключая человека. Так, по Уолкеру и др.
(1996) экотоксикология – учение о вредных эффектах химикатов на эко-
системы (По: С.А. Куценко, 2002). Устраняя из круга рассматриваемых
экотоксикологией объектов человека, это определение детерминирует
различие между экотоксикологией и токсикологией окружающей среды,
определяет предмет изучения последней. Термин «токсикология окру-
жающей среды» предлагается использовать только для исследований
прямого действия «загрязнителей» окружающей среды на человека.
В процессе изучения эффектов химических веществ, присутствую-
щих в окружающей среде, на человека и человеческие сообщества, ток-
сикология окружающей среды оперирует уже устоявшимися категория-
ми и понятиями классической токсикологии и применяет, как правило,
ее традиционную экспериментальную, клиническую, эпидемиологиче-
скую методологию. Объектом исследований при этом являются меха-
низмы, динамика развития, проявления неблагоприятных эффектов дей-
ствия токсикантов и продуктов их превращения в окружающей среде на
человека.
Методологические различия между экотоксикологией и токсиколо-
гией окружающей среды полностью стираются, когда перед исследова-
телем ставятся задачи оценить опосредованное действие загрязнителей
на человеческие популяции (например обусловленное токсической мо-
дификацией биоты), или, напротив, выяснить механизмы действия хи-
микатов, находящихся в среде, на представителей того или иного от-
дельного вида живых существ. В этой связи, с теоретических позиций,
8
«токсикология окружающей среды» как наука является лишь частной
проблемой «экотоксикологии», при этом методология, понятийный ап-
парат и структура наук – едины.
По С.А. Куценко (2002), содержанием дисциплины «Экотоксиколо-
гия» является учение об экотоксичности, а основными рассматривае-
мыми вопросами: характеристика ксенобиотического профиля среды
обитания, проблемы экотоксикокинетики, экотоксикодинамики, экоток-
сикометрии.
В.С. Безель с соавторами (1994) отмечает, что экотоксикологиче-
ские исследования направлены на изучение биологических систем на-
дорганизменного уровня, подверженных техногенному загрязнению.
Тогда естественно, что теоретической основой экотоксикологии служат
фундаментальные закономерности функционирования и структуры
природных систем популяционного и биоценотического ранга, активно
разрабатываемые современной теоретической экологией. Важнейшее
значение имеет общая концепция устойчивости и стабильности эколо-
гических систем.
Как отмечают Ф. Корте и др. (1997), к важнейшим задачам экоток-
сикологии относятся:
1) выявление степени вредного воздействия (в качественном и ко-
личественном отношении) и разработка «лечебных мероприятий»;
2) выявление изменений видового состава и функций экосистемы.
В первом случае последствия могут проявляться как в количест-
венном, так и в качественном отношении. Исследования колебаний ви-
дового состава, а также взаимосвязей видов на одном трофическом
уровне имеют преимущественно качественный характер. Для экотокси-
кологии особенно важен фактор снижения разнообразия видов (
дивер-
сификация
), так как уменьшение числа видов может повлечь за собой
исчезновение существовавших ранее организмов-индикаторов. Если
проводятся эпидемиологические исследования, то выпадение или сни-
жение численности ведущих видов организмов требует проведения ана-
лиза тенденций развития биологических сообществ. Такие исследования
являются еще одной задачей экотоксикологии, они могут способство-
вать выявлению степени риска и предотвращению опасных явлений.
Такое же важное значение, как и структурно-видовые изменения,
имеют функциональные нарушения в экосистеме. Здесь речь идет о
контрольных количественных параметрах роста организмов и обмена
веществ.
Если под экотоксикологией понимать одно из направлений иссле-
дования экосистем, то ее важнейшими частями должны быть проблемы
сохранения (при работе с ненарушенными экосистемами) и восстанов-
ления (для уже пострадавших систем). Обе эти цели могут быть достиг-
нуты лишь на пути функционального моделирования. Однако в связи с
9
тем, что нет никакой универсальной модели, разработка таких моделей,
а также создание лабораторных и математических моделей или подоб-
ные исследования в естественных условиях проводят исходя из постав-
ленной цели для решения какой-либо конкретной проблемы.
Считается, что по видовому составу легче поддаются изучению аг-
рарные системы, чем природные или близкие к природным экосистемы.
Однако здесь требуются довольно дорогие исследования для количест-
венной оценки экотоксикологического влияния агрохимических препа-
ратов.
По мнению Ф. Корте и др. (1997), следует отказаться от примене-
ния термина экотоксичность, поскольку он предполагает точное и одно-
значное воздействие вещества на природу. В действительности это не-
возможно ввиду сложной структуры и путей взаимодействия химиче-
ского вещества с природными объектами (индивидуальное, суммарное,
синергическое, антагонистическое действия). Даже само понятие «эко-
токсикология» имеет некоторую неопределенность, поскольку оно поя-
вилось в виде кальки с английского ecotoxicology.
Трудности становления экологической токсикологии в качестве са-
мостоятельного направления связаны сегодня с отсутствием достаточно
строгой теоретической основы, объединяющей накапливаемый полевой
и экспериментальный материал и объясняющий его. Неоднозначность
исходных данных, получаемых в различных природных условиях и при
различных воздействиях, отсутствие объяснимой связи между натур-
ными наблюдениями и экспериментом, оторванность теоретических
положений от конкретного их приложения к решению практических
задач – все это признаки новизны научного направления, его первых
шагов.
10
Тема 1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
ТИПЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
В конце XX века объем выбросов загрязняющих веществ антропо-
генного происхождения стал соизмерим с масштабами природных про-
цессов миграции и аккумуляции различных соединений.
Резко обострились проблемы, непосредственно связанные с хими-
ческим загрязнением биосферы, нередко приводящие к острым токси-
коэкологическим ситуациям. Это вызвало расширение и интенсифика-
цию различных исследований, касающихся масштабов и темпов загряз-
нения окружающей среды, поиск эффективных приемов охраны атмо-
сферного воздуха, природных вод, почвенного и растительного покрова,
которые основаны на снижении потоков химических загрязняющих ве-
ществ, поступающих в биосферу с выбросами промышленности, транс-
порта, бытовыми отходами, а также ограничение или полное устранение
токсического действия различных веществ и соединений техногенного
происхождения на растительный и животный мир, предотвращение их
негативного влияния на здоровье человека.
По оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из бо-
лее чем 6 млн известных химических соединений практически исполь-
зуется до 500 тыс. соединений; из них около 40 тыс. обладают вредны-
ми для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными.
В биогеохимические циклы теперь включается большой перечень син-
тетических соединений, неизвестных для целинных природных сред. К ним,
в частности, относится большая группа веществ, объединяемых общим тер-
мином «пестициды», фенолы и их производные, фреоны, диоксины.
Характер и степень влияния химических загрязняющих веществ на
общую экологическую обстановку, отдельные биогеоценозы и компо-
ненты биосферы неодинаковы в различных природных зонах и даже по
отношению к отдельным видам животных и растений. Вследствие этого
наряду с общими и закономерно обусловленными проявлениями опас-
ных токсико-экологических ситуаций нередко возникают частные и ло-
кальные нарушения природной среды.
Природные экосистемы обладают способностью противостоять как ко-
лебаниям обычных природных факторов, так и изменениям условий сущест-
вования под влиянием антропогенных воздействий. Поэтому при рациональ-
ной организации охраны природы существенное значение приобретают
свойства, позволяющие обнаружить неблагоприятные или потенциально
опасные изменения среды на самых ранних стадиях. Соответственно необхо-
димы и эффективные методы раннего обнаружения тех или иных изменений.
Всякое преобразование окружающей среды в результате деятельно-
сти человека может быть названо антропогенным. Антропогенное воз-
действие, приводящее к изменению химического состава одного или
нескольких природных компонентов окружающей среды, является гео-