Токсикология

167 
5. Назовите растворители – хлорзамещенные углеводороды жирного 
ряда. 
6. Какое действие оказывают хлорзамещенные углеводороды жирного 
ряда? 
7. Каким путем происходит отравление? 
8. Назовите спирты жирного ряда. Какое действие они оказывают на 
организм? 
9. Назовите наиболее распространенные сложные эфиры и кетоны,
относящиеся к растворителям. Какое действие они оказывают
на организм? 
10. Признаки отравления сероуглеродом.
11. Отравления амино- и нитропроизводными бензола. 
12. Назовите наиболее канцерогенные полициклические ароматические 
углеводороды (ПАУ). 
13. Диоксины и диоксиноподобные вещества и их действие на организм. 
14. Какие металлы относятся к тяжелым? 
15. Назовите основные антропогенные источники тяжелых металлов. 
16. Какие вещества обладают прижигающим действием? 
17. Перечислите основные пути поступления в организм человека ве-
ществ прижигающего действия. 
18. Какие токсичные химические вещества называют веществами раз-
дражающего действия? Привести примеры. 
19. Какое действие оказывают лакриматоры и стерниты? 
 
 
 

168 
9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТОКСИКОЛОГИИ 
 
Проблема оценки прямого токсического воздействия и эффектов 
косвенных, опосредованных средой обитания, – одна из центральных в 
современной токсикологической науке. 
Стратегия мониторинга токсического загрязнения окружающей сре-
ды в индустриально развитых странах основана на современных научных 
достижениях, из которых следует особо выделить два главных направле-
ния: экотоксикологический подход к анализу антропогенного воздействия 
на окружающую среду и использование концепции риска (анализа, оценки 
и управления риском). Экотоксикология и оценка риска представляют со-
бой сравнительно новые отрасли научного знания, тем не менее, именно 
эти научные направления стоят в авангарде мировых тенденций развития 
методологии контроля качества природной среды и оценки экологической 
опасности. 
Согласно современным представлениям, экотоксикология – это ме-
ждународное научное направление, связанное с изучением токсических 
эффектов химических веществ на живые организмы, преимущественно на 
популяции организмов и биоценозы, входящие в состав экосистем. Экоток-
сикология изучает источники поступления вредных веществ в окружаю-
щую среду, их распространение в окружающей среде, действие на живые 
организмы. Она оперирует как категориями общей экологии (экосистема, 
биоценоз, биотоп, биосфера и т. д.), общей токсикологии (яд, токсичность, 
опасность, токсический эффект и др.), так и собственными терминами 
(токсикант, экотоксикант, поллютант, суперэкотоксикант и др.). 
Одно из главных отличий между классической токсикологией и эко-
токсикологией состоит в том, что последняя имеет четырехкомпонент-
ный предмет исследований: 
1. Вещества (поллютанты) освобождаются (выбрасываются) в окру-
жающую среду; количества, формы и состояния поллютантов
должны быть известны, если соответствующее «поведение» их уже
было изучено. 
2. Вещества транспортируются географически и в пределах различной 
биоты. При этом их химическая структура, вероятно, трансформируется, а 
содержание в окружающей среде повышается за счет накопления. 
Важно, что «поведение» различных компонентов и их токсичность 
существенно отличаются. Природа этих процессов для основных загряз-
няющих веществ пока недостаточно изучена. Опасность, связанная с не-
определенностью конечной судьбы некоторых химических веществ, воз-
растает, в связи с чем она должна быть установлена и обоснована доку-

169 
ментами в ближайшие годы. 
3. Поллютанты воздействуют на один или более организм-мишень. 
Для того чтобы это оценить, нужно вначале идентифицировать природу 
мишеней (сам человек, домашний скот, популяция, экосистема и т. д.) и 
исследовать тип воздействия. 
4. В классической токсикологии рассматривается отклик отдельного 
организма на воздействие загрязняющего вещества, в экотоксикологии - 
отклик популяции, сообщества или экосистемы на воздействие загряз-
няющего вещества (возможно, трансформированного) в соответ-
ствующей временной шкале. 
Все оценки конечных эффектов воздействия поллютантов на окру-
жающую среду даются только в количественном выражении. 
Главными направлениями экотоксикологии в настоящее время
считают: 

идентификацию загрязняющих веществ, их форм и компонентов в 
экосистеме, в которой они находятся; 

изучение эффектов воздействия загрязняющих веществ, в частности 
биохимических, физиологических и анатомических, на отдельных 
индивидуумов или небольшие группы отдельных видов, что спо-
собствует выявлению мишеней воздействия на уровне индивидуума; 

изучение эффектов воздействия загрязняющих веществ на популя-
ционном уровне, сравнение с видовыми эффектами, выделение наи-
более чувствительных видов и наиболее важных эффектов для этих 
видов; это помогает выявить мишени и точки приложения на попу-
ляционном уровне; 

количественное изучение миграции поллютантов в экосистеме, в 
том числе количества токсикантов, достигающих мишени через воз-
дух, воду, почву и пищу, времени циркуляции определенных кон-
центраций токсикантов в этих средах, физиологии и метаболизма 
организмов-мишеней при воздействии этих концентраций; 

изучение комбинированных эффектов воздействия поллютантов для 
количественной и интегрированной оценки их воздействия на окру-
жающую среду. 
В настоящее время нарушается естественная функция биоты – регу-
лирование характеристик (в том числе глобальных) природной среды, 
обеспечивающих благоприятные для современных форм жизни условия 
существования. 
Основным предметом изучения экологической химии экотоксико-
логии является химическое поведение в природных объектах загрязняю-
щих компонентов. 

170 
В настоящее время нарушается естественная функция биоты – регу-
лирование характеристик (в том числе глобальных) природной среды, 
обеспечивающих благоприятные для современных форм жизни усло-
вия существования.
Основным предметом изучения экологической химии и экотоксико-
логии является химическое поведение в природных объектах загрязняю-
щих компонентов.
В настоящее время под загрязнением понимают процесс привнесе-
ния в среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее физи-
ческих, химических, биологических агентов, оказывающих отрицательное 
воздействие на биоту, в том числе человека. Загрязненность – это уровень 
концентраций загрязняющих веществ или уровень физических либо ка-
ких-либо других воздействий на окружающую среду. 
К основным видам загрязнений относятся: 
1) физическое (солнечная радиация, электромагнитное излуче-
ние, шум, вибрации и т. д.); 
2) химическое (органические соединения, тяжелые металлы, 
нефтепродукты и т. д.); 
3) биологическое (отходы микробиологической промышленности, 
бактериальное загрязнение и др.). 
Основными путями загрязнений экосистем являются воздушные 
выбросы загрязняющих веществ и их сброс в водоемы со сточными во-
дами. С потоками воздуха и воды эти вещества распространяются на 
значительные территории. Из воздуха они оседают на поверхности поч-
вы, растениях, затем проходят по пастбищным (почва – растение – фи-
тофаг – хищник и т. д.) и детритным (отмершее растительное вещество 
– сапрофаг – хищник) трофическим цепям, где происходит их перерас-
пределение, накопление и превращение. Загрязняющие вещества оказы-
вают непосредственное влияние также на живые организмы в процессе 
дыхания, действия радиоактивного излучения и др. 
В России наибольшее количество загрязняющих веществ в атмо-
сферу выбрасывают: 
1) автотранспорт (33,4 %); 
2) энергетическая промышленность (15,3 %); 
3) цветная (11,2 %) и черная (8,3 %) металлургия; 
4) предприятия транспорта (6,3 %). 
Больше всего загрязняющих сточных вод сбрасывают в водоемы: 
1) жилищно-коммунальные хозяйства (13,0 %); 
2) целлюлозно-бумажная промышленность (7,4 %); 
3) химическая и нефтехимическая промышленность (6,2 %); 

171 
4) энергетическая промышленность (4,5 %). 
Среди выбросов веществ в атмосферу промышленностью преобла-
дают жидкие и газообразные вещества (82,4 %), в частности оксиды се-
ры (34,0 %), углерода (23,2 %), азота (9,5 %), аммиак, серная кислота, уг-
леводороды, бензин, сажа. В России от стационарных источников в атмо-
сферу ежегодно выбрасывается около 6 млн т диоксида серы и 2 млн т 
диоксида азота. В сбрасываемых промышленностью сточных водах 
больше всего водорастворимых солей, включая соли тяжелых металлов, 
хлориды, сульфаты. Выбросы предприятий транспорта по составу сход-
ны с промышленными. В выхлопных газах автотранспорта выявлено 
около 200 веществ, среди которых преобладает оксид углерода; в вы-
бросах жилищно-коммунального хозяйства – водорастворимые соли, 
сажа, сельского хозяйства – минеральные соли, сульфаты, хлориды. 
Под влиянием токсических факторов в экологических системах про-
являются неблагоприятные эффекты на различных уровнях организации: 
от молекулярно-генетического до биоценотического. 
Наблюдаются эффекты увеличения хромосомных нарушений и му-
таций, изменение ферментативной активности отдельных систем организ-
ма, снижение репродуктивных возможностей и продолжительности жизни 
организмов, изменение половой и возрастной структур популяций, видово-
го состава сообществ, смены доминирующих видов, продуктивности био-
ценозов в целом. Изучение такого широкого спектра токсических прояв-
лений возможно лишь при комплексном подходе с участием широкого 
круга специалистов, представляющих все направления биологической и ме-
дицинской наук.
В широком спектре антропогенных воздействий на окружающую 
среду химические стрессы рассматриваются сегодня как наиболее при-
оритетные ввиду того, что во всех сферах деятельности человека мы име-
ем дело со многими тысячами химических веществ (а всего их известно 
уже более десяти миллионов).
Использование многих из этих веществ для решения производст-
венных задач, в том числе в промышленности, энергетике, сельском хо-
зяйстве и на транспорте, приводит, к сожалению, к негативным эффектам 
на экосистемы, растения, животных и человека. Многочисленные иссле-
дования подтверждают, что химические стрессы оказывают свое нега-
тивное воздействие не только в случаях, когда живые организмы подвер-
гаются одномоментному влиянию значительных количеств токсичных 
веществ, но и тогда, когда имеет место постоянное воздействие малых 
доз (в том числе и в пределах так называемых предельно допустимых 
концентраций – ПДК). 

172 
Одномоментное влияние химического стресса также является весьма 
опасным для живых организмов, которые по разным причинам (малый 
возраст, слабость и т. п.) оказываются не в состоянии метаболизировать 
попадающие в них токсичные вещества и подвергаются поражающим
эффектам.
Устойчивость живого организма по отношению к токсикантам мо-
жет быть достигнута: 
1) при уменьшении поступления токсиканта; 
2) увеличении коэффициента выделения токсиканта; 
3) переводе токсиканта в неактивную форму в результате его изо-
ляции или осаждения. 
Например, синтез металлотионеинов обусловливается несколькими 
металлами, включая ртуть, кадмий, цинк, медь, серебро. Поэтому нали-
чие одного из этих металлов может вызвать устойчивость к другому 
металлу из-за неспецифичности лигандов. 
Факторы, влияющие на доступность токсикантов, усвоение, их 
воздействие на организм, могут быть совершенно разной природы: 
1) химические (химические свойства, окислительно-восстановитель-
ные потенциалы, частота воздействия); 
2) физические (освещенность, температура, турбулентность в рас-
творах); 
3) биологические (размеры, стадии развития, упитанность, состоя-
ние здоровья, акклиматизация). 
Основные экотоксиканты, поступающие в живые организмы, в 
частности в организм человека, и имеющие высокую токсичность: 

газообразные неорганические соединения и кислоты; 

тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь
и др.); 

радионуклиды; 

полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды; 

диоксины; 

пестициды и их метаболиты, включая дефолианты, десиканты; 

регуляторы роста; 

нитраты, нитриты и нитрозосоединения; 

антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны, гормональные пре-
параты; 

микотоксины и др. 
В современной токсикологии существует понятие «суперэкотокси-
канты» – это химические вещества, загрязняющие поверхность Земли и 

173 
приводящие к тяжелым экологическим последствиям. К ним относятся 
диоксины, полициклические ароматические углеводороды, некоторые тя-
желые металлы (в первую очередь, свинец, ртуть и кадмий) и долгоживу-
щие радионуклиды. 
Канцерогенными веществами являются никель, кобальт, хром, 
мышьяк, бериллий, кадмий. Канцерогенез – это способность металла 
проникать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, приводя
к хромосомным нарушениям клетки. Различие в канцерогенной актив-
ности определяется биодоступностью металлопроизводных: наиболее по-
тенциально активные соединения содержат канцерогенные ионы метал-
ла, способные легко внедряться в клетки и реагировать с молекулой 
ДНК. Например, соли шестивалентного хрома потенциально более кан-
церогенны, чем соли трехвалентного хрома, поскольку первые полно-
стью проникают в клетки, а вторые – лишь ограниченно. 
Канцерогенез зависит как от механизма поступления канцерогенных 
веществ в клетку, так и от их количества внутри клетки. Важным факто-
ром в этом аспекте является общая цитотоксическая активность конкрет-
ного иона металла, а также рН среды, температура, наличие в клетке ами-
нокислот. При более кислых значениях рН наблюдается наибольшая рас-
творимость канцерогенов в клетке. Присутствие в клетке аминокислот, 
хорошо связывающих металлы, таких как цистеин, гистидин, сильно по-
нижает способность канцерогенов, к примеру, никеля, проникать в клетки. 
Температура среды является ярким индикатором канцерогенеза: ее повы-
шение приводит к ускорению процесса канцерогенеза.  
При рассмотрении основных типов органических, неорганических и 
металлоорганических экотоксикантов в табл. 9.1–9.3
необходимо пом-
нить, что негативные эффекты этих токсичных веществ определяются
в значительной мере их химической природой [20].
Во второй половине XX в. большую актуальность приобрело 
биологическое загрязнение окружающей среды. 

жүктеу/скачать 4.36 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: