Механизмы повреждения мембран

1. Разрушение собственной фосфолипазной, активируемой ионами Са²⁺.

2. Перекисное окисление, активируемое ионами Fe²⁺, ультрафиолетовым облучением и кислородом.

3. Механическое повреждение, проявляющееся, например, при изменении осмотического давления в клетке.

4. Разрушающее действие антител.

Микробиологическое загрязнение– появление в среде необычно большого количества микроор­ганизмов, связанных с массовым их размножением на суб­стратах или средах, измененных в ходе хозяйственной де­ятельности человека. Микробное загрязнение может быть и при приобретении ранее безвредной формы микроорга­низмов патогенных свойств или способности подавлять дру­гие организмы в сообществах. Примером микробного заг­рязнения является присутствие кишечной палочки в воде хозяйственно-питьевого назначения.

Минимально действующая, или пороговая, доза (концентрация) ядовитого вещества – это такое его наименьшее количество, которое при однократном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные, но обратимые изменения жизнедеятельности. Их обозначают соответственно Lim_ac, Lim_ch.

Минимальная токсическая доза (концентрация) (LD₀, Cl₀) – максимально переносимая доза ядовитого вещества (в мг/кг) при однократном введении внутрь или подкожно, вызывающая токсический эффект без летального исхода, при этом отмечается выраженное отравление с комплексом характерных патологических сдвигов в организме.

«Мокрая минерализация» – метод, применяемый для разрушения биологического материала, при этом используют серную кислоту в смеси с азотной кислотой или в смеси с азотной и серной кислотами.

Монооксид азота (NO) не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании монооксид азота образует с гемоглобином нестойкое нитрозосоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин, при это двухвалентное железо переходит в трехвалентное. Ион Fe³⁺ уже не может связывать обратимо кислород и, таким образом, выходит из процесса переноса кислорода. Концентрация метгемоглобина в крови 60–70% считается летальной. Такое явление возможно только в закрытом помещении.

Мутагенное действие – качественные и количественные изменения в генетическом аппарате клетки.

Н

Неорганизованные выбросы в атмосферу происходят вследствие неплотностей в аппаратуре и коммуникациях, неумелой транспортировки и неправильного хранения сырья и материалов и т. д. К числу неорганизованных выбросов следует отнести выбросы от автотранспорта. К другой группе относят организованные выбросы – ды­мовые трубы, вентиляционные системы и пр.

Никель. Основные источники загрязнения: сжигание топлива, цветная и черная металлургия, осадки сточных вод промышленности и коммунального хозяйства. В кислой среде никель более подвижен, чем в нейтральной или щелочной. Никель необходим растениям в очень малых количествах. В водных культурах никель очень токсичен для растений (кукуруза, бобы) в дозе 2 мг/л. Более токсичен никель для растений на кислых почвах. Высоким потреблением никеля отличаются растения семейства астровых и бурачниковых, низким – розоцветные. Никель способен изменять активность окислительно-восстановительных процессов, влияет на поглотительную способность корней, задерживает поступление железа. При его повышенном содержании происходит угнетение роста растений, снижается содержание хлорофилла в листьях. При загрязнении кормов никелем происходит эндемичное заболевание у животных, ухудшается зрение вследствие накопления его в роговице глаз. Вызывает заболевание рака полости рта и толстой кишки.

Нитраты. Некоторые виды растений могут накапливать нитраты в плохо выводящейся из организма форме при чрезмерном внесении азотсодержащих удобрений. К числу растений, склонных к накапливанию нитратов, относятся сахарная свекла (особенно листья), шпинат, морковь, кормовая свекла, салат, капуста. Накопление азота может происходить при нехватке серы в почве. Недостаток серосодержащих аминокислот препятствует синтезу белков, а тем самым и синтезу фермента нитратредуктазы. Таким образом, нитраты сохраняются в тканях растений в неметаболизированном состоянии. Проникая вместе с пищей в слюну и тонкие кишки, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозил-ионы

NO₂^- + H⁺ ↔ NO⁺ + OH^-

Нитрозил-ионы могут окислять железо (II) в гемоглобине до железа (III), что препятствует связыванию кислорода гемоглобином при образовании координационной связи между железом и кислородом. В результате возникают симптомы кислородной недостаточности, приводящей к цианозу (синюхе). При переходе 60–80% железа (II) гемоглобина в железо (III) наступает смерть. Особенно чутко на нитрозил-ион реагируют грудные младенцы в первые недели своей жизни. Нитриты расширяют сосуды и образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту, обладающую мутагенным действием.

Нитрофилы – азотолюбивые растения, произрастающие на почвах с высоким содержанием нитратов.

О

ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень вещества в воздухе, мг/м³.

Оксид углерода (СО) – бесцветный и не имеющий запаха газ. Воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье. Первичные симптомы отравления этим ве­ществом (головная боль) возникают при концентрациях 200–220 мг/м при длительности воздействия 2–3 ч. При повышенных концентраци­ях появляются пульсация в области висков и головокружение. Токсичность СО возрастает при наличии в воздухе оксидов азота, в этом случае концентрацию СО в воздухе нужно снижать в 1,5 раза.

Опосредованное (косвенное) воздей­ствие – непреднамеренное изменение природной среды в ре­зультате цепи природных реакций, каждая из которых вле­чет за собой изменение других, связанных с нею первичных, или вторичных явлений, вследствие хозяйственных меро­приятий (пример косвенного воздействия – под­топление территорий при создании водохранилищ).

Опрокидывание воды – переход от аэробного к анаэробному состоянию. При достаточном количестве кислорода проявляется активность аэробных микроорганизмов, которые питаются органическими веществами. При этом образуются СО₂ и Н₂О, а также нитраты, фосфаты, сульфаты, кислородсодержащие соединения других элементов, которые содержались в исходных веществах. С ростом числа живых организмов в воде увеличивается и количество отмирающих, для аэробного разрушения органических остатков которых требуется также кислород. При этом резко возрастает расход кислорода, и растения уже не могут восполнять его за счет фотосинтеза. Если органические остатки не будут вскоре переработаны, вода на длительное время останется без кислорода, необходимого для жизнедеятельности флоры и фауны, вплоть до того, что аэробные организмы уже не смогут более существовать. Их массовая гибель соответственно сопровождается массовым размножением анаэробных микроорганизмов, которые разрушают всю биомассу путем брожения. После анаэробного распада в результате целого ряда взаимосвязанных процессов брожения образуются CH₄, CO₂, H₂O, NH₃, H₂S. Распавшиеся в анаэробных процессах органические вещества так сильно изменяют состояние воды, что делают невозможным в обозримое время ее возвращение к аэробному состоянию, если не предпринимать искусственные меры.

Остатки пестицида – неизменное исходное соединение и (или) токсичные продукты его трансформации.

Острые отравления целесообразно рассматривать как «химическую травму». Такие отравления развиваются при одномоментном поступлении в организм токсической дозы чужеродного химического вещества и характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами. Острые отравления целесообразно рассматривать как «химическую травму», развивающуюся вследствие попаданий в организм токсической дозы чужеродного химического вещества. Токсикогенный эффект при этом носит характер патогенной реакции.

Относительная токсичность вещества опреде­ляется как летальная концентрация вещества, приводящая к гибели 50% особей (ЛК₅₀) за определенный период воздействия (96–120 час). По этому показателю выделяют­ся шесть групп веществ: особо высокую, высокую, среднюю, умеренную, малую, очень малую.

П

ПДК – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе, не вызывающая токсических явлений у человека и животных.

Первичные загрязнители атмосферы –взвеси, аэрозоли (дым, туман, смог и т. д.); углеводороды и другие летучие органические вещества; угарный газ СО; оксиды азота NO_x; сернистый газ SO₂; свинец и другие тяжелые металлы.

Персистентность в почве (растении) – продолжительность сохранения биологической активности загрязняющего почву химического вещества, характеризующая степень его устойчивости к процессу разложения.

Поверхностно-активные вещества попадают в окружающую среду при применении синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств. Поступают со сточными водами во многие водоемы, в том числе и источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Незначительная концентрация ПАВ 0,05-0,1 мг/л в речной воде достаточна, чтобы активировать токсичные вещества, адсорбированные на донных осадках.

Поллютант, загрязнитель – любое вещество, находящееся в окружающей среде в количествах, достаточных для того, чтобы вызвать нежелательные или опасные для биоты последствия.

Потенциальное воздействие – токсичность для конкретной особи, популяции или экосистемы, зависящая от концентрации вредного вещества. Потенциальное воздействие (токсичность) и экспозиция в комплексе определяют степень опасности данного вещества.

Продуценты – автотрофные и хемотрофные организмы, использующие солнечную или химическую энергию и производящие органические вещества из неорганических соединений.

Пространственный фактор определяет пути наружного поступления и распространения яда. Это распространение во многом связано с кровоснабжением органов и тканей, поскольку количество яда, поступающего к определенному органу, зависит от его объемного кровотока, отнесенного к единице массы тканей.

Прямое воздействие – это непос­редственное, не всегда планируемое и желаемое измене­ние природы в процессе хозяйственной деятельности чело­века. Среди прямых воздействий на природу различают: антропическое, антропогенное, аддитивное, кумулятивное и синергическое воздействие.

Пути поступления ядов в организм – пищеварительный тракт, органы дыхания и кожные покровы. Ядовитые вещества через желудочно-кишечный тракт поступают в основном из-за безконтрольного скармливания кормов, загрязненных токсическими веществами или содержащих завышенные количества некоторых кормовых добавок: поваренной соли, карбамида, хлопкового шрота и др., а также при употреблении ядовитых растений, загрязненной воды. Всасываются вещества в основном в тонком отделе кишечника, однако при загрязнении кормов липидотропными фосфорорганическими пестицидами они поступают в организм, начиная со слизистой оболочки ротовой полости.

ПХБ – неочищенная смесь взятых в различной пропорции хлорированных бифенилов. Существует большое количество видов подобных соединений, содержащих от 32 до 62% хлора. ПХБ применяются в производстве пластмасс, изоляции, как добавка к маслам, в металлургической промышленности и т.д. Одновременно выделяется большое количество соляной кислоты.

Р

Радиационное загрязнение вызывается действием ионизирующих излучений.

Радиоактивное загрязнение – пре­вышение естественного уровня содержания радиоактив­ных веществ (радионуклидов) в среде (мера единицы ра­диации – бер).

Радионуклиды. В растительной пище особенно часто можно встретить Sr-89, Sr-90, I-131, Cs-137, Ba-140, K-40, C-14, H-3 (тритий). Принципиально все радионуклиды могут быть усвоены различными организмами и таким образом попасть в продукты питания. Известны радионуклиды благородных газов естественного и искусственного происхождения. Перечисленные радионуклиды (кроме благородных газов) либо вступают в прочное взаимодействие с органическими соединениями, либо заменяют элементы в клетках, выполняя ту же функциональную роль (например, калий). Среди естественных радионуклидов по суммарной активности на первом месте К-40 (около 90% суммарной активности). Элемент калий, в котором доля К-40 составляет определенный процент, обычно попадает в организм с растительной пищей или молоком (содержание составляет 1,4 г в 1 л). Остающиеся 10% активности радионуклидов естественного происхождения падают на долю С-14, который содержится во всех органических соединениях, а также на радионуклиды некоторых других элементов.

Радионуклиды антропогенного происхождения – Sr-90, I-131, Cs-137. После аварии атомного реактора в Чернобыле (апрель 1986 года) прежде всего было обнаружено сильное загрязнение радионуклидом I-131 – источником β- и γ-излучений. Вследствие сравнительно небольшого периода полураспада этого радионуклида (8 дней) его физиологическое действие на человека продолжается практически в течение приблизительно 60 дней. Радиоактивный йод попадает в организм человека вместе со свежим молоком, свежими овощами и яйцами. Попавший в организм йод накапливается в щитовидной железе, загрязняя ее в более значительной степени, чем остальные органы.

Период полураспада цезия и стронция – 30 и 28 лет соответственно. Физиологическое действие цезия сходно с действием калия, однако его подвижность меньше. После сорбции корнями элемент распределяется между всеми частями растения. Радиоактивный цезий накапливается также некоторыми видами грибов (в том числе белыми грибами) в спорообразующей части – в пластинках и трубках. В организм человека цезий попадают главным образом с молочными и мясными продуктами, хлебом. В кишечнике цезий почти полностью ресорбируется. Для части, отложившейся в мышечных тканях, характерен период полувыведения 50–200 дней. При повторном поступлении радиоцезий накапливается в организме, поражение при этом может достичь значительных размеров. Sr-90 значительно дольше удерживается в организме – период полураспада около 50 лет. Биологическое поведение его сходно с поведением химического аналога – кальция. В организм человека он попадает с растительной пищей, молочными продуктами и яйцами. Стронций-90 отлагается главным образом в костях, поэтому основная нагрузка при поражении организма приходится на костный мозг, ответственный за работу кровеносной системы. В первую очередь этот элемент вызывает лейкемию.

Реакция конъюгирования представляет собой процесс взаимодействия токсичных веществ с эндогенными химическими соединениями, в результате которых образуются вещества-конъюгаты, как правило, более полярные, более подвижные и менее токсичные.

Региональное загрязнение –это загрязнитель, кото­рый обнаруживается в пределах значительного простран­ства, но не охватывает всю планету.

Редуценты – организмы, разлагающие органическое вещество и превращающие его в неорганические конечные продукты метаболизма.

Респираторные (дистанционные) отравления могут возникать при длительном нахождении непосредственно вблизи от источника, такие отравления часто возникают при выделении в окружающую среду летучих, ароматических, эфиросодержащих веществ. Такие отравления сопровождаются удушьем, головной болью и головокружением, чиханьем, кашлем, слезоточением, насморком, общим недомоганием, вплоть до потери сознания при длительном контакте.

Рецепторы – специальные чувствительные образования у животных и человека, воспринимающие и преобразующие раздражение из внешней и внутренней среды в специфическую активность нервной системы (например, органы слуха, обоняния, вкуса, осязания).

Ртуть. В 1953 году в Японии у 121 жителя побережья в бухте Минамата было обнаружено заболевание, сопровождающееся ломотой в суставах, нарушением слуха и зрения. Это заболевание, вошедшее в литературу под названием «болезнь Минамата», закончилось смертью почти для трети больных. Расследование установило, что на ацетиленовом производстве ртутные отходы сбрасывались в реку, впадающую в бухту. Ртуть микробиологическим путем превращалась в метилртуть.

Hg → CH₃Hg⁺ → (CH₃)₂Hg

Метилртуть по пищевой цепи через планктон, моллюсков и рыб, в конце концов, попадала на стол в пищу. В этом цикле ртуть постепенно концентрировалась и в конце цепи, дойдя до человека, достигла токсичной концентрации. В малых количествах ртуть оказывает положительное влияние: регулирует активность лейкоцитов, повышает иммунологическую устойчивость организмов. Биологический период полувыведения ртути для большинства тканей организма человека составляет 70–80 дней.Вдыхая пары ртути, человек непосредственно не ощущает их пагубного действия. Между тем это все более широко распространяющееся вредное вещество обладает кумулятивным дейст­вием: при содержании во вдыхаемом воздухе более ПДК оно накапли­вается в органах, в частности в печени. Тяжелое заболевание, связан­ное с отравлением парами ртути, наступает, как правило, после более или менее длительного воздействия их и проявляется при ослаблении организма в результате легкого заболевания (насморк и т. п.). Потенциальная опасность паров ртути увеличивается в связи с бес­контрольным захоронением боя использованных люминесцентных ламп, имеющих широкое применение.

Ртутьорганические пестициды (гранозан, меркуран, агронал, фализан и др.) относятся к сильнодействующим ядовитым высокотоксичным веществам, обладают высокой кумуляцией и стойкостью. Действующим началом большинства ртутьорганических препаратов являются этилмерхлорид и этилмеркурфосфат. В последнее время ртутные протравители семян заменяются на комбинированные, менее опасные препараты на основе фунгицидов и бактерицидов. Ртутьорганические пестициды накапливаются во всех жизненно важных органах, в том числе в головном мозге, причем больше всего в мозжечке, печени, почках, мышцах, сердце, кишечнике и т.д. Выделяются из организма больше года.

С

Самоочищение, самоочищающая способность – совокупность всех природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств ландшафта в целом или отдельных его компонентов; способность экосистемы освобождаться от поллютантов со скоростью, исключающей какое-либо вредное действие для системы.

Свинец. Источники поступления свинца: выбросы металлургических предприятий, автомобильный транспорт, осадки коммунальных и промышленных сточных вод, инсектициды. Наибольшее количество свинца может содержаться в почве, следовательно, в выращиваемых здесь овощах, на расстоянии 1,2–2 метра от дороги. Возможно его поступление даже на расстоянии 300 м от дороги. Свинец в ландшафте мигрирует в составе взвешенного вещества, в коллоидной фазе и в форме ионов. Свинец техногенного происхождения накапливается в поймах и донных отложениях рек и озер. В донных отложениях он тесно связан с гидроксидами железа и органическим веществом, с фульвокислотами и в меньшей степени с гуминовыми кислотами. Загрязнение почвы свинцом на уровне 50 мг/кг опасно для здоровья человека. Поступление свинца в организм человека по пищевым цепям ведет к расстройству нервной системы. Содержание свинца в кормах, превышающее 15 мг/кг сухого вещества, может оказать негативное воздействие на нежвачных животных, 250 мг/кг вызывает отравление. Свыше 90% свинца попадает в организм человека с пищей и около 10% – респираторным путем, причем в городской местности в организм человека свинца поступает на 30% больше, чем в сельской. Свинец, поступивший респираторным путем, хуже выводится из организма, поэтому более опасен. Избыток свинца в крови человека подавляет центральную нервную систему, деятельность мозга, почек и мышц. Для человека токсичными считаются суточные дозы свинца свыше 0,35мг/кг.

Сернистая кислотав продуктах питания. Эту кислоту используют для придания устойчивости винам, ее добавка в количестве до 20 мг/л уже препятствует образованию плесени. При концентрации ее более 40 мг/л она может вызвать головную боль. Большие количества сернистой кислоты можно встретить в молодых не созревших винах (типа божоле). Запрещено повышать стойкость мяса и рыбы с помощью сернистой кислоты, устраняющей гнилостный запах мяса, даже если начался микробиологический процесс его разложения.

Сероводород (H₂S) –бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц, к которому развивается привыкание. При концентрации в воздухе 0,02–0,2 мг/л появляются симптомы интоксикации, смертельная концентрация в воздухе – 1,2 мг/л. Сероводород – побочный продукт газового и коксового производства, сланцеперегонной и нефтяной промышленности. Неблагоприятны экологические последствия его выделения из сточных вод и канализационных сетей. При окислении в атмосфере он может превращаться в оксиды серы и далее в серную кислоту.

В организме он также окисляется до серы и сульфатов. Сероводород оказывает нейротоксическое действие, обусловленное развитием тканевой гипоксии (последствием связывания железа в цитохромах), местное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, поражение кожных покровов (дерматиты, экземы), а при резорбции вызывает развитие вегетоастенического синдрома, расстройство работы сердца и пищеварения, нарушение функции щитовидной железы, сдвиги белкового и углеводного обмена, анемию.

Сероуглерод (CS₂) – нейротропный яд, который в 2–6 раз тяжелее воздуха и поэтому длительно задерживается в приземном слое. Пары этого соединения поступают в окружающую среду при производстве синтетических волокон, пластмасс, клея, стекол. Проникает в организм преимущественно ингаляционно, вызывая вначале стойкую головную боль, расстройство сна, снижение работоспособности, неприятные ощущения в области сердца. Затем развиваются нарушения эмоциональной сферы (раздражительность, колебания настроения), ослабление памяти, вегетативные нарушения. Для воздуха рабочих помещений ПДК содержания сероуглерода – 0,001 мг/л. В концентрациях, превышающих ПДК в 2–5 раз при повторяющемся ингаляционном воздействии, вызывает не только функциональные сдвиги, но и органические нарушения периферической центральной нервной системы, а также эндокринной, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем.

Синергическое воздействие (от греч. syn – вместе, ergon – работать) – комплексное влияние нескольких факторов, при котором общий эф­фект оказывается иным, чем при суммировании воздей­ствия каждого фактора порознь. Синергическое воздей­ствие может проявляться или в увеличении, или в умень­шении силы воздействия одного фактора при наличии од­ного или более других факторов.

Соматогенная фаза отравлений –вторая клиническая стадия острых отравлений, наступает после удаления или разрушения токсического агента в виде «следового» поражения структуры и функций различных органов и систем организма.

Специфические запахи патматериала чеснока, аммиака и миндаля говорят об отравлениях соответственно чеснока – при отравлении фосфидом цинка; аммиака – карбамидом; миндаля – цианидами.

Среднесмертельная (LD₅₀, Cl₅₀) или абсолютно смертельная доза (LD₁₀₀, Cl₁₀₀) (концентрация) –количества вещества, вызывающие гибель 50% или 100% особей при однократном введении токсического вещества внутрь или подкожно. Эти показатели используются в экспериментальных исследованиях.

Т

Тератоген – ксенобиотип или агент, увеличивающий долю врожденных дефектов (отклонение от нормы).

Тератогенное действие – аномалии в развитии плода, вызванные структурными, функциональными и биохимическими изменениями в организме матери и плода.

Токсикогенная фаза отравлений –первая клиническая стадия острых отравлений, когда токсический агент находится в организме в дозе, способной вызвать специфическое действие.

Токсикодинамика – это раздел токсикологии, рассматривающий вопросы механизма токсического действия ядовитых веществ на организм, составляющего молекулярную основу токсического эффекта с учетом первичной реакции яда и ферментов.

Токсикокинетика –раздел экотоксикологии, рассматривающий закономерности всасывания, распределения, накопления, метаболизма (биотрансформации) и выведения ядовитых веществ при остром и хроническом отравлениях.

Токсикометрия – раздел токсикологии, изучающий зону и количество токсического действия ядовитых веществ. Поэтому дозы и концентрации ядовитых веществ принято подразделять в зависимости от степени выраженности вызываемого ими биологического эффекта.

Токсичность – ядовитость, способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное действие на организмы (человека, животных, растений, грибов, микроорганизмов).Определяется величиной, обратной среднесмертельной дозе (концентрации): Т = 1 / LD₅₀ (Cl₅₀).Показатель токсичности применяют в качестве меры несовместимости вещества с жизнью. Недостатком этой формулы является то, что она не учитывает возможность биотрансформации и детоксикации яда, а также возможности кумулятивного эффекта.

Толерантность – способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них.

Транспорт токсических веществ в организме:

1-й тип транспортировки различных веществхарактерен для нейтральных молекул.Быстрее всего диффундируют молекулы веществ, обладающих высокими липофильными свойствами. Они проникают через клеточные мембраны по законам диффузии, как, например, многие наркотические вещества. Крупные молекулы, например белки, проникают сквозь мембраны через крупные щели или путем пиноцитоза (везикулярного транспорта).

2-й тип транспортировки различных веществосуществляется посредством молекул-носителей в мембране, которые свободно движутся (осциллируют) между внутренними и наружными ее поверхностями, как, например, транспорт глюкозы в эритроцитах человека.

3-й тип транспортировки различных веществсвязан с потреблением энергии, которая образуется в результате метаболизма аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) в самой мембране. Предполагается, что при этом молекула вещества соединяется с носителем. Примером могут служить процессы транспорта ионов калия в клетках млекопитающих, всасывание и выведение веществ в ионизированной форме почечными канальцами и т.д. В качестве носителей обычно служат ферменты, например, калий и натрий-зависимая аденозинтрифосфатаза.

4-й тип транспортировки различных веществкасается диффузии через поры, в стенках которых есть положительно заряженные частицы, пропускающие только анионы, по принципу фильтрации. Однако существуют каналы, пропускающие неэлектролиты. Например, мембраны почечных клубочков человека в норме способны пропускать все молекулы, меньшие, чес молекулы альбумина (молекулярная масса 70 000).

Тяжелые металлы – химические элементы (металлы) с атомной массой более 40 атомных единиц или химические элементы с удельным весом свыше 5 г/см³. Тяжелые металлы вызывают сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, обладают эмбриотропным и канцерогенными свойствами. Они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д. Санитарно-гигиенические нормы содержания избыточных элементов в продуктах питания и кормах постоянно пересматриваются и разрабатываются новые. Верхняя пороговая концентрация ТМ в сухом веществе корма характеризуется следующими величинами (мкг/кг): для кобальта, молибдена, меди, цинка и марганца соответственно: 1,0 и выше, 2,0–3,0 и выше, 20–40 и выше, 60–100 и выше, 60–70 и выше; для ртути не более 0,05.

У

Углеводороды(пары бензина, пентан, гексан и др.) обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывает головную боль, головокружение и т.п.

Устойчивость к распаду – характеризуется временем снижения концентрации вещества в 20 раз – τ₉₅, сутки.

Ф

Фенолы (загрязнение фенолами). При попадании в природную среду в аэробных условиях фенолы распадаются иногда в течение недели. Нормативы, принятые для питьевой воды, устанавливают ПДК фенолов на уровне 0,5 мкг/л. Фенолы используют для дезинфекции, а также для изготовления клеев и фенолформальдегидных пластмасс. Кроме того, они входят в состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей, образуются при сгорании и коксовании дерева и угля.

Физическое загрязнение – загрязне­ние, которое связано с изменением физических парамет­ров среды: тепловых, световых, шумовых, электромагнит­ных, радиационных и т.п.

Фосфорорганические пестициды (ФОП) – это высокомолекулярные эфиры кислот фосфора (фосфорной, пирофосфорной, фосфористой и др.) и их сернистых и азотистых производных. ФОП в организме животных накапливаются преимущественно в головном и спинном мозге, в легких, сердце, печени, почках, селезенке, скелетных мышцах, превращаясь в свои метаболиты. Под влиянием окислительных процессов тиофос превращается в фосфакол, карбофос в имидоксон, диазинон в диазоксон, антио в фосфамид, метилнитрофос в паранитрокрезол, при этом метаболиты по степени токсичности более токсичны, чем основное вещество. При частичном дехлорировании хлорофос превращается в ДДВФ, азунтол в потазан. Эти вещества выделяются с мочой и фекалиями в течение 7–30 дней.

Фотолиз – разложение ксенобиотика под действием инсоляции или искусственного света.

Фотохимический эффект – разложение под влиянием света.

Х

Химическое загрязнениеобусловливает изменение естественных химических свойств окружающей среды, которые превы­шают среднемноголетние колебания количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода. Химическое заг­рязнение природной среды получается и при появлении в ней химических веществ, которые отсутствовали в этой среде раньше. Примером химического загрязнения гидро­сферы являются загрязнения воды тяжелыми металлами, пестицидами и т. д.

Хеморецепция – восприятие одноклеточным организмом или специализированными клетками многоклеточного организма (хеморецепторами) существенных для его жизнедеятельности химических веществ по отношению к воспринимающей клетке среде. Хеморецепция – эволюционно наиболее древний вид рецепции, свойственный всем живым организмам. Имеет первостепенное значение для большинства животных при поиске пищи, избегании врагов или при неблагоприятных факторах среды, нахождении полового партнера и узнавании особей своего вида, для ориентации в пространстве и т.д. В роли рецепторов токсичности могут выступать ферменты, аминокислоты, наиболее реакционно способные функциональные группы органических соединений, различные медиаторы и гормоны.

Хлор –газ зеленовато-желтого цвета с острым раздражающим запахом, отличается повышенной реакционностью, активный окислитель. При вдыхании очень больших концентраций возможна молниеносная смерть от рефлекторной остановки дыхания или спазм голосовой щели. Гибель пораженного может произойти через 25–30 мин от химического ожога легочной ткани. При низких концентрациях – резь в глазах, слезотечение, охриплость голоса, стеснение и боль в груди, хлорный кашель, приступы удушья, в дальнейшем отек легких и смерть.

Хлорированные углеводороды относятся к числу продуктов, распад которых идет с трудом и длится более двух дней (органические растворители с одним-двумя атомами углерода, полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды). Хлоруглеводороды могут образоваться уже в самой воде, когда хлорированная вода входит в контакт с продуктами распада гумуса. Таким образом образуется трихлорметан (CHCl₃).

Хлорорганические пестициды (ГХЦ, полихлорпинен, алдрин, эфирсульфонат и др.) – одни из первых пестицидов, нашедших широкое применение в сельском хозяйстве. Они используются в борьбе с вредителями зерновых, зернобобовых, технических культур, овощных и полевых культур, в лесном хозяйстве, ветеринарии и даже в медицинской практике. Отличительная их особенность – стойкость к воздействию различных факторов внешней среды (температура, солнечная радиация, влага и т.д.).

Другая особенность данной группы веществ – способность накапливаться в головном и спинном мозге, печени, почках, тонком кишечнике, генеративных органах, жировой ткани. Выделяются они с молоком коров и овец в течение 14–15 дней, а полностью выводятся из организма в течение 180–240 дней.

Большинство препаратов этой группы относится к среднетоксичным соединениям. Только некоторые из них (алдрин, дилдрин) принадлежат к сильнодействующим и очень опасным по своей летучести веществам. ХОП могут вызвать острые и хронические отравления с поражением печени, центральной и периферической нервной системы и других жизненно важных органов и систем. В настоящее время применение таких сильнодействующих препаратов, как алдрин, диелдрин, в сельском хозяйстве запрещено.

В последнее время получены химические соединения этой группы, обладающие высокой инсектицидной активностью, легко разлагающиеся в окружающей среде до нетоксичных продуктов. Из хлорорганических инсектицидов в нашей стране сегодня находят широкое применение полихлоркамфен, гексахлоран, гамма-изомер, ГХЦГ-тиодан, дилор и др.

Хром – высокотоксичный элемент. Хром – один из биогенных элементов, который постоянно находится в тканях растений и животных. Источники загрязнения: осадки сточных вод кожевенных заводов, коммунальные стоки и выбросы металлургических предприятий. Фитотоксичность хрома зависит от его валентности, определяющей подвижность элемента в почве и его доступность растениям. Шестивалентный хром является анионом хромовой кислоты и в составе аниона практически не поглощается почвенными коллоидами, поскольку они несут преимущественно отрицательный заряд. Трехвалентный хром выступает в роли катиона и хорошо поглощается почвой, вследствие чего обладает малой токсичностью. Поэтому ПДК трехвалентного хрома в почве равна 100 мг/кг, шестивалентного – 0,05 мг/кг. По токсичности хром уступает только ртути. Верхний критический уровень, при котором происходит снижение урожая растений на 10%, – 10 мг/кг. В растениях содержание хрома колеблется в пределах 0,02–0,20 мг/кг. Культуры семейства бобовых содержат повышенное его количество – 22–100 мг/кг сухого вещества. Снижение содержания хрома в продуктах питания ведет к уменьшению его содержания в крови, затормаживает рост, повышает содержание холестерина в крови; повышение содержания приводит к сухости и боли в носу, затруднению дыхания и недомоганию.

Хронические отравления обусловлены длительным, часто прерывистым, поступлением ядов в малых (субтоксических) дозах. Заболевания при этом начинаются с появления мало специфических симптомов, отражающих первичное нарушение функций преимущественно нервной и эндокринной систем. Выделяют более редкие по своей распространенности подострые отравления, когда при однократном введении яда в организм клиническое развитие отравления очень замедленно и вызывает продолжительное расстройство здоровья.

Ц

Цинк – один из главных микроэлементов, он входит в состав ферментов, обуславливающих и регулирующих многие жизненные процессы, принимает участие в биосинтезе РНК и хлорофилла, участвует в углеводном и фосфатном обмене. Повышает жаро- и морозоустойчивость растений. При его недостатке в почве замедляется превращение неорганических фосфатов в органические соединения растений. Цинк входит в состав более 30 ферментов. При цинковом голодании в растениях накапливаются небелковые растворимые азотистые соединения (аминокислоты, амиды) и редуцирующие сахара, уменьшается содержание сахарозы, крахмала, увеличивается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина. Влияние высоких концентраций цинка проявляется в синергическом действии, усиливая эффект других загрязнителей. Заболевания, связанные с загрязнением организма цинком, изучены недостаточно, хотя имеются сведения о поражении органов дыхания, печени, почек.

Цитотоксины – гидролитические ферменты, разрушающие клеточные мембраны и вызывающие лизис различных клеток, в том числе эритроцитов.

Ш

Шумовое заг­рязнениесреды – превышение естественного уровня шума и ненормального изменения звуковых характеристик (силы звука, периодичности и т.п.). Шумовое загрязнение (выражается в децибелах – дб) отрицательно воздейству­ет на организм человека, вызывая повышенную утомляе­мость, снижение умственной активности, что приводит к понижению производительности труда, физическим и не­рвным заболеваниям.

Э

Эвтрофикация – процесс увеличения концентрации питательных веществ в водоеме, приводящий к более высокой плотности водных растений и накоплению органических веществ.

Эдафон, эдафические условия – почвенные условия, влияющие на жизнедеятельность растений и их распределение.

Экзотоксины – яды, образующиеся и выделяющиеся в окружающую среду во время роста патогенных микроорганизмов.

Экологическая магнификация – это накопление веществ посредством пищевых цепей.

Экотоксикант – токсичное и устойчивое в условиях окружающей среды вещество, способное накапливаться в организмах до опасных уровней концентраций.

Экотоксикология – наука, занимающаяся исследованием влияния антропогенных химических веществ на биологические объекты окружающей среды.

Экспозиция – концентрация вредного вещества, которая воздействует на человека, животное, растение или экосистему в течение определенного времени (иными словами это «доза воздействия»).

Экстракция – процесс извлечения вещества из водной фазы органическим растворителем. Данный процесс осуществляется вследствие разности концентраций и неодинаковой растворимости этого вещества в обоих растворителях и происходит до тех пор, пока не наступит равновесие концентраций извлекаемого вещества в одном и другом растворителях.

Электромагнитные загрязнения– возникают от ли­ний электропередач, радио, телевидения и т. д.

Я

Ядовитые растения –растения, которые вырабатывают токсические вещества, т.е. фитотоксины, даже в незначительных количествах вызывающие смерть и поражение организма человека и животных. Это определение в известной мере условно. Например, одно из важнейших кормовых и лекарственных растений – клевер, при произрастании в условиях мягкой зимы (с изотермой января выше +5⁰С) накапливает в молодых побегах значительное количество цианогенных гликозидов (дающих при расщеплении синильную кислоту). Таким образом, клевер защищается от уничтожения улитками, проявляющими раннюю активность в условиях ранней зимы.

Яды – вещества, вызывающие отравление или смерть при попадании в организм в малом количестве. В этой роли может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушения жизненно важных функций и создать опасность для жизни.