Ekotoksykologia. wg. Wojciech Dmuchowski

Transkrypt

1 Ekotoksykologia wg. Wojciech Dmuchowski Podstawy ekotoksykologii C.H. Walker, S.P. Hopkin R.M. Sibly, B. Peakall Wydawnictwo Naukowe PWN

2 Ekotoksykologia od komórki do ekosystemu R. Laskowski, P. Migula PWRiL Chemia środowiska G.W. vanloon, S.J. Duffy Wydawnictwo Naukowe PWN

3 Chemia środowiska Peter O'Neill Wydawnictwo Naukowe PWN Wstęp Plan wykładu Zanieczyszczenia środowiska Ekotoksykologia na poziomie molekularnym i komórkowym Ekotoksykologia osobnicza Ekotoksykologia populacyjna Ekotoksykologia ekosystemowa Ekotoksykologia stosowana

4 Ekotoksykologia - definicje Termin ekotoksykologia złożenie słów ekologia i toksykologia (Truhaut 1969) E. zajmuje się ochroną systemów ekologicznych przed szkodliwym działaniem syntetycznych substancji chemicznych (Calow 1993) Nauka integrująca ekologiczne i toksykologiczne efekty chemicznych zanieczyszczeń z losami tych zanieczyszczeń w środowisku (przemieszczanie się, przemiany, rozkład) (Forbes i Forbes 1994) E. zajmuje się badaniem szkodliwego działania substancji chemicznych na ekosystemy, co pozwala objąć zmiany w organizmach z konsekwencjami na poziomie populacji i wyższym (Walker i in. 1996) Ekotoksykologia definicje cd. E. jest nauką o oddziaływaniu substancji toksycznych na organizmy żywe i konsekwencjach tych oddziaływań na poziomie organizacji wyższych niż pojedynczy organizm (Laskowski i Migula) E. jest dziedziną wiedzy badającą występujące w środowisku substancje chemiczne w aspekcie ich oddziaływania na organizmy żywe w sposób długotrwały systematyczny oraz w niskich w dawkach (Rejmer 1997)

5

6

7

8

9 Główne grupy substancji toksycznych pierwiastki chemiczne - główne metale śladowe (np. Zn, Cu, Pb, Cd, Hg) nieorganiczne związki chemiczne - azotany (NO 3- ) i azotany (NO 2- ); - gazy (SO 2, NO x, O 3, HF); - detergenty (zeolity, poliwęglany, nadborany) Organiczne związki chemiczne - pestycydy (fungicydy, herbicydy, insektycydy) - pilichlorowane bifenyle (PCB) itp. - wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) - dioksyny i furany Toksyczność jonów metali na przykładzie Cd interakcja z receptorami sygnałowymi; interakcje i zmiany białek kanałowych; interakcje z kinazami i fosfotazami; wpływ na ekspresję genów; zaburzenia chromosomowe; uszkodzenia DNA; zaburzenia mitochondriów uszkodzenia błon komórkowych; stres oksydacyjny; zaburzenia metabolizmu glutationu.

10 Toksyczność związków nieorganicznych Azotany i azotyny - utlenianie hemoglobiny do methemoglobiny - prekursory mutagennych i kancerogennych nitrozwiązków SO 2, NO x, O 3 - uszkodzenia komórek epidermy - upośledzenie fotosyntezy, transpiracji, respiracji - zaburzenia funkcji oddechowych - leukocytoza, uszkodzenia erytrocytów - hamowanie aktywności wolnych rodników

11 cd. detergenty - rozpuszczanie warstwy lipidowej błon komórkowych Związki metaloorganiczne czteroetylek ołowiu - metabolizowany w wątrobie do trietylku ołowiu dysfunkcje neurologiczne metylortęć - powstaje w wyniku metylacji rtęci metalicznej przez bakterie (biometylacja) uszkodzenia systemu nerwowego organiczne związki cyny - trimetylocyna (TMT) neurotoksyny - tributylocyna (TBT) silnie toksyczny dla - bezkręgowców (ng/l), umiarkowanie dla kręgowców

12 Emisja NOx w latach

13 Katastrofie ekologicznej sprzyjają globalne zagrożenia ekologiczne: globalne zmiany klimatyczne - NIE niszczenie warstwy ozonowej zakwaszenie atmosfery i wód deforestacja powierzchni Ziemi stepowienie i pustynnienie powierzchni Ziemi zanieczyszczenie mórz i oceanów degradacja zasobów wody pitnej ograniczenie bioróżnorodności i ekologicznych użytków pozaekonomicznych zanieczyszczenie okołoziemskiej przestrzeni kosmicznej degradacja jezior np. Jezioro Aralskie

14 Choroba itai-itai jap. イタイイタイ病 itai-itai byō, zwana też chorobą ouch-ouch Nazwa pochodzi od japońskiego słowa określającego silny ból ( 痛い itai) W prowincji Toyama uprawiano ryż na polach nawożonych ściekami o dużej zawartości kadmu, pochodzącymi z zakładów przemysłowych (wody kopalniane). Lata

15 typowe objawy to: ubytek niezbędnych związków mineralnych z kości i ich zniekształcenie nadmierna łamliwość kości charakterystyczny kaczy chód silne bóle w lędźwiach i mięśniach ciężkie uszkodzenia nerek Katastrofa Minamata Choroba z Minamaty - zespół objawów chorobowych spowodowany uszkodzeniem układu nerwowego w wyniku zatrucia metylortęcią Do roku 2001 oficjalnie rozpoznano przypadków (z czego 1784 osób zmarło). W 1965 roku w Japonii ujawniono drugi przypadek zatruć metylortęcią, który miał miejsce w prefekturze Niigata i który nazwano chorobą Niigata Minamata.

16 Ofiara katastrofy w Minamata

17 Seveso to miejscowość i gmina we Włoszech miejsce katastrofy przemysłowej 10 lipca 1976 r. doszło tam do wybuchu reaktora w zakładach ICMESA produkujących herbicyd: kwas 2,4,5- trichlorofenylooctowy (2,4,5-T). W wyniku wybuchu do atmosfery wydostało się ok. 1 kg 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyny TCDD (dioksyna). 37 tysięcy osób uległo silnemu zatruciu. Obecnie w Seveso tylko 35% spośród nowonarodzonych dzieci stanowią chłopcy. Efekt endokrynnego działania dioksyn.

18 Jednostki stosowane w ekotoksykologii często używane: bardziej poprawnie oznacza: ppm (części na milion) ppb (części na miliard) ppt (części na bilion) µmol / mol = 10-6 (micromol / mol) nmol / mol = 10-9 (nanomol / mol) pmol / mol = (pikomol / mol) 1 na na na Czy możesz wyobrazić sobie jeden ppb? ppb = części na miliard 1 Hindus na całe Indie, 1 cent na 10 mln euro, 1 sekunda na 32 lata A jeden ppt? ppt = części na bilion 1 znaczek pocztowy na obszar wielkości Paryża

19