ЛЕКЦИЯ 2. ТОКСИКОМЕТРИЯ ВОПРОСЫ: 1.Основные показатели токсичности 2.Система измерения токсикологических воздействий на экосистемы Раздел токсикологии, в рамках которого совершенствуется методология и осуществляется оценка токсичности химических веществ, называется "токсикометрия".

1.Основные показатели токсичности Клинические параметры Клинические параметры: условная смертельная доза (минимальная доза токсиканта, вызывающая смерть человека при однократном воздействии (мг/кг)); пороговая концентрация ядов в крови (концентрация яда в крови, при которой обнаруживаются первые симптомы отравления (мг/мл)); критическая концентрация (концентрация яда в крови, соответствующая развернутой клинической картине отравлений (мг/мл)); смертельная концентрация (концентрация яда в крови, при которой обычно наблюдается смертельный исход (мг/мл)). Основные параметры, используемые в токсикологических исследованиях, подразделяются на общие и клинические

Предельно-допустимая концентрация химического соединения во внешней среде – такая концентрация, при взаимодействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни - прямо или опосредованно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб – не возникает соматических (телесных) или психических заболеваний (в том числе скрытых и временно компенсированных) или изменений состояния здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений. В основе общих параметров токсикометрии лежит установление предельно-допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в различных средах.

Порог вредного действия (однократного и хронического) – это минимальная концентрация (доза) вещества в объекте окружающей среды, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества и стандартной статистической группе биологических объектов) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Порог однократного действия обозначается символом Lim ac, встречается и другое обозначение – Uni ac ; порог хронического действия - символом Lim ch.

Среднесмертельная (смертельная доза) - вызывает гибель 50% (100%) подопытных животных при определенном способе введения внутрь (перорально, на кожу и т.д. кроме ингаляционного) в течении двух недель последующего наблюдения. Обозначается DL50 (DL100 ), размерность – мг/кг., в частях на миллион. При этом под дозой имеется в виду количество вещества, воздействующее на организм. Доза за единицу времени называется уровнем дозы.

Экспозиция («expositio» лат. – выставление напоказ). Воздействие на объект какого- либо фактора в течении какого-либо времени. Иногда употреблением этого термина заменяют термин «уровень дозы». CL50 - концентрация, вызывающая гибель 50% (100%) подопытных животных при ингаляционном воздействии. Обозначается CL50 (CL100 ), размерность – мг/м 3, мг/л., в частях на миллион

Под токсичностью, как мерой несовместимости химического вещества с жизнью биологического объекта, понимают величину обратную абсолютному значению средней смертельной дозы( 1 / DL50 ) или концентрации ( 1 / CL50).

Допустимое суточное поступление (acceptable daily intake – АDI ) – приемлемая скорость поступления вещества в организм за сутки, часто в условиях продолжающегося воздействия. При введении этого показателя в качестве гигиенического норматива или осуществлении мониторинга с учетом допустимой скорости поступления в качестве эталонного уровня соответствующий период усреднения данных составляет около суток. Допустимое поступление за неделю (acceptable weekly intake – АWI ) – скорость поступления вещества в организм, оцененная за период, равный одной неделе, часто в условиях продолжающегося воздействия. При использовании этого показателя в качестве гигиенического норматива или осуществлении мониторинга с использованием его в качестве эталонного уровня, период усреднения данных составляет одну неделю (7 суток).

Допустимые остаточные количества – ДОК или ПДКпр (в англоязычной литературе – maximum permissible levels – MPL, т.е. максимально допустимый уровень – МДУ) – это такие количества веществ в продуктах питания, которые в течение неограниченно продолжительного времени не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья контингентов населения, потребляющих эти продукты, или отрицательно влиять на последующие поколения. Показатель – КВИО (коэффициент возможности ингаляционного отравления) представляет собой отношение концентрации насыщенных паров вещества в воздухе при 20° С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (при 2-х часовой экспозиции и 2-х недельном сроке наблюдения). Чем ниже смертельная концентрация, тем большее значение имеет КВИО. Этот коэффициент должен приниматься во внимание при установлении величины ПДК.

2.Система измерения токсикологических воздействий на экосистемы Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м. р.) это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 20 или 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др). Характеризует зависимости возникновения рефлекторных реакций организмов от доз веществ.

Среднесуточноя предельно допустимая концентрация (ПДК с. с.) это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) воздействии. Характеризует зависимости возникновения резорбтивных реакций организмов от доз веществ. Для веществ 1 класса опасности ПДК м. р. = ПДК с. с. Для веществ 3-го и 4-го классов опасности ПДК существенно различаются. Например, ПДКм.р.может превышать ПДКс.с.

Под предельно допустимой концентрацией вредного вещества в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающую способность почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека. Для водной среды ПДК загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. ПДК загрязняющих веществ устанавливаются отдельно для питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов.

Интегральными показателями для воды являются БПК и ХПК. БПК – биологическая потребность в кислороде – количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) в 1 литре воды за определенное время инкубации пробы (2,5,20,120 суток). Единица измерения БПК - мг О 2 /л. ХПК – химическая потребность в кислороде, Определение количества кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде. Единица измерения ХПК - (мг О 2 /л). ХПК является показателем, характеризующим степень и динамику самоочищения природных вод. Если ХПК превышает БПК, то это свидетельствует о высоком содержании биохимически неокисляющихся органических веществ.

Предельно допустимый выброс или сброс. Научно обоснованные нормы ПДК в приземном слое атмосферы должны обеспечиваться контролем нормативов для всех источников выбросов от стационарных до передвижных (транспортных). Такими нормативами являются предельно допустимые выбросы – ПДВ (г/с). Это максимальные выбросы в единицу времени для данного природопользователя по данному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества С i, не превышающую ПДК, с учетом фонового (существующего) загрязнения С Ф1, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

В случае, если природопользователь не может достичь величины ПДВ (по причине очень больших С Ф или по существенным технологическим факторам), назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретных мер для этого. ВСВ устанавливаются приблизительно на уровне выбросов предприятий с наиболее совершенной или аналогичной технологией.

Величина ПДВ для стационарных источников зависит от факторов: от площади рассеивания вещества (чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов, часто определяется высотой трубы – источника выбросов); от размеров частиц вещества (чем легче частицы, меньше вертикальное перемешивание слоев, ровнее местность и больше температура газов (или скорость их выброса), тем больше ПДВ); от класса опасности вещества.

Классы опасности химических соединений Показатели токсичности Классы опасности I чрезвычайно опасные II высоко опасные III умеренно опасные IV мало опасные ПДК рз, мг/м 3 менее 0,10,1-1,01-10более 10 ЛД 50 при введении в желудок, мг/кг массы тела менее 1, более 5000

Для оценки общей устойчивости экосистем к антропогенным воздействиям используют следующие показатели: запасы живого и мертвого органического вещества; эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова; видовое и структурное разнообразие сообщества изучаемого биотопа.

При оценке состояния экосистемы необходимо использовать комплекс показателей, описывающих уровень существующей антропогенной нагрузки. Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется термином «емкость природной среды», или экологическая емкость территории.