Виды трансформации токсикантов (абиотическая, биотическая)

Абиотическая трансформация – преобразование токсиканта под действием неживой природы(РН, влажность, вода, температура, ультрафиолетовое излучение.

Подавляющее большинство веществ подвергаются в окружающей среде различным превращениям. Характер и скорость этих превращений определяют их стойкость. На стойкость вещества в ОС влияет большое количество процессов. Основными являются фотолиз (разрушение под лиянием света), гидролиз, окисление. Свет, особенно ультрафиолетовые лучи, способен разрушать химические связи и, тем самым, вызывать деградацию химических веществ. Вода, ольше при нагревании, быстро разрушает многие вещества. В результате превращения химических веществ в окружающей среде образуются новые вещества. При этом их токсичность иногда может быть выше, чем у исходного агента

Биотическая трансформация – преобразование токсиканта под действием живой природы(микроорганизмы, растения, насекомые).

Абиотическое разрушение химических веществ обычно проходит с малой скоростью. Значительно быстрее деградируют ксенобиотики при участии биоты, особенно микроорганизмов (главным образом бактерий и грибов), которые используют их как питательные вещества. Процесс биотического разрушения идет при участии энзимов. В основе биопревращений веществ лежат процессы окисления, гидролиза, дегалогенирования, расщепления циклических структур молекулы, отщепление алкильных радикалов (деалкилирование) и т.д. Деградация соединения может завершаться его полным разрушением, т.е. минерализацией (образование воды, двуокиси углерода, других простых соединений). Однако возможно образование промежуточных продуктов биотрансформации веществ, обладающих порой более высокой токсичностью, чем исходный агент. Так, превращение неорганических соединений тути фитопланктоном может приводить к образованию более токсичных ртутьорганических соединений, в частности, метилртути. Подобное явление имело место в Японии на берегах бухты Минамато в 50 - 60х годах. Поступавшая в воду залива ртуть со стоками фабрики по производству азотных соединений, трансформировалась биотой в метилртуть. Последняя концентрировалась в тканях морских организмов и рыбы, лужившей пищей местного населения. В итоге у людей, потреблявших рыбу, развивалось заболевание, характеризовавшееся сложным неврологическим симптомокомплексом, у новорожденных детей отмечались пороки развития. Всего было зарегистрировано 292 случая болезни Минамата, 62 из них закончились гибелью людей.

9 Какие токсиканты представляют наибольшую опасность для человека и природных биотических сообществ?

Число загрязнителей, т.е. веществ, ухудшающих качество окружающей среды, в мире огромно, и число их постоянно растет по мере развития новых технологических процессов. Наиболее опасными являются следующие загрязнители:

- диоксид серы, образующий серную кислоту и сульфаты, попадающий на растительность, почву и в водоемы;

- некоторые канцерогенные вещества, в частности бенз(о)пирен;

- нефть и нефтепродукты в морях и океанах;

- хлорорганические пестициды (в сельских районах);

- оксид углерода, оксиды азота, соединения свинца и углеводороды (в городе);

- диоксины и фураны, радиоактивные вещества и тяжелые металлы.

Диоксины и фураны принадлежат к группе высокотоксичных эко- токсикантов — полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов. Даже в весьма малых дозах (106 мкг/кг) диоксины и фураны губительно действуют на организм человека, вызывая канцерогенные, иммунные, эмбриотоксичные и другие заболевания.

Радионуклиды (радиоактивные вещества) в количествах, превышающих естественный уровень их содержания в окружающей среде, вызывают весьма опасные последствия для человека и природных экосистем. Среди радиоактивных элементов наиболее токсичны для человека и всех экосистем являются, например, стронций — 90, цезий — 137, йод — 131, углерод — 14 и др.

Главную радиоактивную опасность сегодня представляют радиоактивные осадки, образовавшиеся более чем от 400 ядерных взрывов, проведенных в мире с 1945 по 1996 г., аварий и утечек в ядерно-топливном цикле, а также запасы ядерного оружия и радиоактивные отходы.

С каждым годом все большую угрозу для человека и природных биотических сообществ представляет загрязнение среды тяжелыми металлами. Особенно опасны такие металлы, как ртуть, свинец, катмий, мышьяк и некоторые другие, способные накапливаться в трофических цепях и оказывать высокое токсичное действие на организм.

Многие металлы и сплавы, которыми пользуется человек, неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере поддаются утилизации и вторичному потреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов.

Проблема загрязнения окружающей среды в полной мере встала после того, как в XX в. человек существенно расширил число используемых им металлов. Стали изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, не только не известные природе, но и вредные для организмов биосферы. Эти вещества (число и разнообразие которых постоянно растет) после их использования не поступают в природный кругооборот. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных для ее нормального функционирования веществ. При этом естественные экосистемы испытывают угнетение и начинают разрушаться.

Основные источники загрязнения — автомобили, промышленность, теплоэлектростанции.