Критерии эколого-токсической оценки загрязняющих веществ

Доза – количество вещества, введенное или попавшее в организм (отнесенное как правило, единице массы тела человека или животного) и дающее определенный токсический эффект.

Доза токсическая - доза, вызывающая в организме патологические изменения, не приводящие к смертельному исходу. Токсические дозы занимают диапазон доз от минимальной токсической до минимальной смертельной.

Доза токсическая минимальная (MTD) - это пороговая доза в отношении эффекта, выходящего за пределы нормальных физиологических реакций.

Доза смертельная минимальная (MLD) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель единичных, наиболее чувствительных подопытных животных; принимается за нижний предел дозы смертельной

Доза смертельная средняя (DL₅₀)- доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель 50% подопытных животных.

Доза смертельная абсолютная (DL₁₀₀) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель не менее, чем 99% подопытных животных.

размерность:мг/кг, мкг/кг, моль/кг (СИ).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Предельно допустимый сброс (ПДС) - экологический норматив: масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте; ПДС - лимит по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей - устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Токсикометрия поллютантов.

Зависимость эффекта воздействия веществ на биологический объект от концентрации (дозы) может быть изображена графически в виде кривой «доза – эффект». Как правило, она представляет собой S-образную кривую log-норм.распределения, симметричную относит. средней точки, имеющая х-ки: 1)центр.точка кривой(значение 50% ответа) или среднеэффект.доза (ЕД50)-среднесмерт-ная доза для жив-ных; 2)левая часть кривой, реагирующ.на малые дозы Т- сверхчувст.или гиперреактив-ные особи; правая часть кривой, реаг.на очень больш.дозы Т-малочувств. или гипореактивные(резистентные)особи;3)наклон кривой- разброс доз, вызывающих эффект: крутой наклон - большая часть популяции реагирует на Т одинаково в узком диапазоне доз;пологий наклон- существенные раз- личия в чувств-сти особей к Т.

Кривые «доза-эффект» отражают сложный характер взаимодействия вредного вещества с объектом, качественные и количественные особенности такого взаимодействия в каждом конкретном случае. Из рис.2 видно, что на кривых «доза – эффект» имеются различные участки, на которых небольшие изменения концентрации (дозы) вещества вызывают либо значительное увеличение эффекта воздействия, либо приводит лишь к слабому изменению эффекта.

Рис.2 Кривые «доза – эффект» для веществ а, в, с (по А. А. Голубеву и соавт.).Из рис. видно, что если располагать ЗВ /a,b,c/ в порядке возрастания эффекта их возд., то в разл. зонах кривой «доза-эффект» этот порядок будет различным: в зоне I- а>b>c, в зоне II- b>a>c, в зоне III- b>c>a, в зоне IV- c>b>a. Это обусл.важность изуч.всех зон кривых «Д-Э».

Человеческий организм состоит из химических соединений, химических элементов, и окружающая его среда, живая и неживая, также состоит из химических соединений и элементов. Жизнь всего живого на планете сопровождается перемещением и превращениями веществ. Но вещества в природе должны находиться в определенном месте и в определенном количестве и перемещаться с определенной скоростью. При нарушении пределов, случайном, непреднамеренном или искусственно вызванном, возникают серьезные нарушения в функционировании природных объектов и систем или в жизни человека.

Проблема влияния веществ на живые организмы насчитывает более чем тысячелетнюю историю. Вглубь веков уходят предания о встречах людей с ядовитыми растениями и животными, об использовании ядов для охоты, в военных целях, в религиозных культах и т.п. Учение о вредном действии веществ на организм человека разрабатывали Гиппократ (около 460-377 г г. до н.э.),Гален(около 130-200 г г.), Парацельс(1493-1541 г г.),Рамацзини (1633-1714 г г.).

Развитие химии в XVIII-XIX веках дало новый толчок развитию учения о ядах, потерявших к тому времени свое мистическое значение. Это учение начало опираться на знание строения и свойств вещества. Научно-техническая и промышленная революция ХХ века сделала проблему воздействия веществ на живые объекты особенно актуальной. Научная и хозяйственная деятельность человека привела в настоящее время к воздействию на человека и окружающую среду миллионов химических соединений, многие из которых раньше были несвойственны нашей биосфере.

Наиболее распространенный в СССР показатель – КВИО (коэффициент возможности ингаляционного отравления). Он представляет собой отношение концентрации насыщенных паров вещества в воздухе при 20° С к средней смертельной концентрации вещества для мышей (при 2-ч часовой экспозиции и 2-х недельном сроке наблюдения). Классификация опасности веществ при хроническом воздействии (таблица):

Следует отметить, что факторы вредного воздействия хозяйственной деятельности на человека и окружающую среду бывают разнообразными. Можно выделить три группы факторов воздействия: физические, химические и биологические. По этому же принципу классифицируются загрязнения и загрязнители. К физическим относятся механические, тепловые, шумовые, радиационные; к хим. - действие ЗВ; к биологическим – микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Токсикология(от греческого toxicon – яд, logos – учение) – наука о потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы. Она изучает также механизмы токсического действия, диагностику, профилактику и лечение отравлений.
Токсикологию можно подразделить на три обобщенных и взаимосвязанных направления: экспериментально-теоретическое, профилактическое(гигиеническое) и клиническое. Первая из них изучает основные закономерности взаимодействия вещества с биологическими объектами. Профилактическая токсикологиязанимается предупреждением потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосистемы.
Клиническая токсикологияисследует заболевания, возникающие вследствие влияния на человека ЗВ ОС.

Задачи токсиметрии: оценка токсичности и опасности хим.соед.; анализ технолог.процессов по уменьшению или исключению вредных веществ; предъявление требований к производству, очистным сооружениям и индивид. средствам защиты.В основе токсикометрии лежит установление предельно-допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в различных средах: атмосфере, воде, почве и биоте. Эти ПДК составляют юридическую основу санитарного контроля (сл.рис.). 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 послед.поколений. Основанием для установления ПДК является концепция пороговости вредного действия веществ. Порог вредного действия (однократного и хронического) –это минимальная конц-рация (доза) вещ-ва в объекте ОС, при возд. к-рой в орга-ме (при конкретн. усл-ях поступл.вещ-ва и стандартной статист.группе биоты) возникают изменения, выходящие за пределы физиол.приспособ.реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Допустимое суточное поступление(acceptable daily intake – ΔDI ) – 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 – ΔWI ) – 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 (в англоязычной литературе – maximum permissible levels – MPL, т.е. максимально допустимый уровень – МДУ) – это такие количества веществ в продуктах питания, которые не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья контингентов населения, потребляющих эти продукты, или отрицательно влиять на последующие поколения.

Рисунок 9. Типичная кривая доза - эффект для группы животных, симметричная относительно средней точки (50% ответ). Основные значения ответа группы на токсикант сосредоточены вокруг среднего значения.

В общем виде можно предположить, что кривая "доза-эффект" агониста в полулогарифмических координатах (логарифм дозы - выраженность эффекта) принимает S-образную форму не зависимо от целого ряда качественных и количественных особенностей оцениваемой функции. Метод, с помощью которого изучается зависимость, то ли постепенное добавление токсиканта в инкубат, то ли однократное действие вещества на биообъект в возрастающих концентрациях, не оказывают существенного влияния на результат, если эффект не оценивается в абсолютных значениях, а выражается в процентах от максимально возможного (100%). Применение относительных величин целесообразно хотя бы потому, что любой биологический препарат, при самом тщательном приготовлении, уникален во всех своих свойствах, в том числе и по чувствительности к химическим веществам. Кроме того, в ходе эксперимента реакционная способность препарата падает. Эти обстоятельства и предполагают обязательную стандартизацию объекта перед исследованием. Графическое представление кривой "доза-эффект" токсиканта Р в сравнении с кривой для некоего стандартного вещества дает всю необходимую информацию о действии Р, включая его токсикометрические характеристики.

Поскольку непосредственное сравнение кривых, получаемых в ходе эксперимента, осуществлять технически сложно, чаще сравнивают важнейшие параметры кривых.