Wojciech Dmuchowski Pok. 3/110 e-mail: dmuchowski@ob.neostrada.pl Ekotoksykologia Wojciech Dmuchowski Pok. 3/110 e-mail: dmuchowski@ob.neostrada.pl

Podstawy ekotoksykologii C.H. Walker, S.P. Hopkin R.M. Sibly, B. Peakall Wydawnictwo Naukowe PWN

Ekotoksykologia od komórki do ekosystemu R. Laskowski, P. Migula PWRiL

Chemia środowiska G.W. vanLoon, S.J. Duffy Wydawnictwo Naukowe PWN

Chemia środowiska Peter O'Neill Wydawnictwo Naukowe PWN

Toksykologia - 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)

Toksykologia – 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)

Plan wykładów Wstęp Zanieczyszczenie środowiska Ekotoksykologia na poziomie molekularnym i komórkowym Ekotoksykologia na poziomie osobniczym Ekotoksykologia populacyjna Ekotoksykologia ekosystemowa Ekotoksykologia stosowana

Silent Spring Rachel L. Carson

Plan wykładu Wstęp Zanieczyszczenia środowiska Ekotoksykologia na poziomie molekularnym i komórkowym Ekotoksykologia osobnicza Ekotoksykologia populacyjna Ekotoksykologia ekosystemowa Ekotoksykologia stosowana

Główne grupy substancji toksycznych pierwiastki chemiczne - główne metale śladowe (np. Zn, Cu, Pb, Cd, Hg) nieorganiczne związki chemiczne - azotany (NO3-) i azotany (NO2-); - gazy (SO2, NOx, O3, 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.

Toksyczność związków nieorganicznych Azotany i azotyny - utlenianie hemoglobiny do methemoglobiny - prekursory mutagennych i kancerogennych nitrozwiązków SO2, NOx, O3 - uszkodzenia komórek epidermy - upośledzenie fotosyntezy, transpiracji, respiracji - zaburzenia funkcji oddechowych - leukocytoza, uszkodzenia erytrocytów - hamowanie aktywności wolnych rodników

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 - tributylek cyny (TBT)  silnie toksyczny dla - bezkręgowców (ng/l), umiarkowanie dla kręgowców

Katastrofie ekologicznej sprzyjają globalne zagrożenia ekologiczne: globalne zmiany klimatyczne 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

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 1940-1960

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 rtęcią (rtęcica). Do roku 2001 oficjalnie rozpoznano 2 265 przypadków (z czego 1784 zmarło). Około 10 000 osób otrzymało odszkodowania od Chisso Corporation. W 1965 roku w Japonii ujawniono drugi przypadek zatruć rtęcią, który miał miejsce w prefekturze Niigata i który nazwano chorobą Niigata Minamata.

Ofiara katastrofy w Minamata

Seveso to miejscowość i gmina we Włoszech miejsce katastrofy przemysłowej 10 lipca 1976 r. doszło tam do wybuchu zakładów produkujących 2,4,5-trichlorofenol. W wyniku wybuchu do atmosfery wydostało się od 1 kg do kilku kg toksycznej 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyny – TCDD (dioksyna). 500 osób uznano za poszkodowane, 37 tysięcy osób uległo skażeniu Wśród Indian Chippewa z Ontario tylko 35% spośród nowonarodzonych dzieci stanowią chłopcy. Podobnie jak w Seveso, winnym są toksyczne chemikalia.

Jednostki stosowane w ekotoksykologii często używane: bardziej poprawnie oznacza: ppm (części na milion) µmol / mol = 10-6 (micromol / mol) 1 na 1 000 000 ppb (części na miliard) nmol / mol = 10-9 (nanomol / mol) 1 na 1 000 000 000 ppt (części na bilion) pmol / mol = 10-12 (pikomol / mol) 1 na 1 000 000 000 000

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