Ekotoksykologia

1
Ekotoksykologia

• Wojciech Dmuchowski
• Pok. 3/110
• e-mail dmuchowski_at_ob.neostrada.pl

2

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

3

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

4

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

5

• Chemia srodowiska
• Peter O'Neill
• Wydawnictwo Naukowe
• PWN

6
Toksykologia - definicje

• Termin ekotoksykologia zlozenie slów ekologia
  i toksykologia (Truhaut 1969)
• E. zajmuje sie ochrona systemów ekologicznych
  przed szkodliwym dzialaniem syntetycznych
  substancji chemicznych (Calow 1993)
• Nauka integrujaca ekologiczne i toksykologiczne
  efekty chemicznych zanieczyszczen z losami tych
  zanieczyszczen w srodowisku (przemieszczanie sie,
  przemiany, rozklad) (Forbes i Forbes 1994)
• E. zajmuje sie badaniem szkodliwego dzialania
  substancji chemicznych na ekosystemy, co pozwala
  objac zmiany w organizmach z konsekwencjami na
  poziomie populacji i wyzszym (Walker i in. 1996)

7
Toksykologia definicje cd.

• E. jest nauka o oddzialywaniu substancji
  toksycznych na organizmy zywe i konsekwencjach
  tych oddzialywan na poziomie organizacji wyzszych
  niz pojedynczy organizm (Laskowski i Migula)
• E. jest dziedzina wiedzy badajaca wystepujace w
  srodowisku substancje chemiczne w aspekcie ich
  oddzialywania na organizmy zywe w sposób
  dlugotrwaly systematyczny oraz w niskich w
  dawkach (Rejmer 1997)

8
Plan wykladów

• Wstep
• Zanieczyszczenie srodowiska
• Ekotoksykologia na poziomie molekularnym i
  komórkowym
• Ekotoksykologia na poziomie osobniczym
• Ekotoksykologia populacyjna
• Ekotoksykologia ekosystemowa
• Ekotoksykologia stosowana

9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
(No Transcript)
15

• Silent Spring
• Rachel L. Carson

16
Plan wykladu

• Wstep
• Zanieczyszczenia srodowiska
• Ekotoksykologia na poziomie molekularnym i
  komórkowym
• Ekotoksykologia osobnicza
• Ekotoksykologia populacyjna
• Ekotoksykologia ekosystemowa
• Ekotoksykologia stosowana

17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
Glówne grupy substancji toksycznych

• pierwiastki chemiczne
• - glówne metale sladowe (np. Zn, Cu, Pb, Cd,
  Hg)
• nieorganiczne zwiazki chemiczne
• - azotany (NO3-) i azotany (NO2-)
• - gazy (SO2, NOx, O3, HF)
• - detergenty (zeolity, poliweglany, nadborany)
• Organiczne zwiazki chemiczne
• - pestycydy (fungicydy, herbicydy,
  insektycydy)
• - pilichlorowane bifenyle (PCB) itp.
• - wielopierscieniowe weglowodory aromatyczne
• (WWA)
• - dioksyny i furany

20
Toksycznosc jonów metali na przykladzie Cd

• interakcja z receptorami sygnalowymi
• interakcje i zmiany bialek kanalowych
• interakcje z kinazami i fosfotazami
• wplyw na ekspresje genów
• zaburzenia chromosomowe
• uszkodzenia DNA
• zaburzenia mitochondriów
• uszkodzenia blon komórkowych
• stres oksydacyjny
• zaburzenia metabolizmu glutationu.

21
Toksycznosc zwiazków nieorganicznych

• Azotany i azotyny
• - utlenianie hemoglobiny do methemoglobiny
• - prekursory mutagennych i kancerogennych
  nitrozwiazków
• SO2, NOx, O3
• - uszkodzenia komórek epidermy
• - uposledzenie fotosyntezy, transpiracji,
  respiracji
• - zaburzenia funkcji oddechowych
• - leukocytoza, uszkodzenia erytrocytów
• - hamowanie aktywnosci wolnych rodników

22
(No Transcript)
23
cd.

• detergenty
• - rozpuszczanie warstwy lipidowej blon
• komórkowych

24
Zwiazki metaloorganiczne

• czteroetylek olowiu
• - metabolizowany w watrobie do trietylku
  olowiu ? dysfunkcje neurologiczne
• metylortec
• - powstaje w wyniku metylacji rteci
• metalicznej przez bakterie (biometylacja) ?
• uszkodzenia systemu nerwowego
• organiczne zwiazki cyny
• - trimetylocyna (TMT) ? neurotoksyny
• - tributylek cyny (TBT) ? silnie toksyczny dla
• - bezkregowców (ng/l), umiarkowanie dla
  kregowców

25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
27
(No Transcript)
28
Katastrofie ekologicznej sprzyjaja globalne
zagrozenia 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 bioróznorodnosci i ekologicznych
  uzytków pozaekonomicznych
• zanieczyszczenie okoloziemskiej przestrzeni
  kosmicznej
• degradacja jezior np. Jezioro Aralskie

29
Choroba itai-itai

• jap. ??????? itai-itai byo,
• zwana tez choroba ouch-ouch
• Nazwa pochodzi od japonskiego slowa
  okreslajacego
• silny ból (?? itai)
• W prowincji Toyama uprawiano ryz na polach
• nawozonych sciekami o duzej zawartosci kadmu,
• pochodzacymi z zakladów przemyslowych (wody
• kopalniane).
• Lata 1940-1960

30
(No Transcript)
31

• typowe objawy to
• ubytek niezbednych zwiazków mineralnych z kosci
  i ich znieksztalcenie
• nadmierna lamliwosc kosci
• charakterystyczny kaczy chód
• silne bóle w ledzwiach i miesniach
• ciezkie uszkodzenia nerek

32
Katastrofa Minamata

• Choroba z Minamaty - zespól objawów
• chorobowych spowodowany uszkodzeniem
• ukladu nerwowego w wyniku zatrucia rtecia
  (rtecica).
• Do roku 2001 oficjalnie rozpoznano 2 265
• przypadków (z czego 1784 zmarlo). Okolo
• 10 000 osób otrzymalo odszkodowania od
• Chisso Corporation.
• W 1965 roku w Japonii ujawniono drugi przypadek
• zatruc rtecia, który mial miejsce w prefekturze
  Niigata i
• który nazwano choroba Niigata Minamata.

33
Ofiara katastrofy w Minamata
34
(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
Seveso to miejscowosc i gmina we Wloszech miejsce
katastrofy przemyslowej

• 10 lipca 1976 r. doszlo tam do wybuchu zakladów
  produkujacych 2,4,5-trichlorofenol. W wyniku
  wybuchu do atmosfery wydostalo
• sie od 1 kg do kilku kg toksycznej
• 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyny TCDD
  (dioksyna).
• 500 osób uznano za poszkodowane, 37 tysiecy osób
  uleglo
• skazeniu
• Wsród Indian Chippewa z Ontario tylko 35 sposród
• nowonarodzonych dzieci stanowia chlopcy.
  Podobnie jak w
• Seveso, winnym sa toksyczne chemikalia.

37
Jednostki stosowane w ekotoksykologii
czesto uzywane bardziej poprawnie oznacza
ppm (czesci na milion) µmol / mol 10-6 (micromol / mol) 1 na 1 000 000
ppb (czesci na miliard) nmol / mol 10-9 (nanomol / mol) 1 na 1 000 000 000
ppt (czesci na bilion) pmol / mol 10-12 (pikomol / mol) 1 na 1 000 000 000 000
38

• Czy mozesz wyobrazic sobie jeden ppb?
• ppb czesci na miliard 1 Hindus na cale
  Indie, 1 cent na 10 mln euro,
• 1 sekunda na 32 lata
• A jeden ppt?
• ppt czesci na bilion
• 1 znaczek pocztowy na obszar wielkosci Paryza

39
(No Transcript)