eko toksikologija

7/29/2019 Eko Toksikologija

http://slidepdf.com/reader/full/eko-toksikologija 1/33

Osnove EKOTOKSIKOLOGIJE

Prof.dr DUBRAVKA JOVIČIĆ



ŽIVA (Hg) – mističan metal

Hg se koristi duže od 2000 g.



Živa (Hg)• U prirodi se nalazi u brojnim hemijskim i fizičkim oblicima:

elementarna (metalna živa i živine pare), u obliku neorganskih

jedinjenja koja mogu biti jedno- i dvovalentna i u oblikuorganskih jedinjenjna žive od kojih je najznačajnija metil živa(nastaje prvenstveno metilacijom neorganskih jedinjenjamikroorganitmima u zemljištu i vodi).

• Svi oblici žive izazivaju brojne štetne efekte uključujućinefrotoksičnost, neurotoksičnost i poremećajegastrointestinalnog trakta, stim što neorganska jedinjenjadominantno oštećuju bubrege a organska nervni sistem;

• Iako se efekti neorganskih i organskih jedinjenja žive naorganizam razlikuju obe grupe jedinjenja mogu uzrokovatinastanak oksidativnog stresa.



ŽIVA (Hg) – mističan metal• Slično nemetalima formira organska

jedinjenja koja su veoma stabilna uvodenoj sredini

U živom svetu živa podleže metilaciji pri

čemu nastaje metil – živa koja je

neurotoksična i teratogena.



Toksičnost žive –

neorganske formeSve forme žive su toksične, a nivoi

toksičnosti su različitiNajmanje su toksični neorganski tipovi žive – teško se resorbuju kroz probavni trakt

Kada se jednom apsorbuje akumulira se u jetri i bubrezima – izlučuje se preko urina

Najopasnija su isparenja žive, jer preko

respiratornog trakta brzo dospevaju u krv idalje se transportuju do mozga.



UTICAJ ŽIVE NA SREDINUBIOAKUMULACIJA/BIOMAGNIFIKACIJA

Mikroorganizmi - osetljivi na živuMorski i slatkovodni fitoplankton je veomaosetljiv na fungicide sa živom,može umanjitisposobnost fotosinteze.

BILJKE – imaju sposobnost apsorbcije ikoncentracije žive iz okruženja.

Životinje akumuliraju živu putem hrane.

Slatkovodni i morski organizmi sadrže više Hgnego kopnene životinje.

Ribe akumuliraju Hg u svim tkivima osim umasnom tkivu.



UTICAJ ŽIVE NA SREDINU• Švedski ornitolozi su 1950 god.prvi put uočili značaj

žive kao ekološki problem.

• PTICE – živa se akumulira ukoliko se hrane

zrnevljem tretirano živom• Akumulacija žive u bubrezima, jetri i manjeu mišićnom tkivu

• Kod mnogih ptica primećen je manji produktivitet

• U Kanadi i US – povećan nivo žive koje se hrane semenjemkao i kod njihovih predatora 1970 –ih obe zemlje su zabranilealkil –živu kao pesticid kojim se tretira seme.



• BIOMAGNIFIKACIJA – sadržaj Hg raste

u organizmima sa njihovim mestom ulancu ishrane.

UTICAJ ŽIVE NA SREDINU



TROVANJE METIL ŽIVOMNAJVEĆA OPASNOST PO ZDRAVLJE LJUDI

- bioakumulacija preko kontaminirane hrane- absorpcija preko kože i inhalacija

GLAVNI SIMPTOMI TROVANJAGubitak osećaja u jeziku i na usnamaAtaksija (gubitak sposobnosti koordinacije)

Smanjenje vidnog polja

Gubitak sluha

Rastrojenost nervnog sistema i mentalni poremećaj

SmrtmožeizazvatidozaHG =1.4μg/mgu krvi.



MINAMATA ZALIV• Područ je ribe i uzgajanje ribe - 35000 ljudi

• 1932 -1968 – fabrika u minamati koristilaživin oksid Hg2

• Ispušteno u zaliv 200 -600 tona HG• 1956 epidemija trovanja živom

• 1760 žrtava- MINAMATA bolest- delirijum, ometanhod, smrt. Žrtvama isplaćeno 611 miliona dolara



ARSEN(As)

- prirodni sastojak Zemljine kore i vode, korišćenjem u industriji i poljoprivredipostao je izvor trovanja u lancu ishrane biocenoze.

- arsen je prirodni sastojak životinjskog organizma i ima stimulativni učinak narast u malim koncentracijama isto tako i lekoviti učinak.

- elementarni arsen je neotrovan, neorganska jedinjenja arsena su toksičniji odorganiskih

- najveću toksičnost ispoljava u trovalentnom obliku (gas –arsen- AsH3)

- stare civilizacije su koristile arsenove kupke za suzbijanje ektoparazita,nerganski herbicidni defolijanti, rodenticidi i insekticidi su najopasnijiarsenova sjedinjenja za životinje, lekovi na bazi arsena.

- primena selena u hrani umanjuje otrovnost arsena i obratno.

- akumulira se u jetri, bubrezima, koštanoj srži i slezeni, dlaci a izlučuje izorganizma mokraćom, balegom, mlekom, znojem i preko kože.

- deluje štetno na nervni sistem, respiratorni sistem, kostnu srž

bubrege i kožu.



ARSENEkotoksikologija arsena:

-bioakumulira se u nižim lancima ishrane

( biljke i alge) ali se koncentracija ne povećava kod

beskičmenjaka i riba.

- neorganska jedinjenja arsena su toksičnija za pastrmke

od organskih.



BAKAR(Cu)Neophodan kofaktor za određene enzime

Omogućava normalno funkcionisanje kostne srži, mineralizaciju

kostiju,stvaranje vezivnog tkiva, antioksidacionu zaštitu.

Metabolički poremećaj Cu očituje se “hemolitičkom krizom”, nekrozom i

cirozom jetre.

9 Ekotoksikologija:9 stresno djeluje na salmonide (povećan nivo hormona kore nadbubrežne

žlezde u krvnoj plazmi).

9 Povećane koncentracije negativno utiču na rast, sposobnost plivanja,

količinu proteina kod riba.



SELEN (Se)Nedostatak ili manjak (selenoza) uzrokujeporemećaje kao što su: oštećenja

jetre,srca,mišića,pluća,neurona. Kofaktor enzimačija je funkcija redukcija H2O2 DO NETOKSIČNIHOBLIKA KISEONIKA – time se stvara zaštita ćelije.

Ekotoksikologija:-akumuliraju ga najviše vodene biljke i beskičmenjaci.- kopneni organizmi akumuliraju selen putem hrane

Toksičnost selena se javlja kada je koncentracija ovog

elementa malo iznad osnovne koncentracije.

Veći je problem nedostatak selena od njegovog povećanogprisustva.



SELENSELEN – trovanje.

Ukočenost zglobova u janjadi. Deformacija i odbacivanje rožine papaka.



ŽELJEZO

(Fe)-izvori otrovanja za životinje su medicinska

predoziranja

- fiziološka koncentracija Fe u krvi iznosi 100 µg/100 ml,trovanje nastaje kod konc. 300 µg/100 ml.

-ostaci u tkivima poznati su u mesnoj prerađivačkojindustriji pod terminom “r đave šunke” na mestu aplikacijeFe

9 Ekotoksikologija: nema značenja.



Aluminijum, cezijum, vanadijum i uran

Aluminijum (Al) se akumulira u ribama,

akumulacija cezijuma (Cs) kod riba grabljivicasmanjuje njihov rast.Vanadijum (V) je toksičan za ribe jer smanjujerast a kod larvi . U većim koncentracijamaizaziva mortalitet.

Uran izaziva histopatološke promene u jetri .

Njegov uticaj je više hemotoksičan negoradiotoksičan.



POLIHLOROVANI BIFENILI i

DIOKSINI (PCB grupa)Što su PCB-i?

- organska jedinjenja koji nastaju spajanjem jednog ili više atoma hlora na par povezanih

benzenskih prstenova

- zavisno o broju i poziciji atoma hlora moženastati oko 209 različitih jedinjenja PCB-a

- najpoznatiji srodnici su im PCDD i PCDF

(dioksini i furani)



INDUSTRIJSKI ZAGAĐIVAČI

POLIHLOROVANI BIFENILI (PCB grupa) i DioksiniSadrže 20-70 % hlora posebnih fiziičko-hemijskih osobina

(slabo su topljivi u vodi, dobro topljivi u lipidima, otporni na

kiselu i alkalnu sredinu, termostabilni, teško zapaljivi, otpornina oksidaciju i gotovo svaku hemijsku i biološku razgradnju

(temp. od 1000 °C razgradi ih za 3 s, u upotrebi su od 1929.

- široka primena u industriji, kao dodatak pesticidima ima

sinergistički uticaj i smanjuje im isparavanje – na tržištu je

završilo preko 1000 000 t, a otpornost na razgradnju dovela je do sveopće konataminacije biološke sredine.

- u Japanu zbog uživanja rižinog ulja konataminiranog s

PCB-om obolelo je oko 1000 ljudi što je poznato kao slučaj

“Yusho”.

- u nekim zemljama Europe zabranjena upotreba PCB-a uprehrambenoj industriji i proizvodnji stočne hrane.



POLIHLOROVANI BIFENILI (PCB grupa) i dioksini

- otrovnost raste s postotkom Cl u jedinjenju.

- resorbuju se brzo preko kože i probavnog trakta, distribuiraju se u

sva tkiva,te se pohranjuju u lipidnoj frakciji tkiva i ćelija.

- pohranjuju se u žumancetu jajeta i prelaze u placentu, izlučuju se

mlekom. Ispuštanje piralena iz trafo- stanice

PCB rastvoren u trihlorbenzenu

PIRALEN- NATO bomb. Kragujevac- sistemski uticaji su sledeći: poremećaji u razvoju kožnog epitela i

sintezi Hb, promene u metabolizmu minerala, vode i vit. A, E i Se,

promene u aktivnosti steroidnih hormona te hiperaktivacija štitne žl.

MDK PCB-a u mleku i mlečnim proizvodima iznosi 1 ppm, meso 2

ppm /sve na udeo masti/, jaja bez ljuske 0,3 ppm, ribe, školjke,

rakovi i mekušci 3 ppm.

9 Ekotoksikologija: opšta kontaminiranost planete Zemlje s

posledicama za faunu od polarnog medvjeda do ptica i riba,

najosetljivija kanadska kuna zlatica, vodeni sisari nešto otporniji na

akutni toksični uticaj.



Dioksini

najopasniji u grupi dioksina je TCDD ("dioksin“) -2,3,7,8-tetrahlorodibenzo-p-dioksinod ukupno 75 različitih PCDD-a 7 ih se analizira u

laboratorijima te 10 od ukupno 135 različitihPCDF-a



KAKO NASTAJU?

-izgaranjem organskih materija-nus produkti industrijskih procesa - u raznim hemijskimprocesima u organskoj i hemijskoj industriji

- spaljivanjem otpada – radi nepotpunog

sagorevanja (emisija u vazduh; u sastavu pepela) manjekoličine u prirodnim procesima- erupcije vulkana, šumski požari



Izloženost dioksinima• Na radnom mestu (profesionalna)

• U prirodi (prisutnost u bližoj/široj okolini)• Perzistentni – u prirodi ih nalazimo u

medijima i decenijama nakon emisije

• Radi lipofilnog karaktera – lako prolaze

kroz ćelijske membrane te kroz placentu

• Slabo se metabolizuju – odlažu se u

masno tkivo



Gde ih nalazimo?• nalazimo ih u svim medijima: voda, vazduh, zemljište• radi izrazito lipofilnog karaktera najviše u medijima bogatim

mastima – u hrani: mlečniproizvodi, meso, riba• Unos u organizam: inhalacijom i digestijom• (hrana)• Fenomen biokumulacijei biomagnifikacije

• kroz lanac ishrane



EliminacijaVreme poluživota teško potpunodefinisati.Vreme poluživota dioksina u organizmu je veme

potrebno organizmu da eliminiše ½ ukupnogsadržaja dioksinaNaučnici su tvrdili da je t poluživota oko 7 godinaDanas je poznato da se t poluživota menja zavisno

o količini dioksina prisutnog u organizmu – rasponod 1-10 godinaŠto je više dioksina prisutno u organizmu kraće je

vreme poluživota – brže se metabolizuje i eliminiše izorganizma



Referentne vrednosti - PCB

• Razliciti standardi:

• EPA': 0,0005 ppm (mg/L) - u vodi• FDA": 0,2-3 ppm - u hrani

• WHO''': 70 pg/kg težine (“tolerable monthly

• intake”)• “ US Environmantal Protection Agency “

• “ The Food and Drug Administration “• '' World Health Organization “



Zdravstveni problemi

• Kancerogen, mutagen, teratogen

• Imunotoksičan, hepatotoksi

čan

• Kratkotrajna izloženost visokim dozama –

izaziva kožne lezije

• (hlorakne), poremećena funkcija jetre• Hronična izloženost – različiti oblici karcinoma

• Agency for Research on Cancer (IARC)

• kategoriše TCDD – “known humancarcinogen”



Toksičnost PCB-a i dioksina

1) poremećena reproduktivna funkcija

2) poremećen razvoj i neurološke funkcije unovorodenčadi –nastavlja se i u školskoj dobi koddece koja su bila izložena PCB-u in utero

3) iz animalnih studija poznato je da PCB imaju negativanuticaj na reproduktivnu funkciju

4) saznanja o uticaju PCB-a na ljudsku reprodukciju suograničena – individualna jedinjenja PCB-a imaju

različitu toksičnost i aktivnost –zavisno o broju i mestu atoma hlora varira i aktivnostpojedinog jedinjenja PCB-a



• CFC – koriste se za funkcionisanje rashladnihuređaja

• Dospevaju u gornje slojeve atmosfere u kojimarazgrađuju ogromne količine ozona

• FENOLI

• OTROVNI GASOVI I PARE• UGLJEN MONOKSID I UGLJEN DIOKSID

• SUMPOR i NJEGOVA JEDINJENJA

FLUOROHLORNI

UGLJOVODONICI- CFC



FENOLI• Organska aromatična jedinjenja sa

benzenovim prstenom• U žive organizme prodiru preko

telesnog pokrivača izazivajući

poremećaje u respiratornom traktu,gastrointestinalnom traktu, jetri,bubrezima.



Ugljen- monoksid i ugljen - dioksid• (CO) je produkt sagorevanja nafte,

derivata nafte u uslovima smanjenog

kiseonika.

• Sagorevanjem različitih materijala

oslobađa sa CO2. – odlazi u atmosferu

efekat staklene bašte

CO - veliki afinitet prema gvožđu -karboksihemoglobin



SUMPORJedan od glavnih zagađivača atmosfere. Većinedostatak (S) izaziva smrt i biljaka iživotinja, dok je preterano prisustvo S

toksično.

Vodonik sulfis H2S uzrokujeveliku smrtnost ptica i sisara.

Toksični efekat SO2na biljke i životinje ipojavu kiselih kiša.Kisele kiše nastajuod Sumpr-oksidakoji se oksiduju usumpornu kiselinu.



NITRATI, NITRITI I NITROZO-SPOJEVI

nitrati su u životnoj sredini najzastupljeniji, ali i najmanje toksični

nitrati redukcijom prelaze u mnogo toksičnije nitrite.

Danas je poznato preko 100 biljaka koje mogu sadržavati toksičnekoncentracije nitrata (žitarice, povr će, krmno bilje, lekovite biljke).

- biljke brzo akumuliraju nitrate ali ih fotosintezom iskoriste za sitezu

amino kiselina, stoga je akumulacija u biljci visoka za vreme oblačnog

vremena i noć

u te u mladim biljkama, nezrelim žitaricama.

nitriti uzrokuje diuretički uticaj koji uslovljava dehidrataciju i alkalozu;vazodilataciju i šok; izaziva oksidaciju dvovalentnog Fe u trovalentno tj.

hema u hematin i Hb u methemoglobin što rezultira opštom anoksijom

tkiva.

eko toksikologija

Documents