Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Общие представления 3 страница




Многие скульптуры и здания в Риме, Венеции и других городах, памятники зодчества, такие как Акрополь в Афи­нах, Кёльнский собор и др., за несколько последних десяти­летий получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время. Под угрозой полного разрушения в результате действия кислотных осадков находятся более 50 тыс. скульптур скального «Города Будд» под Юньанем в Китае, построенного 15 веков назад.

Из бетона и других минеральных строительных материа­лов, а также стекла под действием кислотных дождей выще­лачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений, равных 4,5—3, то ионы алюми­ния начинают вымываться из кристаллической решетки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение си­ликатной кристаллической структуры, как, например, в по­левом шпате (сырье для производства керамики, стекла, це­мента):

3 KAlSi308 + 12 Н20 + 2 Н+ -> KAl3Si3O10(OH)2 + 6 H4Si04 +

+ 2К+;

2 KAl3Si3O10(OH)2 + 18 Н20 + 2 Н+ -> 3 А120320)3 + + 6 H4Si04 + 2 К+.

Подобным образом кислотные дожди разрушают древ­ние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материа­лы и стекло. Корка образующегося на поверхности желез­ных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисля­ется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

2 FeS04 + Н20 + ^02 -ч» 2 Fe(OH)S04.

Помимо этого, кислотные осадки разрушают корневую систему растений, нарушают всасывание ими воды и пита­тельных веществ, снижают запасы рыбных ресурсов.

На живые организмы кислотные осадки могут оказывать прямое или косвенное действие.

На растительность прямое действие оказывается в виде:

• генетических и видовых изменений;

• подавления фотосинтеза.

Косвенное действие на живые организмы может осуществ­ляться через:

• изменение рН водоемов, ведущее к нарушению эколо­гического равновесия в них, а затем и к гибели гидробионтов;

• нарушение кислотности почвы, которое ведет к сниже­нию всасывания растениями ионов Са, Mg, К, так как воз­растает их подвижность и происходит вымывание из кислой почвы, снижение всасывания фосфатного иона, который в кислой почве находится в связанном состоянии;

• изменение состава микроорганизмов почвы, сопровож­дающееся понижением активности редуцентов и азотфикса-торов, что обостряет дефицит биогенных элементов;

• повышение растворимости в кислой почве тяжелых ме­таллов (Cd, А1, Си, Hg, Pb, Мп), которые поглощаются рас­тениями, а затем по пищевым цепочкам поступают в орга­низм человека.

Необходимо несколько более подробно остановиться на алюминии. Этот металл в естественных условиях практиче­ски не растворим и поэтому безвреден, но под влиянием кислотных осадков, в кислой среде, переходит в раствор.

При повышении кислотности воды (критическим поро­гом выживания водной биоты является, например, для мол­люсков рН 6, для окуней — рН 4,5) в ней быстро нарастает содержание алюминия за счет взаимодействия гидроксида алюминия придонных пород с кислотой:

А1(ОН)3 + 3 Н+ -> АР+ + 3 Н20.

Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) смертельна для рыб. В то же время фосфаты, обеспечиваю­щие развитие фитопланктона и другой водной раститель­ности, соединяясь с алюминием, становятся малодоступны­ми этим организмам.

Алюминий, попавший в организм человека по пищевым цепочкам:

• оказывает прямое повреждающее действие на ядерный хроматин;

• нарушает обмен минеральных веществ;

• блокирует активные центры ферментов, участвующих в кроветворении.

Таким образом, алюминий оказывает следующие действия:

• нейротоксическое;

• мутагенное и канцерогенное;

• гемолитическое.

Активные накопители алюминия — чайный лист, мор­ковь, помидоры, яблоки, цветная капуста.

Для уменьшения загрязнения атмосферы оксидами серы не­обходимо:

• совершенствовать методы очистки топлива от серы пе­ред сжиганием;

• производить очистку отходящих газов от этих соеди­нений;

• вводить прогрессивные.технологии производства электроэнергии.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, исполь­зуя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких как сульфи­ды металлов. С помощью второй удаляется органическая се­ра. Отметим, что физические методы очистки малорента­бельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых пред­приятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида се­ры и от 50 до 75% оксидов азота.

Хорошо разработана технология уменьшения содержа­ния оксидов азота (на 50—60%) путем снижения температу­ры горения.

Перспективно использование на электростанциях в каче­стве топлива природного газа.

Реально заменить горючие ископаемые могут возобнов­ляемые экологически чистые энергетические ресурсы, та­кие как солнечная энергия, ветер, морские приливы, тер­мальные источники недр Земли.

Для предотвращения загрязнения воздуха соединениями серы в Хельсинки в 1985 г. был принят международный «Протокол о сокращении выбросов серы или их трансгра­ничных потоков».

Согласно рекомендациям ВОЗ концентрация диоксида серы не должна превышать значений, приведенных в табл. 8.7.)

Таблица 8.7

Концентрация диоксида серы

 

Среднее значение концентрации, мкг/м3 Период усреднения
  10 мин
  1 ч

 

8.6. АЭРОЗОЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Аэрозольные частицы могут попадать в воздух с продук­тами сжигания ископаемого топлива, выхлопными газами дизельных двигателей, за счет эксплуатации ходовой части автомобилей (асбестовые волокна), с выбросами произ­водств, с дымом пожаров, пыльцой растений и др.

Аэрозольные (пылевые) частицы обладают способ­ностью сорбировать различные соединения и «благодаря» этому служить проводниками в организм металлов, токсич­ных органических соединений и аллергенов.

Представляют особую опасность для пожилых людей и людей, имеющих отклонения в состоянии здоровья.


На проникновение в организм влияют свойства частиц и их размер. Большие по размеру частицы (больше 10 мк) от­деляются в носоглотке и выводятся из дыхательных путей при кашле, чихании. При заглатывании слюны попадают в ЖКТ. Частицы меньше, чем 5 мк, способны проникать в бронхи. И, наконец, частицы с диаметром меньше 2,5 мк мо­гут попадать в альвеолы, в которых отсутствует мерцатель­ный эпителий и, следовательно, механизм удаления аэрозо­лей. Если частицы растворимы в воде, они проходят непо­средственно в поток крови в пределах нескольких минут. Если они не растворимы в воде, то сохраняются в легких в течение длительных периодов времени (месяцы или годы).

Установки для сжигания отходов выбрасывают в атмос­феру большие количества частиц, которые имеют в диамет­ре размеры 2 мк или меньше. Такие газы, как диоксид серы, адсорбируются на поверхности или поглощаются частицей и таким образом транспортируются в альвеолярную об­ласть. При этом нормируемый или приемлемый уровень ди­оксида серы может стать опасным из-за присутствия аэро­зольных частиц.

Другой источник аэрозолей в городах —.автомобили. Приблизительно 60% фрагментов автомобильных покры­шек в виде пыли настолько малы по своим размерам, что проникают в глубокие части человеческих легких, где латекс-ный каучук может вызывать аллергические реакции вплоть до крапивницы, бронхиальной астмы и анафилактического шока.

В США в 1995 г. эксплуатировалось 280 млн покрышек. Так как каждая покрышка освобождает около 3 кг пыли в год, пыль автомобильных покрышек в 1995 г. составила 8 млн т. В Лос-Анджелесе 5 т пыли от автомобильных по­крышек освобождается в воздух каждый день.

Покрышки с радиальным кордом создают более мелкие аэрозоли и большее количество пыли, чем ранее производи­мые диагональные покрышки.

Необходимо отметить, что в атмосфере протекают и про­цессы самоочищения. Важная роль в этом принадлежит гидроксидрадикалам. Они присутствуют в очень низких уровнях в атмосфере (сто частей на триллион), но, тем не менее, выполняют очень важную функцию - чрезвычайно активно разрушают загрязнители, находящиеся в воздухе: оксид углерода, метан, оксиды серы и др. В конце 1991 г. НАСА показало, что количество молекул гидроксидных ра­дикалов за последние 200 лет уменьшилось под влиянием антропогенной деятельности, что служит дополнительным фактором продолжающегося загрязнения тропосферы.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГО-МЕДИЦИНСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРОСФЕРЫ

9.1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Гидросферой называют совокупность всех вод Земли: ма­териковых (поверхностных, почвенных, глубинных), океа­нических и атмосферных.

Площадь, занимаемая гидросферой на Земле, непостоян- л на. Нижний предел распространения гидросферы - 75% по­верхности Земли. Однако в зимний период в северном полу­шарии из-за снежного покрова эта цифра может доходить до 83%.

Общий объем водных запасов на планете — 1,4 млрд км3. Из всего этого объема 91—92% — соленая морская вода, в ко­торой содержится примерно одна чайная ложка солей на стакан воды. Лед, содержащийся на полюсах и в горах, сос­тавляет еще 2,2%. Пресная вода рек, озер, подземных водо­носных горизонтов - всего 0,6%. Остальное — пары воды в атмосфере.

Следовательно, количество пригодной для использова­ния воды на Земле весьма мало.

Вода возникла путем дегазации первичного вещества Земли. Этот процесс уже прошел и идет в весьма небольших масштабах в разломах на дне океанов (так называемые чер­ные и белые курильщики). Причем там же, в упомянутых рифтовых долинах вода под большим давлением внедряется в земную кору и затем вместе с первичными (ювенильны-ми) водами выносится на поверхность океана.

Следовательно, и само общее количество воды на Земле также ограничено.


Основные функции воды на Земле:

• стабилизация условий среды на поверхности Земли (температуры, газового состава атмосферы);

• планетарная транспортная система;

• планетарный аккумулятор неорганического и органи­ческого вещества;

• универсальный растворитель (образование коллоидно­го раствора для биосистем).

 

9.2. БАЛАНС ПРЕСНОЙ ВОДЫ

В Европе выпадает в среднем чуть больше 800 мм осад­ков в год, т.е. около 800 л/м2. Распределение этого количест­ва следующее:

• 37% стекает в водоемы, смывая загрязнители с поверх­ности земли;

• 35% испаряется растениями;

• 14% просто испаряется с поверхностей;

• 14% проникает в водоемы. Из этого количества 7% воды использовать для питья нельзя в силу ее загрязнения. Оста­ется 7% пригодной для питья воды, т.е. примерно 50 мм в год.

На питьевые нужды в настоящее время требуется при­мерно 10 мм, на нужды промышленности — 35 мм. Следова­тельно, уже сейчас расходуется примерно 45 мм химически безупречной воды. Остающийся резерв — всего 5 мм. Этого явно недостаточно. Отсюда приходится постоянно увеличи­вать потребление воды из наземных источников, которые уже сейчас загрязнены. Примером этого является Вилей-ская система в г. Минске.

Существует прямая корреляция между количеством пот­ребляемой воды и уровнем развития цивилизации. Человек каменного века потреблял менее 10 л воды в сутки, в пери­од античности в Риме — 700 л, в период правления импера­тора Трояна — 1000 л в сутки. В начале XX в. в городах За­падной Европы на одного жителя расходовалось примерно 50 л воды в сутки, в 1968 г. в городах Европы - 475 л. Сред­несуточный отпуск воды населению в нашей республике, в том числе на коммунально-бытовые нужды, на одного жите­ля составлял в 1990 г. 367 л.

Из всего количества потребленной воды 2 л идет на удов­летворение жизненных потребностей, 10—20 л — на сантех­нические нужды, 100 л — для принятия ванны или душа, еще больше для стирки белья — до несколько сот литров, хотя современные стиральные машины характеризуются мень­шим потреблением воды.

Большими потребностями отличается промышленность, которая очень часто для своих нужд использует питьевую воду. Например, для производства 1 т бумаги требуется до 70 м3 воды, 100 л пива - 21, 1 т пряжи — 200, 1 т стали — 25, выпуска одного автомобиля — 300 м3 воды.

 

9.3. ФАКТОРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Среди всей совокупности факторов экологического не­благополучия гидросферы можно выделить три большие группы, которые разнятся как по масштабам, так и по их степени воздействия на гидросферу: физико-химические факторы, химические токсические вещества, химически не­обходимые соединения.

• Физико-химические факторы. Это тепло, мутность, ско­рость течения воды.

Самый мощный источник теплового загрязнения водо­емов — атомные электростанции.

Источники мутности - карьеры и каменоломни. Сточ­ные воды каменоломен делают воду мутной, ухудшается про­никновение света и падает биологическая продукция кисло­рода. Донные организмы покрываются слоем осадка и гибнут.

Строительство гидротехнических сооружений влечет за собой изменение скорости течения рек. Так, сужение реки приводит к нарушению экологического равновесия, повы­шению скорости течения, в результате чего гибнут многие организмы и растения.

Наоборот, зарегулирование стока рек путем строитель­ства гидроэлектростанций ведет к замедлению скорости те­чения, к насыщению воды биогенными элементами. По­следнее сопровождается массовым развитием фитопланкто­на - динофлагеллатов Gonyaulax, Peridinium и синезеленых водорослей из рода АпаЬаепа и др.

Первое классическое описание такого явления — «крас­ных приливов» — находится еще в Библии: «И вся вода в реке превратилась в кровь. И рыба в реке вымерла, и река воссмердела, и Египтяне не могли пить воду из этой реки; и была кровь по всей Земле Египетской...»

Токсин фитопланктона Gonyaulax — сакситоксин — выде­лен из морских и пресноводных микроводорослей и пред­ставляет собой дигуанидиновое производное с жестким трициклическим скелетом и гидратированной 12-карбо-нильной группой в пирролидиновом кольце (рис. 9.1). По биологическому действию это соединение является блока-тором натриевых каналов электровозбудимых мембран нервных и мышечных клеток.

Из пресноводной водоросли Anabaema выделен ана­токсин А, строение которого было установлено рентгено-структурным анализом (рис. 9.2). Анатоксин А - сильный нейротоксин, в больших дозах вызывающий смерть в тече­ние 2—7 мин.

При массовом развитии синезеленых водорослей эти организмы — причина случаев массового отравления жи­вотных, птиц, которые регистрировались в том числе и в бывшем СССР. Причиной развития отдельных вспышек желудочно-кишечных заболеваний с неясной этиологией служит также массовое развитие в водоемах синезеленых водорослей.

Рис. 9.1. Структурная формула сакситоксина

 
 

• Химические токсические вещества. Большинство из за­грязняющих гидросферу компонентов выполняют в живых организмах функции ингибиторов каких-либо процессов (тяжелые металлы, цианистые соединения, углеводороды). Они подавляют жизнедеятельность водных организмов, поэтому на значительных отрезках рек процессы самоочи­щения происходят очень слабо или совсем не происходят.

В пищевых цепях яды концентрируются и попадают в ор­ганизм животных и человека. Пример того, как соединение, попадающее в водоем в незначительных концентрациях, явилось причиной отравлений и даже смертельных исходов у человека, — болезнь Минамата.

Причина болезни Минамата — метилртуть, которая вмес­те со сточными водами фирмы «Ниппон Чиссо» (Япония) попадала в бухту, а затем по пищевым цепям в организм человека. Заболевание выражалось в нарушениях зрения, слуха, осязания, а также отклонениях поведения человека. Болезнь поражала бедных рыбаков, которые ежеднев­но питались только рыбой. Всего было зарегистрировано 292 случая болезни, из которых 62 закончились смертель­ным исходом.

В 1999 г. вспышка заболевания с признаками, подобны­ми болезни Минамата, была зарегистрирована в устье реки Амазонки (Бразилия). Появление этого заболевания также связано с нахождением в речной воде метилртути, которая попадала в Амазонку вследствие работы золотообогатитель^ ного предприятия.

• Химически необходимые соединения. К ним относятся удобрения, попавшие с полей в водоемы, фосфаты, которые содержатся в ряде моющих средств, стиральных порошков, и др. Эти компоненты являются источником биогенных эле­ментов и насыщают ими воду, что приводит к повышению биологической продуктивности (явления эвтрофикации) во­доемов. Последующее развитие синезеленых водорослей сопровождается смещением экологического равновесия и постепенным заболачиванием водоемов, т.е. их гибелью.

 

9.4. ИСТОЧНИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Так как в биосфере все процессы взаимосвязаны, то эко­логическое состояние гидросферы непосредственно зави­сит от состояния атмосферы и литосферы. Загрязняющие компоненты атмосферы и литосферы в конце концов попа­дают в жидкую фазу, т.е. в воду, и тем самым оказывают вли­яние на все живое, так как все организмы нуждаются в воде.

• Влияние состояния атмосферы. Состояние и состав осадков в значительной степени зависят от состояния атмосферы и тем самым воздействуют на состояние экосис­тем. Известны следующие расчеты - одна капля дождя ве­сом в 50 мг, падая с высоты 1 км, омывает 16 л воздуха. При­нимая во внимание большую поверхность капель, можно заключить, что 1 л дождевой воды будет контактировать с 3,26 • 105 л воздуха. Отсюда следует, что различные загрязня­ющие вещества будут легко вымываться из воздуха. Приме­ром этого служат кислотные дожди.

Сама по себе вода, образующаяся при конденсации водя­ных паров, должна иметь нейтральную реакцию (рН 7). Но даже в самом чистом воздухе есть углекислый газ, и дожде­вая вода, растворяя его, подкисляется до рН 5,6-5,7, а сор­бируя оксиды серы и азота, становится еще более кислой. Рекорд по кислотности принадлежит шотландскому город­ку Питлохри, где в 1974 г. выпал дождь с рН 2,4.

• Влияние состояния литосферы. Соприкасаясь в своем круговороте с громадным числом самых разнообразных ми­нералов, природная вода растворяет значительное количе­ство гидрофильных ингредиентов. Сюда относится 8 основ­ных ионов: хлор, сульфат-ион, бикарбонат, карбонат, натрий, калий, магний и водородный ион. Без микро- и макроэлемен­тов жизнь невозможна. Но, с другой стороны, следует пом­нить, что между жесткостью воды и заболеваниями сердеч­но-сосудистой системы имеется обратная корреляция.

• Нефтеперерабатывающая промышленность. Сточные воды предприятий обычно содержат нефть, нефтепродук­ты, фенолы, сернистые соединения и др.

• Предприятия химической промышленности. Главную роль в загрязнении воды играют синтетические поверхност­но-активные соединения (детергенты). Попадая в водоемы, они затрудняют работу очистных сооружений, биофильт­ров, вызывают обильное пенообразование, что связано с вы­носом активного ила. Некоторые соединения уменьшают количество кислорода в воде, ингибируют в активном иле метаболические процессы.

• Машиностроительные предприятия. В их стоках находят­ся обычно нерастворимые минеральные вещества, нефтепро­дукты, хром, цинк, медь, свинец, цианиды, фенолы, масла.

• Сельское хозяйство. Активное ведение сельского хозяй­ства связано с использование минеральных и органических удобрений, сбросом сточных вод ферм, свинарников, птич­ников. Например, один комплекс для откорма 10 тыс. голов скота дает столько же отходов, что и город с населением 100 тыс. человек.

• Предприятия пищевой промышленности. Органические вещества от винных и дрожжевых заводов, молокозаводов, кондитерских фабрик богаты биогенными элементами, что связано также с процессами эвтрофикации водоемов.

 

9.5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ГИДРОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА

9.5.1. Пути воздействия

Контакт человека с составляющими гидросферы проис­ходит через верхние дыхательные пути, желудочно-кишеч­ный тракт и кожу.

• Верхние дыхательные пути. Это наименее изученный путь. Механизм действия сводится к тому, что в насыщен­ном парами воды воздухе, имеющем место при формирова­нии тумана или смога, происходит растворение в мельчай­ших капельках воды различных токсических примесей, га; зов. Эти компоненты воздействуют через огромную всасы­вающую поверхность альвеол легких прежде всего на них са­мих (обусловливая патологию со стороны этого органа), а через большой круг кровообращения попадают во внутрен­нюю среду организма. При этом минуется самый мощный фильтр человеческого организма, где происходит детокси-кация ксенобиотиков, — печень.

Именно этим была вызвана гибель более 4 тыс. человек во время известного лондонского смога в 1952 г. В течение 4 дней английская столица была окутана туманом, чему спо­собствовали низкая температура и почти полное отсутствие ветра. Основная причина летальности — патология со сто­роны органов дыхания, особенно у детей и лиц старше 55 лет. Подобные случаи токсического смога еще несколько раз повторялись в Англии. Аналогичные случаи имели мес­то и в других странах, например в США в небольшом горо­де Донор, где за 5 дней стояния смога оказались поражен­ными 6 тыс. человек.

• Желудочно-кишечный тракт. Значительная часть воды, поступающей в организм в свободном состоянии, всасыва­ется в двенадцатиперстной кишке, тощей кишке и желудке. Отсюда следует, что при неблагоприятном состоянии источ­ников водоснабжения происходит преимущественное пора­жение ЖКТ, что связано с развитием гастроэнтеритов.

• Кожные покровы. Человек во время купания контакти­рует с водой через кожу. Поэтому при экологическом небла­гополучии водоемов возможен контакт с простейшими, бак­териями, гельминтами, насекомыми, живущими и размно­жающимися в водной среде, т.е. происходит инфицирова­ние человека.

Согласно имеющейся классификации ВОЗ можно выде­лить пять групп заболеваний, связанных с экологическим состоянием гидросферы:

• заболевания от зараженной воды (тиф, холера, дизенте­рия, полиомиелит, гепатит);

• заболевания кожи и слизистых (трахома, проказа);

• заболевания, вызываемые моллюсками (шистосомоз, ришта);

• заболевания, вызываемые живущими и размножающи­мися в воде насекомыми (малярия, желтая лихорадка);

• заболевания от загрязненной воды.

По данным Мирового банка, приблизительно 1,2 млрд людей в мире пьют неблагополучную в экологическом отно­шении воду.

 

9.5.2. Механизмы нейро- и нефротоксичности

С питьевой водой в организм человека могут поступать многочисленные ксенобиотики, в том числе оказывающие воздействие на нервную и выделительную системы. В этой связи необходимо отдельно рассмотреть особенности ней­ро- и нефротоксичности.

Нейротоксичность — это свойство химических веществ вызывать нарушение структуры и/или функций нервной системы.

Нейротоксичность присуща большинству известных ве­ществ. Поэтому практически любая острая интоксикация в той или иной степени сопровождается нарушениями функ­ций нервной системы.

Наиболее важным условием прямого действия ксенобио­тика на ЦНС является его способность проникать через ге-матоэнцефалический барьер (ГЭБ). Вещества, не проника­ющие через ГЭБ, будут вызывать токсические эффекты на периферии, главным образом в области синаптических кон­тактов нервных волокон с иннервируемыми клетками орга­нов, вегетативных и чувствительных ганглиев.

Развивающаяся у человека патология является следстви­ем воздействия ксенобиотиков на возбудимые мембраны, механизмы передачи нервного импульса в синапсах, пласти­ческий и/или энергетический (гипоксия, ишемия) обмен в нервной ткани.

В наибольшей степени нарушение энергетического обме­на сказывается на состоянии нейронов, в которых высок уровень процессов потребления кислорода и синтеза макро­эргов. В целом клетки малого размера с большим количе­ством дендритов более чувствительны к гипоксии (ише­мии), чем большие нейроны с длинными аксонами и малым количеством дендритов (мотонейроны). Глиальные и эндо-телиальные клетки менее чувствительны к гипоксии. Среди структур, образуемых серым веществом, наиболее чувстви­тельными к гипоксии являются кора головного мозга, кора мозжечка (клетки Пуркинье), гиппокамп.

Нейротоксический процесс может проявляться в форме нарушений моторных, сенсорных функций, эмоционально­го статуса, памяти, обучения. Часто нарушаются зрение, слух, тактильная и болевая чувствительность и т.д. Сенсомо-торные нарушения приводят к появлению мышечной сла­бости, парезов и параличей.

Острые нейротоксические процессы обычно обусловлены нарушениями физиологических или биохимических меха­низмов в нервной системе и не связаны с дегенеративными изменениями нейроцеллюлярных элементов. Подобные эф­фекты обычно формируются после однократного воздей­ствия токсиканта в относительно высокой дозе и носят об­ратимый характер. Как правило, таким образом развивается интоксикация веществами, нарушающими передачу нервно­го импульса в синапсах (многочисленные синаптические яды), проведение возбуждения по возбудимым мембранам (вератрин, тетродотоксин, сакситоксин, этанол, хлороформ и др.), и некоторыми веществами, нарушающими энергети­ческий обмен в мозгу (динитрофенол и др.).

Острые нейротоксические процессы в ЦНС проявляют­ся либо гиперактивацией нервных структур (возбуждение, судорожный синдром), либо их угнетением (заторможен­ность, утрата сознания), либо дезорганизацией высшей нервной деятельности (неадекватные эмоции, иллюзии, гал­люцинации, бред и т.д.). Проявления острого нейротокси-ческого действия на периферии — это, как правило, след­ствие нарушений проведения нервных импульсов по двига­тельным, вегетативным волокнам и блокада или извраще­ние поступающей сенсорной информации (онемение ко­нечностей, парестезии, боль).

Хронически протекающие нейротоксические процессы обусловлены длительным действием ксенобиотиков, пре­имущественно нарушающих пластический (свинец, тетра-этилсвинец, триметилолово, таллий, ртуть) или энергети­ческий (оксид углерода) обмен. Их развитие часто сопряже­но с изменением структурных элементов нервной системы: нейронов, их дендритов и аксонов, миелина, миелинобразу-ющих клеток, эндотелиальных клеток.

Центральные хронические нейротоксические процессы, как правило, мало специфичны. Однако при интоксикациях некоторыми веществами (тетраэтилсвинец) периоду разви­тия хронических эффектов предшествует достаточно специ­фичная клиника острого нарушения функций мозга.

Нефротоксичность — это свойство химических веществ вызывать структурно-функциональные нарушения почек.

Нефротоксичность может проявляться как следствие прямого взаимодействия химических веществ (или их мета­болитов) с паренхимой почек, так и опосредованного действия главным образом через изменения гемодинамики, кислотно-основного равновесия внутренней среды, массив­ное образование в организме продуктов токсического разру­шения клеточных элементов, подлежащих выведению через почки (гемолиз).

Механизмы нефротоксического действия ксенобиотиков многообразны и вместе с тем развиваются по достаточно об­щему сценарию. Прошедший через фильтрационный барь­ер в клубочках токсикант концентрируется внутри каналь­цев в силу реабсорбции большей части воды, содержащейся в первичной моче. Под влиянием складывающегося при этом градиента концентрации или в силу процессов актив­ной реабсорбции ксенобиотик поступает в клетки канальце-вого эпителия и там накапливается. Нефротоксическое действие развивается при достижении критической концент­рации токсиканта в клетках.

Нарушения гемодинамики являются частой причиной развития токсических нефропатий.

При остром поражении токсикантом почечных каналь­цев функции органа могут нарушаться вследствие закупор­ки просвета канальцев продуктами распада клеток эпите­лия, ретроградного тока гломерулярного фильтрата, повы­шения давления в капсуле Боумена, а вследствие этого и крови в капиллярной сети почечного клубочка.

Основными проявлениями поражения почек токсиканта­ми являются:

• гематурия вследствие повреждения стенки капилляров клубочков;

• появление белка в моче более 0,5 г в суточной пробе (протеинурия).

Протеинурия может быть гломерулярного происхожде­ния, при этом в моче обнаруживаются преимущественно высокомолекулярные белки (молекулярная масса более 40 ООО дальтон), и канальцевого — в моче обнаруживаются преимущественно низкомолекулярные белки (менее 40 ООО дальтон). Гломерулярная протеинурия указывает на разрух шение клубочкового барьера кровь—моча; канальцевая — на повреждение проксимальных отделов почечных канальцев.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-10-31; Просмотров: 378; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.087 сек.