Działy toksykologii.
Toksykologia: Toksykologia:
- kliniczna -teoretyczna
- sądowa -stosowana (praktyczna
- środowiska naturalnego
Podaj działy toksykologii teoretycznej oraz omów, czym one się zajmują.
Toksykologia teoretyczna:
* ogólna
- definiuje podstawowe pojęcia i terminy: trucizna, zatrucie, toksyczność,
- opisuje interakcje pomiędzy toksynami a organizmem,
- określa zakres działania toksycznego,
- zajmuje się kinetyka substancji toksycznych w organizmie, jak wygląda ich biotransformacja i wydalanie,
- opisuje działanie genetyczne, neurotoksyczne, immunotoksyczne,
* szczegółowa
- systematycznie bada i opisuje działanie trucizn,
- dzieli na grupy ze względu na wynikające podobieństwa budowy chemicznej, działania, właściwości lub zastosowań użytkowych,
- Działy: toksykologia leków, metali, rozpuszczalników, środków ochrony roślin i środków chemicznych stosowanych w rolnictwie, tworzyw sztucznych i środków stosowanych w gospodarstwach domowych, związków promieniotwórczych)
* doświadczalna
- zajmuje się trucizną, bada w jaki sposób działa na organizm; opracowuje modele badawcze umożliwiające śledzenie losów trucizn w organizmie,
-wyjaśnienie mechanizmów powstania wywoływanych przez nie skutków toksycznych
-przystosowanie ich do potrzeb rutynowej oceny toksykologicznej nowych zw. Chemicznych
-mozliwość odniesienia uzyskanych wyników doświadczalnych do organizmu człowieka
Działy: środowiskowa, przemysłowa, żywności
Podaj działy toksykologii stosowanej (praktycznej) oraz omów, czym one się zajmują.
Toksykologia stosowana:
* kliniczna
- ma zastosowanie w medycynie,
- poszukuje nowych rozwiązań diagnozowania i leczenia zatruć (stosując postępowanie objawowe, ale również swoiste metody farmakologiczne)
- obejmuje zatrucia ostre oraz zatrucia przewlekłe, przemysłowe i środowiskowe,
- w leczeniu stosuje się min. hemodializę, leczenie monitorowane (leczenie monitorowane oparte na znajomości modeli i pomiarów toksykokinetycznych)
* doświadczalna
- służy do określenia modeli doświadczalnych- doskonalenie testów oceny toksykologicznej z możliwością uchwycenia skutków odległych, jak: działanie rakotwórcze, teratogenne czy immunotoksyczne.
* sądowo-lekarska
- dokładnie określona przepisami,
- dotyczy zatruć śmiertelnych (rozmyślnych i przypadkowych)
* analityka toksykologiczna
Obejmuje 3 podstawowe kierunki:
- zabezpieczenie analityczne próbek doświadczalnych,
- diagnostyka chemiczno- toksykologiczna zatruć przyżyciowych (pomaga w toksykologii sądowo- lekarskiej),
- kontrolę higieniczno-toksykologiczną w przemyśle, środowisku oraz dziedzinach specjalnych tj. analityczna kontrola narkomanii, uzależnień lękowych, dopingu)
- jedna z dziedzin chemii analitycznej,
- zajmuje się poszukiwaniem danych trucizn,
* ustawodawstwo toksykologiczne
Jest elementem bepośredniego oddziaływania ogólnospołecznego toksykologii
- monitoring - bieżąca kontrola toksykologiczna,
- profilaktyka - działania zapobiegawcze,
Definicja i działy ekotoksykologii
Ekotoksykologia- nauka o oddziaływaniu substancji toksycznych na organizmy żywe i konsekwencjach tych oddziaływań ujawniających się na poziomach organizacji wyższych niż pojedynczy organizm. E. zajmuje się badaniem szkodliwego działania substancji chemicznych na ekosystemy, co pozwala objąć zmiany w organizmach z konsekwencjami na poziomie populacji i wyższym.
Ekotoksykologia:
- ekosystemowa, transfer zanieczyszczeń w sieciach troficznych; udział zanieczyszczeń w obiegach biogeochemicznych.
- populacyjna, wpływ zanieczyszczeń na dostosowanie; ewolucja odporności
Najważniejsze działy toksykologii szczegółowej
- leków
- metali
- rozpuszczalników
- środków ochrony roślin i środków chemicznych stosowanych w rolnictwie
- tworzyw sztucznych i środków stosowanych w gospodarstwach domowych
- związków promieniotwórczych
Kierunki badań toksykologii żywności.
Zajmuje się ochr konsumenta przed ewentualnym szkodliwym działaniem art. żywnosci, w tym celu: wykonuje się szczegółowe badanie toksykolog nowych środków żywności i pasz, a także substancji dodatkowych lub stykających się z żywnością:; kontroluje się żywność w celu wykrycia obcych subst pochodz z zan środow, urządzeń przemysł, naczyń i sprzętu domow, opakowań itp
Kierunki badań:
1) subst naturalnie toksyczne występ w żywn (inhibitory proteaz, goitrogeny, taniny, alkaloidy, konwicyna, fityna, aminy biolog. czynne itp)
2) bad toksyczn subst dodatkowych: subst przedłużających trwałość, subst. przecibakteryjne, kw. benzoesowy, salicylowy, mrówkowy, azotany III i V, azotyny Na i K
3) bad toksycz subst zapobieg zmianom chem (przeciwutlen natural i syntet)
4) bad susbt zapobieg zmianom fizycznym żywności (kw alginowy, estry sorbitolu z kw tłuszcz, estry glicerolu z kw tłuszcz i inne)
5) bad toksyczn subst zapach dodaw do żywności (aldehyd anyżkowy, benzoesowy, maślan amylu, salicylan metylu, terpeny itp)
6) bad toksyczn subst smakowych i dodaw do żywności (kw organ: mlekowy, cytrynowy; kw nieorg)
7) bad subst barwnych (organiczne barwniki syntetyczne B-karoten, karmel, barw nieorgan, zan techniczne barwników, benzyna, anilina)
8) bad toksyczn antybiotyków: antybiotyki chinoglikozydowe, penicylina, tetracykliny, antybiotyki białkowe ...)
9) bad żywności na działanie mikotoksyn (aflatoksyny, ochratoksyny)
10) bad toksycznych pierwiastków śladowych zawartych w żywności
Podstawowe źródła zanieczyszczenia środowiska.
Zanieczyszczenie środowiska może być powodowane przez źródła naturalne lub sztuczne (antropogeniczne). Źródła:
Zanieczyszczeń powietrza: naturalne: pożary lasów, działalność wulkanów, rozkład materii organicznej, wietrzenie chemiczne skał, Źródła antropogeniczne: transport, spalanie paliw, przemysł chemiczny, rafineryjny, cementownie, składowiska surowców i odpadów; spalanie odpadów w miejscach i obiektach do tego celu nie przeznaczonych
Zanieczyszczeń wody: ścieki, transport wodny, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych, odpady komunalne i przemysłowe, spływ powierzchniowy
Zanieczyszczeń gleby: odpady przemysłowe i komunalne, gazy i pyły emitowane z zakładów przemysłowych, transport, nawozy i pestycydy
także zanieczyszenie środowiska hałasem, światłem.
Co składa się na globalne zagrożenie ekologiczne.
-dziura ozonowa
-efekt cieplarniany
-kwaśne deszcze
-niszczenie lasów
-odpady i śmieci
Wymienić i krótko scharakteryzować największe katastrofy ekologiczne ostatniego stulecia (8)
1952 - Wielki smog londyński - utrzymywał się od 5 do 9 grudnia, tym czasie zmarło 3-4 tys osób; (skażenie powietrza, inwersja temp)
1976 - Soveso (Włochy) - emisja chmury dioksyn
1977 - Wieża wiertnicza „Ekofisk” na Morzu Norweskim - 12 tys. ton ropy
1978 - Tankowiec „Amoco Cadiz” u wybrzeży Francji - 220 tys. ton ropy
1979 - Reaktor atomowy Three Miles Island (USA)
1979 - Wieża wiertnicza „Ixotoc” w Zat. Meksykańskiej - 1 mln ton ropy
1984 - Fabryka pestycydów w Bhopal (Indie) - wyciek chemikaliów; zmarło 3-4 tys osób, do atmosfery dostało się ok 40 ton trującego gazu (głównie izocyjanek metylu i jego pochodne)
1986 - Reaktor atomowy w Czarnobylu (ZSRR) - choroba popromienna, długotrwałe skażenie gleby, wody i powietrza
1986 - Magazyn pestycydów „Sandoz” w Bazylei - pożar 1250 ton pestyc.
1988 - Tankowiec „Exxon-Valdez” w pobliżu Alaski - wyciek ropy - 11 mln galonów
1991 - Szyby naftowe w Kuwejcie - 732 szybów wysadzono
II połowa XX wieku: zanik jeziora Aralskiego na skutek nieprawidłowego nawadniania terenów pustynnych
1997 - odkryta zostajeWielka Pacyficzna Plama Śmieci , szacowana masa 3,5 mln ton zbudowana w 90% z tworzyw sztucznych - śmierć zw morskich
Definicja trucizn, toksyczności, zatruć.
Trucizna- jest to substancja, która po wprowadzeniu do organizmu może powodować uszkodzenia, zaburzenia czynności fizjologicznych i śmierć.
Toksyczność- zdolność substancji do wywoływania zaburzeń fizjologicznych czynności organizmu i powodowania ich śmierci. Związki chemiczne mogą wywierać działanie toksyczne po wchłonięciu ich drogą doustną, oddechową lub po absorpcji przez skórę.
Zatrucie- zespół objawów chorobowych wywołanych działaniem trucizny na organizm.
Zanieczyszczenia żywności - podział i przykłady.
1. Obce, szkodliwe substancje:
a)Biologiczne- Substancje szkodliwe powstające w procesie obróbki technologicznej (magazynowanie, mukotoksyny), sa to: drobnoustroje, toksyny, pasożyty, wydaliny, pleśniaki, szkodniki, sierść i włosy (np.w chlebie):
b)Chemiczne- zanieczyszczenia żywności które sa obecnie największym zagrożeniem dla zdrowia człowieka. Pochodzą ze środowiska jako skażenie surowca: azotany, azotyny, benzopireny, metale ciężkie (Hg, Pb,Cd) pozostałości środków ochrony roślin, pozostałości preparatów stosowanych w hodowli, Substancje pochodzące z operacji wstępnych i procesów technicznych.
- Metale ciężkie - Hg, Pb, Cd, As, Zn, Sn, Cu występują dość powszechnie w żywności, także jest ustalone limitowo w pozostałości substancji kumulujących się w organizmie, bierze się pod uwagę PTWI :tymczasowo tolerowane, tygodniowe
- WWA- chlorowane di i trifenyle, substancje z przedmiotów kontaktujących się z żywnością, leki weterynaryjne.
- Benzopiren - ma działanie mutagenne i rakotwórcze. Jest szczególnie toksyczny, dość rozpowszechniony.
c)Przypadkowe- Wskutek nie przestrzegania zasad higieny; niewłaściwe postęp w czasie produkcji niedopuszczalne, zanieczyszczenia technologicznych powstają w toku produkcji lub obrotu, przenikają do żywności lub są na jej powierzchni np. pozostałości środków chemicznych stosowanych przy ochronie i uprawie roślin.
d) Mechaniczne- zanieczyszczenia żywności powstają przy nieumiejętnym, nadmiernym utrwalaniu jej promieniami jonizującymi lub np. kawałki sznurka w mące
2. Naturalne szkodliwe substancje w żywności to:
- Awidyna - występująca w białku jaja,
- Solanina - glikozyd, w dużej ilości w młodych i starych ziemniakach, powoduje zaburzenia przewodu pokarmowego i układu nerwowego.
- Amygdalina - glikozyd, jest w nasionach owoców pestkowych: wiśni, śliwy, brzoskwini. w migdałach.
- Limaryna-w nasionach lnu i w fasoli, zawierają kwas pruski.
- Saponiny- w nasionach soi, w szpinaku i burakach.
- Tioglikozydy- w roślinach krzyżowych: kapuście, rzepie, rzodkiewce i chrzanie.
- Inhibitory trypsyny :w nasionach roślin strączkowych soi i fasoli.
- Zasady purynowe: w cielęcinie, wieprzowinie, wołowinie, dorszu, karpiu, śledziu, fasoli, grochu, grzybach, szpinaku.
- Związki fitynowe: w ziarnach zbóż, w razowym pieczywie, kaszach i płatkach, w orzechach, w nasionach roślin oleistych i strączkowych.
Omów czynniki decydujące o toksyczności trucizn.
O toksyczności decyduje:
- sposób oddziaływania (miejscowe zdolność do wywoływania zmian w miejscu bezpośredniego kontaktu, ogólneukładowe krótkotrwałe i przewlekłe),
- dawka,
- drogi przenikania (drogi oddechowe, skóra, przewód pokarmowy),
- częstość podawania (jednorazowo, kilkakrotnie),
- czas potrzebny do występowania zmian niekorzystnych,
- zakres i stopień uszkodzenia,
- właściwości fizyko-chemiczne: rozpuszczalność, stopień dysocjacji, lotność, stopień rozdrobnienia, budowa chemiczna (np. im bardziej lotny tym bardziej toksyczny, im b. rozp tym mniej szkodliwy)
- czynniki ustrojowe: wrażliwość gat., rasowa, osobnicza, stan fizjologiczny organizmu, towarzyszące choroby, płeć, wiek.
Wpływ czynników biologicznych ustroju na działanie trucizn
Wiek, płeć, budowa fizyczna ciała, sprawność funkcjonowania narządów wewnętrznych, stan odżywienia, rasa( to jest dobrze)
Wiek - ludzie w wieku starszym i dzieci bardziej narażone; płeć - kobiety mają średnio mniejszą masę ciała (dawki toksyczne mniejsze), budowa ciała (chorzy, wyczerpani fizycznie, niedożywieni);
Skutki działania substancji toksycznych na organizm.
Miejscowe- działanie drażniące, działanie uczulające.
Układowe- działanie krótkoterminowe, działanie przewlekłe.
Toksyczność przewlekła- zdolność substancji chemicznej do wywołania efektu toksycznego u zwierząt laboratoryjnych
Klasyfikacja trucizn.
Trucizny drażniące- zalicza się do nich zw. o dużej aktywności chemicznej (pary i gazy kwaśne oraz amoniak).
Trucizny duszące- uniemożliwiają proces oddychania wskutek obniżenia stęż. tlenu w powietrzu (duszące proste) lub tez przez specyficzne działanie na krew i enzymy wpływają na czynności oddychania(duszące chemiczne);
Trucizny narkotyczne- wpływają na o.u.n. zwłaszcza na kore mózgowa,
Trucizny protoplazmatyczne- nalezą do nich zw. niszczące strukturę białkową protoplazmy, np. rteć, ołów, arsen i ich zw. oraz organiczne pochodne (np. czteroetylek ołowiu).
Trucizny o działaniu alergizującym (alergeny)- alergia jest swoistą nabyta reakcją organizmu na substancje typu białek, glikoprotein lub wielocukrów, które zostały wprowadzone do organizmu. Mechanizm chorób alergicznych polega na zaburzeniu przemian biochemicznych w komórkach
Podział trucizn według ich pochodzenia
1 – roślinne
2 – zwierzęce
3 – mineralne
Wyjaśnić pojęcia: ekspozycja; efekt działania trucizny; stężenie krytyczne; narząd krytyczny; hipoteza progowa i liniowa; dawka progowa; margines bezpieczeństwa; okres karencji; transport transepidermalny; transport transfolikularny; tachyfilaksja
Ekspozycja- narażenie - fizyczny kontakt z czynnikiem fizycznym, chemicznym lub biologicznym wrazony steżeniem lub nateżeniem i czasem trwania, wyrażone jest także przez stężenie substancji w wodzie bądź powietrzu
Efekt działania trucizny- każda biologiczna zmiana w organizmie, narządzie lub tkance spowodowana lub związana z narażeniem na substancję chemiczną; zmiany niekorzystne lub „anormalne”- wówczas gdy wyniki pomiarów znajdują się poza zakresem wartości prawidłowych. Zakres wartości prawidłowych oznaczany na podstawie pomiarów wykonywanych w grupie osobników uznawanych za zdrowych. Działanie niekorzystne, szkodliwe albo niepożądane dla zdrowia może być odwracalne lub nieodwracalne.
Stężenie krytyczne – przy którym zachodzą zmiany czynnościowe, komórki odwracalne lub nieodwracalne, niepożądane lub szkodliwe.
Narząd krytyczny - narząd szczególnie wrażliwy na promieniowanie danego rodzaju, zewnętrzne lub wewnętrzne w stosunku do organizmu.
Hipoteza liniowa dla substancji trujących w większych dawkach nie istnieją dawki tak małe aby były całkowicie bezpieczne.
Hipoteza progowa trujące działanie spada do zera poniżej pewnej dawki zwanej progową (przeciwieństwo hipotezy liniowej).
Okres karencji- czas jaki musi upłynąć od ostatniego zabiegu agrochemicznego zbiorów płodów rolnych przeznaczonych do spożycia lub na pasze.
Dawka graniczna lub progowa (dosis minima) – ilość substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne reakcje biologiczne tkanek.
Margines bezpieczeństwa – różnica między LD 50 a dawką leczniczą
Transport transepidermalny- Mechanizmy przenikania ksenobiotyków przez skórę
zachodzi przez warstwy komórek naskórka oraz przestrzenie międzykomórkowe za pomocą dyfuzji biernej lub absorpcji konwekcyjnej; na zasadzie dyfuzji wchłaniają się związki organiczne
- przez skórę wchłaniają się także substancje w postaci gazów(cyjanowodór, siarkowodór, amoniak) lub par
Transport trans folikularny Mechanizmy przenikania ksenobiotyków przez skórę
- przez gruczoły łojowe i mieszki włosów
- wchłanianie zachodzi za pomocą absorpcji konwekcyjnej
- w ten sposób wchłaniają się elektrolity, metale ciężkie oraz ich połączenia organiczne
Tachyfilaksja - zjawisko występowania dość szybkiej utraty wrażliwości na lek w przypadku jego częstego (bez odpowiednich przerw) podawania.
Podział związków chemicznych na podstawie LD50.
Na podstawie (LD50) dokonuje się podziału:
Ø Bardzo toksyczne – LD50 25mg/kg
Ø toksyczne – LD50 ponad 25 do 200 mg/kg
Ø szkodliwe – LD50 ponad 200 do 2000 mg/kg
Wyjaśnij skróty: LD5o,LC5Oj, ADI, NOEL,MOS;
LD50 - dawka śmiertelna- dawka substancji toksycznej (w miligramach na kilogram masy ciała), powodująca śmierć 50% badanej populacji po pierwszym podaniu
LC50 - stężenie śmiertelne, stężenie substancji toksycznej przy którym 50% badanej populacji umiera po 14 dniach (lub innym określonym czasie) po ekspozycji.
ADI - dopuszczalna dzienna dawka, określa liczbę miligramów substancji toksycznej wprowadzonej w ciągu dnia do organizmu bez ryzyka zachorowania.(mg/kg) dla pozostałości pestycydów, leków wet i innych zan zżywności, niektóre dodatki do zywnosci
NOEL - najwyższa możliwa dawka substancji, która przy przedłużonym okresie przyjmowania (do 6 miesięcy) nie wywołuje żadnych widocznych lub dających się zmierzyć skutków.
MOS – enzymy mikrosomalne
Omów rodzaje dawek substancji toksycznych rozróżnianych przez toksykologię.
Rodzaje dawek substancji toksycznych:
- graniczna (progowa; DM)- ilość substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne reakcje biologiczne tkanek.
- lecznicza (DC)- dawka, która wykazuje działanie farmakodynamiczne nie wywołując zakłóceń procesów fizjologicznych- odnosi się to do leków i substancji niezbędnych dla organizmu.
- toksyczna (DT)- ilość substancji, która wywołuje odwracalne zaburzenia patofizjologiczne oraz dające się stwierdzić objawy zatrucia.
- śmiertelna (DL)- ilość substancji, która powoduje nieodwracalne uszkodzenie lub porażenie ośrodków ważnych dla życia i związaną z tym śmierć organizmu.
Rodzaje zatruć.
Rodzaje zatruć:
- ostre - charakteryzujące się szybkim rozwojem objawów chorobowych przebiegających zwykle gwałtownie po jednorazowej dużej dawce trucizny (silne uszkodzenie lub śmierć w ciągu 24h)
- podostre - są wtedy gdy objawy kliniczne zatrucia są wprawdzie wyraźne, ale nie tak gwałtowne jak w ostrym, występują po kilkakrotnym przyjęciu trucizny w dawkach poniżej śmiertelnych.
- przewlekłe - powstają wskutek długotrwałego działania trucizny w małych dawkach i często nie wykazują widocznych objawów. Dopiero po dłuższym czasie, na skutek gromadzenia się trucizny w organizmie, dochodzi do wystąpienia objawów zatrucia przewlekłego (są to najczęściej zatrucia zawodowe związanie z długotrwałym narażeniem na substancje toksyczne w środowisku pracy).
Zatrucia:
- rozmyślne, samobójcze, samozatrucia bez tendencji samobójczych, zatrucia zbrodnicze, egzekucje za pomocą trucizny (np. leki, środki uspokajające, cyjanek potasu, strychnina- w dopalaczach i trutce na szczury).
- przypadkowe, omyłkowe przyjęcie trucizny, powikłania lecznicze, zatrucia w wyniku skażenia środowiska naturalnego lub środowiska pracy.
Współczesne przyczyny zatruć.
Przyczyny zatruć:
- trucizny przemysłowe,
- trucizny środowiskowe,
- żywność,
- leki, środki odurzające,
- tlenek węgla,
- artykuły gospodarstwa domowego,
a) Pomyłka
b) Nieświadomość: Z ciekawości jedzą nieznane im rzeczy lub piją napoje o nieznanym składzie.
c) Lekkomyślność
d) Trucizny przemysłowe powodują zatrucia zawodowe: WWA czy polichlorobenzen)
e)Trucizny środowiskowe- związki toksyczne występujące w powietrzu wodzie, glebie połączone ze soba
f)Zatrucia lekami
g) Zatrucie alkoholowe;
h) Zatrucia pokarmami
i) Zatrucia bakteryjne żywności; tego typu schorzenia objawiają się kilka godzin po spożyciu, czasami kilka dni, pojawiają się przeważnie bólami głowy, nudnościami i wymiotami, bólami brzucha i biegunką.
j) Zatrucie jadem kiełbasianym;
k) Zatrucia grzybami
l) Zatrucia jadami roślinami
m) Zatrucia środkami gospodarstwa domowego;
n)CO związek powstały w wyniku całkowitego spalenia C, jest cichym zabójcą
Wymienić i krótko scharakteryzować etapy metabolizmu ksenobiotyków
Wchłanianie- dominuje transport dyfuzyjny, może występować transport aktywny (zależy od stanu skupienia substancji wchłaniania: gazy przez płuca, pyły przez układ pokarmowy).
Dystrybucja- rozmieszczenie substancji za pomocą krwi.
Biotransformacja- enzymatyczne lub nieenzymatyczne przemiany ksenobiotyków lub ich metabolitów ze związkami endogennymi, w tym procesy detoksykacji
Rozrywanie struktur chemicznych.
Wydalanie
Omów drogi wchłaniania ksenobiotyków(25,26,27 – to samo)
Ksenobiotyki wchłaniane są do organizmu 3 głównymi drogami:
- drogi oddechowe,
- skóra,
- układ pokarmowy,
Drogi oddechowe- substancje gazowe lub występujące w postaci par lub aerozolu dostają się z powietrzem do pęcherzyków płucnych a następnie poprzez dyfuzję przedostają się do krwi. W ten sposób przenikają przede wszystkim związki dobrze rozpuszczalne w płynach ustrojowych. Substancje o złej rozpuszczalności w płynach ustrojowych mogą pozostawać długo w płucach, a usuwane są najczęściej na drodze fagocytozy.
Przez układ oddechowy przedostają się min. tlenek węgla, krzemionka. Substancje lotne dobrze rozpuszczalne w wodzie (amoniak, chlorowodór) wchłaniają się już w górnych drogach oddechowych, zaś słabo rozpuszczalne (ozon, tlenki azotu) trafiają do pęcherzyków płucnych. Przenikanie ksenobiotyków z pęcherzyków płucnych do krwi jest uzależnione od ich rozpuszczalności we krwi.
Skóra- skóra stanowi najważniejszą barierę oddzielającą organizm ludzki od środowiska zewnętrznego. Proces wchłaniania przez nie uszkodzoną skórę zachodzi stosunkowo wolno, jednak niektóre substancje (np. insektycydy fosforoorganiczne) wykazują większą toksyczność, jeśli są absorbowane przez skórę niż po dostaniu się drogą doustną.
Wyróżniamy 2 mechanizmy przenikania ksenobiotyków przez skórę:
- transport transepidermalny- (przez skóre)główny sposób przenikania ksenobiotyków, wchłaniają się na zasadzie dyfuzji biernej lub absorpcji konwekcyjnej (przez pory): węglowodory aromatyczne i alifatyczne, aromatyczne aminy i związki nitrowe, związki fosforoorganiczne.
- transport transfolikularny-(przez mieszki włosowe) zachodzi z pominięciem naskórka, głównie przez gruczoły łojowe, mieszki włosów, częściowo gruczoły potowe. W ten sposób wchłaniają się metale ciężkie i ich połączenia organiczne.
Układ pokarmowy- ksenobiotyki dostaja się do ust zwykle drogą pośrednią, przeniesione rękami lub z pożywieniem, piciem- głównie przy pewnych zaniedbaniach higienicznych. Droga to odgrywa zasadniczą rolę przy zatruciach typu samobójczego i w zatruciach przemysłowych. Drogą doustną często podawane są leki. W jamie ustnej absorbują się: nikotyna, kokaina, cyjanki, alkohole. W żołądku dobrze wchłaniają się słabe kwasy, zaś w niewielkim stopniu zjonizowane oraz bardzo słabe zasady, natomiast mocne kwasy nie ulegają wchłanianiu.
Głównym miejscem wchłaniania jest jelito, zwłaszcza cienkie. Decyduje o tym olbrzymia powierzchnia błony śluzowej oraz jej anatomiczne przystosowania do procesów absorpcji, a ponadto jelita posiadają zdolność wchłaniania selektywnego.
Ksenobiotyki wchłonięte z przewodu pokarmowego do krwi układu wrotnego przedostają się żyłą wrotną do wątroby, gdzie zachodzą procesy biotransformacji.
Miejsce wchłaniania ksenobiotyków w przewodzie pokarmowym.
| NARZĄD | KSENOBIOTYK KWAŚNY | KSENOBIOTYK ZASADOWY |
|---|---|---|
| Żołądek | Maks | Min |
| Początkowy odcinek dwunastnicy | Maks | Min |
| Końcowy odcinek dwunastnicy | Min | Maks |
| Jelito cienkie | Min | Maks |
| Jelito grube | Min | Maks |
Omów drogi wydalania ksenobiotyków.
Ksenobiotyki wydalane są z organizmu poprzez:
- nerki,
- przewód pokarmowy,
- płuca,
- skóra,
- gruczoły sutkowe
Nerki- najważniejszy narząd wydalniczy, eliminujący przede wszystkim trucizny dobrze rozpuszczalne w wodzie organiczne i nieorganiczne. Niektóre z nich po zagęszczeniu w cewkach wywołują ich uszkodzenie, jeszcze inne mogą powodować zmiany zwyrodnieniowe nerek. Z moczem wydalane są: większość leków, insektycydy fosforoorganiczne, fluorki, stront, selen, beryl, kadm, chrom, cynk, kobalt.
Przewód pokarmowy- stanowi również ważną drogę wydalania trucizn. Tą drogą wydalane są zwłaszcza sole metali ciężkich, np. żelazo, rtęć, które wydalają się z kałem. Wydalanie może nastąpić poprzez ślinianki wraz ze śliną. Wydalanie ze śliną jest determinowane wielkością cząsteczki, rozpuszczalnością w lipidach oraz stopniem jonizacji (związki zjonizowane nie przechodzą do śliny). Ze śliną mogą być wydalane np. związki jodu, salicylany, niektóre alkaloidy. Wydalanie przez wątrobę wraz z żółcią ma znaczenie w przypadku wydalania metali ciężkich, lotnych związków aromatycznych, olejków eterycznych. Niektóre trucizny wydalane przez jelita mogą działać drażniąco na błonę śluzową i powodować uporczywe biegunki.
Płuca- są drogą eliminacji substancji lotnych zgodnie z prawami dyfuzji. Tą drogą są wydalane związki lotne o wystarczającej litofilności, np. alkohol, olejki eteryczne. Tą drogą wydalane są także lotne metabolity takie jak: dwusiarczek węgla, dwutlenek węgla. Szybkość wydalania zależy min. od szybkości przepływu krwi przez płuca oraz stopnia wentylacji płuc. W toku wydalania trucizn może dojść do uszkodzenia błony śluzowej dróg oddechowych oraz ich stanu zapalnego.
Skóra- trucizny wydalane przez skórę: brom, jod, fenol mogą powodować jej podrażnienie lub uszkodzenie. Wydalanie wraz z potem obejmuje min. wydalanie witaminy B1 i jej metabolitów.
Gruczoły sutkowe- przy stosowaniu leków u karmiących matek należy brać pod uwagę przenikanie ich do mleka. Łatwo przenikają do mleka dobrze rozpuszczalne w tłuszczach leki znieczulające ogólnie, przeciwzakrzepowe, przeciwcukrzycowe. Do mleka ludzkiego przechodzą również alkaloidy (morfina, nikotyna) oraz alkohol.
Najczęściej występujące mechanizmy transportu ksenobiotyków w organizmie.
1) Transport dyfuzyjny
2) transport aktywny
Transport bez udziału nośników: endocytoza (przenikanie do komórki w wyniku tworz się wakuol), absorpcja konwekcyjna (transport przez pory, umożliwia przenikanie przez błony jonów i subst hydrofilnych), dyfuzja bierna (subst lipofilne: odbywa się zgodnie z różnicą (gradientem) stężeń lub potencjałów na obu powierzchniach błony. Przenikanie substancji przez błony zależy od ich lipofilności i zmniejsza się wraz ze zwiększeniem stopnia jonizacji), transport przez pary jonowe (silnie zjonizowane związki mogą tworzyć z jonami organicznymi środowiska lub błony o przeciwnym znaku kompleksy cząsteczek obojętnych elektrycznie, które przechodzą przez błonę na zasadzie dyfuzji biernej.
Transport przy udziale nośników: Transport ułatwiony oraz Transport aktywny odbywa się wbrew gradientowi stężeń lub potencjałów. Niezbędna jest energia, wyzwolona najczęściej z hydrolizy ATP. Białka transportujące- albuminy, globulinym celuloplazmina, transferryna.
Biotransformacja ksenobiotyków - omów rolę enzymów mikrosomalnych.
Biotransformacja- są to przemiany wewnątrzustrojowe ksenobiotyków. Głównym jej celem jest zwiększenie rozpuszczalności ksenobiotyków w wodzie (czyli zwiększenie ich polarności) dzięki czemu ułatwione jest ich wydalanie z ustroju. Biotransformacja ksenobiotyków odbywa się na drodze enzymatycznej.
Enzymy biorące w niej udział zlokalizowane są w: nerkach, płucach, jelicie cienkim, gonadach, skórze, osoczu krwi, jednak najważniejszą rolę odgrywają enzymy siateczki śródplazmatycznej hepatocytów- enzymy mikrosomalne
Enzymy mikrosomalne - biorą udział w reakcjach utleniania, redukcji i sprzęgania. Enzymy katalizujące utlenianie ksenobiotyków są zaliczane do monooksygenaz. Utlenianie zachodzi głównie przy udziale monooksygenaz zawierających cytochrom P-450. Jeden z atomów cząsteczki tlenu wprowadzony zostaje do substratu, drugi zaś redukuje się tworząc cząsteczkę wody. Elektrony przenoszone są wówczas przez układ przenośników elektronów (cytochrom P-450, reduktaza NADPH-cytochrom P-450 oraz czynnik lipidowy).
Sens biologiczny reakcji I fazy biotransformacji ksenobiotyków.
Reakcje I fazy:
1) katalizowane są przez ukł. enzymów mikrosomalnych (MOS), inaczej zwanych układem oksydaz funkcji mieszanej.Enzymy mikrosomalne występują w wątrobie, mózgu, nerkach, płucach. są one umiejscowione w siateczce śródplazmatycznej. 2 układy transportu elektronów występują w obrębie siateczki śródplazmatycznej:Jeden układ związany jest z NADPH cytochrom P 450 pełniący funkcję końcowej oksydazy. Ogólny schemat reakcji oksydacji
NADPH + H* + O2 ------- cytochrom P-450 : MOS Ca *2, Mg*2----- NADP + (HOO- + H*)
R-H+ (HOO-) ------- R-OH+OH-
R-H ksenobiotyk
P-450 enzym występujący w części szorstkiej i gładkiej siateczki śródplazmatycznej (największą aktywność wykazuje w szorstkiej).
2) miemikrosomalne układy metabolizmu ksenobiotyków - r. katalizowane przez enzymy frakcji cytozolowej komórki 1. dehydrogenaza aldehydowa, alkoholowa; 2. oksydaza ksantynowa
W pierwszej fazie biotransformacji lipofilne ksenobiotyki ulegając utlenieniu, redukcji lub hydrolizie i przekształcają się w związki bardziej hydrofilowe, zawierające grupy karboksylowe, aminowe lub hydroksylowe. W katalizie tego etapu biotransformacji uczestniczą współdziałające z układem cytochromowym P450 enzymy mikrosomalne hepatocytów zwane monooksygenazami. Enzymy te w obecności cząsteczkowego tlenu oraz zredukowanego dwunukleotydu nikotynamido-adeninowego (NADPH+ + H+), spełniającego funkcje koenzymu, modyfikują ksenobiotyki i przygotowują je do dalszych przekształceń realizowanych w II fazie biotransformacji.
-Reakcje I fazy mają za zadanie przekształcić substancje obce w bardziej hydrofilowe i bardziej reaktywne pochodne. Powstający produkt w wyniku rekacji oksydacji może być na tyle zmieniony że może być już wydalony z organizmu (zmiana charakteru z lipofilnego na hydrofilny -> wydalanie z moczem lub potem) lub: może być bardziej toksyczny od zw pierwotnego lub: może byc na tyle zmieniony by wchodzić w reakcje II fazy. W I fazie do ksenobiotyków wprowadzana jest polarna, reaktywna gr funkcyjna (by był na tyle aktywny by brac udział w II fazie)
Sens biologiczny reakcji II fazy biotransformacji ksenobiotyków.
W II fazie biotransformacji, zmodyfikowane podczas reakcji utleniania, redukcji lub hydrolizy ksenobiotyki zostają sprzężone z niektórymi reaktywnymi metabolitami ustrojowymi, stając się przez to lepiej rozpuszczalnymi w wodnym środowisku płynów ustrojowych i w konsekwencji łatwiej wydalanymi z moczem. Reakcje sprzęgania zachodzące w II fazie biotransformacji katalizują głównie enzymy klasy transferaz, a metabolitami, które biorą udział w tych reakcjach są aminokwasy, glutation, oraz aktywowane kwasy tj: octowy, siarkowy i przede wszystkim glukuronowy.
-prowadzą z reguły do utworzenia produktów mniej toksycznych niż związek pierwotny, a więc są to reakcje detoksykacji. W II F do reaktywnej grupy funkcyjnej przyłącza się endogenny substrat, rozpuszczalny w wodzie.
Podaj i omów reakcje I fazy biotransformacji ksenobiotyków.
Typ reakcji i związki ulegające reakcji:
1. Reakcje utleniania: alkohole, węglowodory alifatyczne, węglowodory aromatyczne, związki organiczne zawierające N, P, S
2. R. redukcji: aldehydy (-CHO), ketony (C=O), alkeny (C=C-):
3. R. hydrolizy: estry (R-COOR1), etery (R-O-R1), amidy (R-CONH2): polega na wprowadzeniu do cząsteczki zw chem jednej lub więcej grup hydrokyslowych
Tego nie było:- Hydroksylacja- podstawienie grupy hydroksylowej do łańcuchów bocznych węglowodorów aromatycznych i barbituranów.
- Epoksydacja- przyłączenie do podwójnego wiązania atomu tlenu z utworzeniem pierścienia trójczłonowego.
- Oksydatywna dezaminacja - utlenienie amin endogennych do ketonów pod wpływem oksydazy aminowej w obecności NADPH i tlenu cząsteczkowego.
- Desulfurylacja - podstawienie tlenu w miejsce siarki.
- Redukcja związków nitrowych- odpowiednie reduktazy w warunkach beztlenowych przekształcają aromatyczne związki nitrowe i azozwiązki do amin pierwszorzędowych. Produktami pośrednimi mogą być związki nitrowe i hydroksyloaminy, indukujące tworzenie się methemoglobiny.
Mechanizm utleniania ksenobiotyków w organizmie
Reakcje utleniania
Metabolizm ksenobiotyków
Utlenianie alkoholi
| R-CH2OH | dehydrogenaza alkoholowa | R-CHO | oksydaza aldehydowa | R-COOH | CO2 + H2O | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| wolno, niespecyficznie | Szybko, specyficznie |
Wątroba ludzka zdolna jest utlenić 4÷8 g alkoholu ale jest to mniej niż potrafi wchłonąć ściana jelit Nie powstaje żaden toksyczny produkt (tylko CO2 i woda); katalizowane przez enzymy niemikrosomalne.
Alkohol etylowy jest bardziej toksyczny niż metylowy!!!
Dawki śmiertelne wynoszą odpowiednio 10 i 20 g/kg
| CH3OH | dehydrogenaza alkoholowa | H-CHO | H-COOH | |
|---|---|---|---|---|
| wolno, niespecyficznie | nie zachodzi w tkance ocznej |
Metabolit metanolu nie ulega w oku detoksykacji
Reakcje redukcji
wodzian chloralu
CCL3 – C –OH -> CCl3 – CH2OH
- H -(H i OH kreseczki do C)
- OH
Hydroliza arekoliny
Arekolina -> arekoidyna + alkohol metylowy
Hydroliza aspartanu
ester metylowy L-aspartylo-L-fenyloalaniny -> Laspartylo-L-fenyloalanina + metanol
Podaj i omów reakcje II fazy biotransformacji ksenobiotyków.
Reakcje II fazy biotransformacji ksenobiotyków:
1) Glukuronidacja - reszta glukuronidowa z kwasu UDP-glukuronowego przy udziale enzymów- transferaz- ulega związaniu przez tlen, azot lub grupę siarkową z substancjami, które posiadają grupy wodorotlenowe, karboksylowe, aminowe i sulfhydrolowe. Wiele związków np. fenole, sterole, alanina, kwas benzoesowy wydalane są pod postacią glukuronidów. Oprócz ksenobiotyków sprzeganiu ulega wiele zw endogennych tj bilirubina, aminy katecholowe; estry glukuronowe są tworzone przez fenole, kw karboksylowe, aminy alifatyczne, aromatyczne;
2) Sprzęganie z siarką i siarczanami (sulfatacja)
- fenole, alkohole I i II-rzędowe, aminozwiązki alifatyczne i aromatyczne po reakcji sprzęgania z siarczanem przechodzą w estry siarkowe,
- cyjanowodór i cjanki przechodzą w rodanki (izotiocyjaniany),
- niektóre metale przechodzą w siarczki,
3) Sprzęganie z glutationem - Glutation (składający się z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny)- aktywną grupą jest reszta sulfhydrylowa SH cysteiny, a enzymami katalizującymi reakcje sprzęgania są S-transferazy glutationowe. Koniugaty glutationowe ulegają dalszym przemianom zanim zostaną wydalone z organizmu. W ten sposób następuje metabolizacja np. węglowodorów aromatycznych i ich chlorowcowych pochodnych do kw merkapturowego lub jego pochodn, kwasu fenylooctowego do fenyloacetyloglutaminy; -Najważniejsze r to: tworzenie pochodnych N-acetylocysteiny z udziałem S-transferazy glutationowej; nieenzymatyczne r z metalami ciężkimi i zw metaloorganicznymi (np. metylkiem rtęci), rozkład nadtlenków przez peroksydazę glutationową;
4) Metylacja: przeniesienie gr metylowej na cząsteczkę aminy, fenolu lub merkaptanu; przeniesienie aktywnej grupy metylowej z koenzymu S-adenozynometioniny na cząsteczkę akceptora w obecności odpowiedniej metylotransferazy; produktem tej reakcji jest metylowany substrat i S-adenozynohomocysteina;
5) Acetylacja: substrat kw karboksylowy i aminy; r katalizow przez mitochondrialną acylotransferazę;
Metylowanie i acetylowanie - reakcje te mają dużą rolę w przemianach endogennych, np. adrenalina jest etylowana do noradrenaliny, natomiast w metabolizowaniu obcych związków zachodzą rzadziej, nie mniej jednak pirydyna i cholina są metabolizowane do metylopirydyny i metylocholinoliny.
Rozmieszczenie ksenobiotyków w organizmie
Rozmieszczenie zależy od czynników fizjologicznych i od właściwości fizykochemicznych ksenobiotyku. W początkowej fazie dystrybucji największą rolę odgrywa pojemność minutowa serca i przepływ krwi przez poszczególne narządy; w ciągu kilku minut po absorpcji największa ilość substancji dochodzi do serca, wątroby, nerek, mózgu i innych dobrze ukrwionych narządów. Przenikanie ksenob do mięśni, skóry, tłuszczu zapasowego jest wolniejsze, a stan równowagi w tych tkankach ustala się w ciągu kilkudziesięciu minut do kilku godz. 2 faza dystrybucji obejmuje więc znacznie większą objętość organizmu niż faza I
- ksenobiotyki rozpuszczalne w wodzie – mało szkodliwe, bo są to substancje drobnocząsteczkowe, rozpuszczalne w osoczu, wydalane przez nerki,
- ksenobiotyki nierozpuszczalne w wodzie – nie są wydalane przez nerki, odkładają się w tkance tłuszczowej, bo są lipofilne.
Kumulacja ksenobiotyków w organizmie.
Kumulacja ustrojowa ksenobiotyków
-substancje lipofilowe – tkanka tłuszczowa,
-kadm – nerka (metalotioneina),
-ołów – kości,
-rtęć (pary) – mózg,
-rtęć (sole) – nerki (metalotioneina),
-tlenek węgla – krew (hemoglobina).
Kumulacja w tk tłuszcz: insektycydy polichlorkowe, heksachlorobezsen, triobarbiturany mają właściw lipofilne; zmagazynow tutaj ksenob znajdują się w stanie równowagi z krwią, w miarę eliminacji z org subst przechodza z tk tłuszcz do osocza.
Niektóre subst (tetracykliny, ołów, fluorki, stront, rad) kumul się w kościach i zębach. Subst kumulow w kościach mogą być praktycznie oboj dla org (Pb) może też wywierać działanie szkodliwe (fluor, stront). Substancje zmagazynowane w kościach nie są związane w sposób nieodwracalny
Działanie toksyczne substancji - zatrucia ostre, podostre i przewlekłe.
Rodzaje zatruć:
- ostre - charakteryzujące się szybkim rozwojem objawów chorobowych przebiegających zwykle gwałtownie po jednorazowej dużej dawce trucizny (silne uszkodzenie lub śmierć w ciągu 24h)
- podostre - są wtedy gdy objawy kliniczne zatrucia są wprawdzie wyraźne, ale nie tak gwałtowne jak w ostrym, występują po kilkakrotnym przyjęciu trucizny w dawkach poniżej śmiertelnych.
- przewlekłe - powstają wskutek długotrwałego działania trucizny w małych dawkach i często nie wykazują widocznych objawów. Dopiero po dłuższym czasie, na skutek gromadzenia się trucizny w organizmie, dochodzi do wystąpienia objawów zatrucia przewlekłego (są to najczęściej zatrucia zawodowe związanie z długotrwałym narażeniem na substancje toksyczne w środowisku pracy).to juz raz było
Źródła wolnych rodników tlenowych.
Endogenne źródła wolnych rodników:
- redukcja tlenu cząsteczkowego,
- peroksydacja lipidów,
- stany zapalne, zaburzenia metaboliczne,
- produkty przemiany materii z jelita grubego,
Egzogenne źródła wolnych rodników:
- substancje smoliste będące wynikiem spalania paliw stałych,
- gazy wydechowe silników spalinowych,
- dym papierosowy,
- wysoka i niska temp
- ozon, metale ciężkie, włókna azbestu,
- promieniowanie jonizujące,
- wysoko przetworzona, przeterminowana lub zepsuta żywność, leki,
- zw chem generujące RTF (reaktywne formy tlenu): menadion, herbicydy; niektóre leki
Peroksydacja lipidów - przebieg i znaczenie.
Peroksydacja lipidów to wolno rodnikowy proces utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych lub innych lipidów, w którym powstają nadtlenki tych związków.
Peroksydacja lipidów składa się z 3 etapów:
- inicjacji,
- propagacji (prolongacji),
- terminacji.
Procesy peroksydacji lipidów dzieli się na dwa rodzaje. Są to:
1 peroksydacja nieenzymatyczna
2 peroksydacja enzymatyczna
Znaczenie: Produkty tego procesu dokonują modyfikacji właściwości fizycznych błon komórkowych, w tym: obniżają hydrofobowość lipidowego wnętrza błon, depolaryzują błony, zaburzają asymetrię lipidową błon, hamują aktywność enzymów błonowych, hamują aktywność białek transportujących co w konsekwencji może skutkować utratą integralności błon wewnątrzkomórkowych i błony plazmatycznej.
PEROKSYDACJA LIPIDÓW
Inicjacja: Wolny rodnik odrywa H od cząsteczki wielonienasyconego kwasu tłuszczowego (R-H) i powstaje wolny rodnik lipidowy - R.
Propagacja: R* + .O2 __>ROO* wolny rodnik reaguje z tlenem i tworzy wolne rodniki ponadtlenowe ROO*. Te z kolei mogą odrywać atomy H od kolejnych cząsteczek wielonienasyconych kw tłuszczowych. W tej reakcji wolny rodnik nie ginie, ale reaguje z następną cząst kw tłuszczowego); *ROO +RH -> .ROOH + R* Powstaje nowy wolny rodnik lipidowy R. i wodoronadlenek lipidowy ROOH.Cykl ten powtarza się wielokrotnie aż do momentu reakcji terminacji: ROOH -> *RO *OH r ta może zachodzić pomiędzy 2 wolnymi rodnikami alkinowymi, nadtlenkowymi. Dalsze przemiany produktówLPO zachodzą m in drogą eliminacji. Wodoronadtlenki lipidów rozkładają się do związków takich jak: alkany (węglowodory nasycone), alkeny (węglowodory nienasycone), aldehydy (związki karbonylowe).
Skutki działania wolnych rodników.
- zmiany morfologiczne powierzchni komórek, np. na skutek wzmożonej peroksydacji lipidów tworzących błony komórkowe,
- uszkodzenie błon biologicznych,
- uszkodzenie DNA, co prowadzi do mutacji i chorób nowotworowych,
- choroby ośrodkowego układu nerwowego (Parkinsona, Alzheimera),
- schorzenia układu pokarmowego,
- miażdżyca, cukrzyca,
- ogólne starzenie się organizmu,
Wolne rodniki jednak nie tylko wyrządzają szkody komórkom. Spełniają one również pozytywne funkcje. Przede wszystkim biorą udział w procesach immunologicznych tj. w niszczeniu groźnych bakterii oraz utlenianiu toksycznych substancji. Niekorzystna jest więc ich zwiększona ilość, zbyt duża aby organizm samodzielnie potrafił sobie z nimi poradzić.
Enzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
Organizmy żywe bronią się przed nadmiarem wolnych rodników za pomocą rozmaitych systemów antyoksydacyjnych. Ochrona antyoksydacyjna żywej komórki wykorzystuje wiele związków, min.
- enzymy ochronne- dysmutaza i peroksydaza.
Inhibitory dysmutaz ponadtlenkowych (SOD): koenzymy 1. CuZnSOD 2. FeSOD - redukują ilość wolnych rodników tlenowych: 2 O2* + 2 H+ -> H2O2 + O2 (redukcja nadtlenku pod wpływem dysmutazy)
Peroksydaza lutationowa: 2 GSH + H2O2 -> GSSG + H2O
Katalaza - enzym z grupy oksydoreduktaz katalizujący proces rozkładu nadtlenku wodoru do wody i tlenu. H2O2 + H2O2 -> 2 H20 + 02
Działanie tych enzymów zależy od mikroelementów oksydacyjnych: Mn, Cu, Zn, Se. Poziom tych mikroelementów zależy od diety
Nieenzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
Nieenzymatycznymi mechanizmami obrony przed działaniem wolnych rodników są substancje (antyoksydanty), które dostają się do organizmu wraz z pożywieniem:
- Glutation - trójpeptyd, glutamylo-cysteino-glicyna; (GSH), występuje prawie we wszystkich komórkach, żwyność bogata w glutation: awokado, szparagi, czosnek, cebula, kapusta
- witamina E- największe znaczenie, gdyż jako substancja rozpuszczalna w tłuszczach
ochrania komórki tłuszczowe w fosfolipidach błon komórkowych i lipoproteidach przed peroksydacją.
- witamina C- jeden z ważniejszych antyoksydantów, rozpuszczalna w H2O stanowi pierwszą linię obrony przed wolnymi rodnikami oraz umożliwia regenerację witaminy E.
- β-karoten i likopeny- ochraniają przed wzbudzoną formą tlenu, która powoduje min. uszkodzenie DNA, mutacje i nowotwory.
- koenzym Q, - ubichinion - występuje w łańcuchu tlenowym, na tym etapie może wpływać na ograniczenie wolnych rodników tlenowych
- bilirubina,
- flawonoidy(np. antocyjaniny)
- allicyna (fitoncyd, w cebuli, czosnku)
Omów działanie rakotwórcze związków chemicznych oraz ich podział ze względu na działanie onkogenne.
Działanie rakotwórcze związków chemicznych w wieli przypadkach jest wynikiem ich przemian w ustroju. Uczestniczą w nich enzymy, zwłaszcza zlokalizowane w wątrobie , a także enzymy mikroflory przewodu pokarmowego. Wytworzone aktywne metabolity reagują dopiero z kwasami nukleinowymi i białkami. Reakcja z DNA wskazuje na podobny mechanizm mutagenezy. W uszkodzeniach DNA Komorek somatycznych upatruje się przyczyn kancerogenezy. Na występowanie nowotworów u zwierząt wpływa ogólna ilość substancji jaka wniknęła do ustroju. Nawet najmniejsza dawka nie zabezpiecza, lecz przedłuża czas ujawnienia się uszkodzeń. O działaniu rakotwórczym niekiedy decyduje droga wnikania (np. nikiel przez skore). Niektóre związki charakteryzują się takim działaniem w stosunku do jednego narządu , inne do licznych ( związki N-nitrozowe). Pod wpływem niektórych związków zmiany nowotworowe są poprzedzone innymi zmianami patologicznymi (np. powstanie kamieni w pęcherzu). Związki rakotwórcze różnią się znacznie pod względem siły działania. Działanie rakotwórcze to wynik przemian substancji w organizmie. Do chemicznych czynników rakotwórczych należą ksenobiotyki, które mogą powodować rozwój nowotworów złośliwych. większość ksenobiotyków ma aktywność genotoksyczną.
Podział związków kancerogennych
*bezwzględne rakotwórcze dla ludzi
* prawdopodobnie rakotwórcze dla ludzi
- o małym prawdopodobieństwie
- rakotwórcze dla zwierząt
* nieocenione lub niedokończone badania
Kancerogenami dla człowieka są np. produkty suchej destylacji ropy naftowej ,sadze, oleje bitumiczne a nawet nieodpowiednio przygotowana żywność na grillu powstają WWA.
Podział kancerogenów chemicznych (wg Williamsa):
1) Genotoksyny (reagują z DNA) a) działające bezpośrednio -związki alkilujące, etylenoimina, iperyt azotowy) b) działające po aktywacji metabolizmu - WWA, nitroozaminy c) nieorganiczne (metale)
2) Epigenetyczne a) promotory (pestycydy chlorowane, sacharyna) b) zw cytotoksyczne c) odyfikatory działania hormonów (estrogeny, aminotriazol) d) zw immunopresyjne - analogi puryny
3) inne
Czynniki wpływające na rozwój nowotworów (zewnętrzne i wewnętrzne) – omówić
Zewnątrzpochodne – Związane ze środowiskiem naturalnym (np. działanie promieni nadfioletowych), ze środowiskiem pracy (np. praca przy azbeście), z tzw. czynnikami zwyczajowymi (np. palenie papierosów zwiększa ryzyko zachorowania na raka płuca, krtani i innych narządów):
a) czynniki fizyczne - np prom jonizujące i nadfiolet
b) chemiczne - WWA, niektóre metale , leki immunopresyjne
c) biologiczne - zbieżność między zakażeniem pasożytem Schistosoma a rozwojem raka pęcherza moczowego
d) czynniki obyczajowe - no nieprzestrzeganie higieny
e) zawodowe
Wewnątrzpochodne – Czynniki związane z zaburzeniami hormonalnymi (znaczne stężenie estrogenów w ustroju może być czynnikiem ryzyka dla raka sutka i narządu rodnego), niektóre postacie nadżerki szyjki macicy i zwyrodnienia torbielkowatego sutka, nieprawidłowe zwężenia, polipy przewodu pokarmowego, nierodzenie; predyspozycje genetyczne
y zależność pomiędzy czynnikami ryzyka a rozwojem poszczególnych typów nowotworów:
| Czynnik ryzyka | >Lokalizacja nowotworu |
|---|---|
| Dym papierosowy | płuca, krtań, jama ustna, gardło, przełyk, trzustka, nerka, pęcherz moczowy, szyjka macicy |
| Dieta wysokokaloryczna | wszystkie lokalizacje |
| Tłuszcz w diecie | gruczoł krokowy, jelito grube, macica, sutek |
| Alkohol | jama ustna, gardło, przełyk, watroba |
| Estrogeny | wątroba, macica, sutek |
| Azbest | płuca, opłucna |
Poza tym: alkohol, niewłaściwa dieta, tytoń, promieniowanie jonizujące, benzopiren, leki, procesy zapalne i infekcje, zachowania seksualne i prokreacyjne, czynniki chemiczne:
-pyły metali i związki metali (arsen, beryl, nikiel, chrom);
-policykliczne węglowodory aromatyczne;
-chemikalia przemysłu tworzyw sztucznych oraz barwników (chlorek winylu, naftyloamina);
-azbest;
-niektóre produkty smoły pogazowej i olejów mineralnych oraz sadze;
Podział kancerogenów chemicznych.
*genotoksyny (reagujące z DNA):
-działające bezpośrednio – związki alkilujące, etylenoimina, iperyt azotowy;
-działające po aktywacji metabolicznej – węglowodory wielopierścieniowe, nitrozoaminy;
-nieorganiczne – metale;
*epigenetyczna:
-promotory – pestycydy chlorowane, sacharyna;
-związki cytotoksyczne – kwas nitrylotrioctowy;
-modyfikatory działania hormonów - estrageny aminotriazol;
-związki imunosupresyjne – tworzywa sztuczne, analogi puryny;
-inne – estry ftalowe, dioksan.
Mechanizm kancerogenezy chemicznej.
I. KONWERSJA NOWOTWOROWA - INICJACJA
Karcynogen chemiczny (prokarcynogen)
↓aktywacja metaboliczna
Aktywny metabolit (prokarcynogen)
↓+DNA
Zaburzenie ekspozycji cech komórki
↓
II. ROZWÓJ NOWOTWORU – promocja
Komórka zmieniona nowotworowo
↓zwiększenie działania promocyjnego
Podział i wzrost progresyjny
↓
III. NOWOTWÓR - progresja
Źródła substancji rakotwórczych w środowisku naturalnym i przykłady.
| Grupa substancji | Przykład | Źródło |
|---|---|---|
| Policykliczne węglowodory aromatyczne | benzopiren | emisje dymów przemysłowych, palenie w piecach domowych, gazy z rur wydechowych aut |
| Nitrozaminy | dimetylonitrozamina | dym tytoniowy, wędzone artykuły spożywcze, zanieczyszczenie wody do picia azotanami i azotynami |
| Substancje alkilujące | jodek metylu | przemysł chemiczny, leki |
| Aminy aromatyczne | naftyloamina | przemysł środków barwiących, środki ochrony roślin |
| Karcynogeny nieorganiczne | azbest,arsen, nikiel, chrom, ołów | przemysł, pojazdy samochodowe |
| Substancje z grzybów i bakterii | aflatoksyna | pleśń z artykułów spożywczych (orzechy, zboże) |
| Substancje zawarte w roślinach | safrol | mydło, perfumy, przyprawy |
Na czym polega działanie mutagenne substancji toksycznych.
Substancje mutagenne charakteryzują się zdolnościami do wywołania mutacji, tzn. zmian w materiale genetycznym, które mogą być dziedziczone. Powstają one nagle, skokowo, wskutek zmiany genu w nowy allel lub zmiany struktury czy liczby chromosomow. Mutacje wynikają z budowy związków mutagennych (analogi zasad purynowych i pirymidynowych). Przyłączenia się ich do DNA lub interakcji z wytworzeniem nowych wiazań w DNA. Mutacje powodują trwałe zmiany w naturalnych genotypach. Mutacje mogą wywoływać czynniki fizyczne, chemiczne, niedobór enzymow, promieniowanie, zw.fosfoorganiczne, pestycydy, formalina, benzopiren. np-HNO3 działa dezaminujaca na zasady purynowe (zmiana grupy NH2 na OH), może spowodować to powstawanie zasad np. ksantyny i dezoksantyny co powoduje nie możliwość replikacji, -formaldechyd -związek alkizujacy zmienia skład łańcucha DNA przez wytrącenie z niego guaniny, którą można zastąpić inna zasada. W mutacjach spowodowanych przez czynniki fizyczne i chemiczne występujące w środowisku można upatrywać przyczyny chorób genetycznych , wynikających z niedoboru określonego enzymu.
Z moich notatek: Mutagenne działanie trucizn:
- mutacje genowe (punktowe) - cytologicznie niewykrywalne, stan każdą zmianę sekwencji nukleotydowej genu różną od sekwencji genu wzorcowego;
- mutacje chromosomowe - wyrażają się różnego rodzaju abberacjami chromosomów, jak: inwersja, translokalcja ubytek, delecja (zanik części chromosomów), lub duplikacja . Mogą to być także zmiany liczby chromosomów.
Co to jest działanie teratogenne i embriotoksyczne oraz wpływ na płodność i zdolność rozrodczą.
Działanie teratogenne - to działanie toksyczne substancji na zarodek lub płód (śmierć zarodka, zaburzenia czynnościowe, opóźnienie rozwoju, przedwczesne urodzenie). Do związków teratogennych należą: niektóre leki i penicyliny, nikotyna, kokaina , Hg,Pb,As,Cd. Z moich notatek: Teratogenne działanie trucizn:
- bezpośrednie uszkodzenie ęskich i żeńskim komórek rozrodczych powod bezpłodność lub dziedziczenie upośledzenia rozwoju płodu i potomstwa
- indukcja zaburzeń metabolicznych w organizmie matki (zmiana homeostazy wewnątrzmacicznej i dożywiania zarodka)
- zaburzenia proc embriogenezy i organogenezy
- bezpośrednie działanie toksyczne na płód (przenikanie wewnątrzustrojowe teratogenów, przenikanie przez łożysko)
- wpływ na przebieg porodów , działanie poronne
- wczesne działanie na rozwój potomstwa przez laktacje, karmienie
- późne działanie na potomstwo zw wykazujących zdolość akumulacji
Skutki: upośledzienie i śmierć kom rozrodczych, śmierć wewnątrzmaciczna zarodka lub płodu, nieprawidłowości rozwojowe (np. zaburzenia kostnienia), upośledzenia neurologiczne i psychologiczne, niedobory enzymatyczne.
Działanie embriotoksyczne – niepożądane działanie występujące po podaniu leku u kobiet w ciąży w okresie embrionalnym (do ok. 60 dnia ciąży), które prowadzi do powstania ciężkich uszkodzeń lub obumarcia zarodka. Do leków, które wywierają działanie embriotoksyczne należy np. talidomid.
Działanie mutagenne i teratogenne ma wpływ na płodność i zdolność rozrodczą .Zmiany spowodowane działaniem związków mutagennych mogą nastąpić już w następnym pokoleniu, jako mniejsza płodność lub bezpłodność. Kumulacja szkodliwego działania na komórki rozrodcze może ujawnić się wyraźniej w miotach potomstwa następnych pokoleń. Dawki związków o działaniu teratogennym nieszkodliwe dla zwierzat dojrzałych mogą spowodowac zaburzenia cyklu reprodukcyjnego (spermatogeneza, owulacja, laktacja).
Omów działanie alergiczne ksenobiotyków oraz ich rolę w obecnym środowisku.
Przez substancje i preparaty uczulające rozumie się te, które są zdolne do wywołania reakcji układu immunologicznego, objawiającymi sie charakt szkodliwymi zmianami podczas kolejnej ekspozycji.
Np. usta - swędzenie i obrzęk, drogi oddechowe - ciężki oddech, sapanie;
Podczas I kontaktu układ odpornościowy reaguje wytworzeniem odpowiednich przeciwciał i nie dochodzi do żadnych reakcji. Niewiadomo dlaczego w pewnych przypadkach ów prawidłowy mechanizm obronny zawodzi i przy drugim spotkaniu z alergenem wywołuje reakcje alergiczną.
Alergia jest nabyta swoista reakcja organizmu na substancje typu białek, glikoprotein, wielocukrów, które zostały do niego wprowadzone-pierwszy (inicjujący) kontakt z alergia przebiega bezobjawowo, a dopiero następny (wyzwalający) wywołuje zmiany chorobowe. Alergia jest obrona organizmu. Jest przyczyna wielu chorób takich jak: katar sienny, pokrzywki, a w przypadku alergii jelitowych sa to skurcze, wymioty, biegunki. Mechanizm polega na zaburzeniu przemian biochemicznych w komórkach co prowadzi do uwolnienia w organizmie substancji toksycznych, głownie histaminy. Układ immunologiczny ma zdolność zapamiętywania struktury określonego antygenu i w chwili ponownego jej wniknięcia jest on likwidowany przez gotowe już przeciwciała. Czasem w przypadku częstej inwazji danego antygenu układ immunologiczny zaczyna reagować w sposób przesadnie silny. Doprowadza do likwidacji tego antygenu kosztem uszkodzeń własnych komórek i narządów, w ten sposób powstaje alergia.
Czynniki środowiskowe mogące mieć wpływ na wzrost częstości alergii w krajach uprzemysłowionych
Obecnie alergia stanowi problem zdrowia publicznego o zasięgu pandemicznym szczególnie w krajach uprzemysłowionych. Choroby alergiczne są najczęstszymi chorobami przewlekłymi wieku rozwojowego. W Polsce cierpi na nie 30% populacji dziecięcej, to przede wszystkim choroby atopowe: atopowa astma oskrzelowa, alergiczny nieżyt nosa, czy atopowe zapalenie skóry. Naturalne alergeny środowiska są bezpośrednią przyczyną rozwoju tych chorób, zarówno te całoroczne, jak: roztocza kurzu domowego, alergeny odzwierzęce (kot, pies), jak i sezonowe tj. pyłek drzew, traw, chwastów czy też zarodniki grzybów pleśniowych (np. Alternaria). związku ze wzrostem substancji chemicznych w naszym środowisku, które mogą alergizować drogą wziewną: izocyjaniany (obecne w farbach, lakierach, szamponach różnego rodzaju barwnikach) uwalniane między innymi ze świeżo malowanych ścian naszych mieszkań, cząstki lateksu, formaldehyd, którego źródłem mogą być nowe meble, pył nieorganiczny (a zwłaszcza nikiel, chrom, kobalt), drogą pokarmową: barwniki, konserwanty, leki, nikiel i inne hapteny. Najczęściej jednak alergizują drogą kontaktową głównie metale: nikiel, chrom, kobalt, konserwanty, mieszanki zapachowe, lateks. Tym sposobem mogą doprowadzić do rozwoju alergicznego kontaktowego zapalenia skóry, śluzówki jamy ustnej, alergicznego nieżytu nosa, astmy oskrzelowej czy, alergiczne kontaktowe zapalenie spojówek. Zauważono wyższy odsetek chorób alergicznych u respondentów z rejonów miejskich w porównaniu do badanych mieszkańców rejonów wiejskich. Wskazuje to na istotną rolę substancji chemicznych obecnych w zanieczyszczonym środowisku aglomeracji miejskich na rozwój chorób alergicznych. Działania profilaktyczne mogą być szczególnie skuteczne gdy dotyczą młodzieży szkolnej, gdzie włączenie programu prewencji i odpowiedniego nadzoru alergologicznego pozwoli uniknąć rozwoju choroby alergicznej w tym alergii zawodowej
Kancerogeny występujące w produktach spożywczych.
- pleśń pokrywająca przetwory owocowe czy warzywa (aflatoksyny),
- zjadane owoce po wykrojeniu części nadgniłych,
- substancje smoliste powstające min. przy paleniu ziarna kawowego czy wypieku ciast lub mięs,
- obecne w żołądku nitrozoaminy (konserwacja mięs i ryb),
- nawozy azotowe spożywane z warzywami,
- taniny i garbniki znajdujące się w herbacie oraz czerwonych winach,
- policykliczne węglowodory aromatyczne(WWA), powstające podczas procesów smażenia, wędzenia i pieczenia
Mechanizm toksycznego działania metali na organizm.
Mechanizmy działania toksycznego metali można podzielić na trzy zasadnicze kategorie:
- blokowanie ważnych grup funkcyjnych w biomolekułach (np. białkach i enzymach);
- wypieranie ważnych jonów metalu z biomolekuł;
- zmiana aktywnej konformacji biomolekuł.
Takie oddziaływania mogą spowodować śmierć w przypadku ekspozycji na duże stężenia. Kiedy poziom ekspozycji nie przekracza dawki śmiertelnej, zatrucia przejawiają się w postaci uszkodzenia strukturalnego (histologicznego lub morfologicznego), funkcjonalnego (wzrost, rozwój), biochemicznego (krew i enzymy) oraz reprodukcji.
Wymień i krótko scharakteryzuj główne klasy zanieczyszczeń.
Główne klasy zanieczyszczeń – zanieczyszczenia:
- nieorganiczne - Związki metali ciężkich są zanieczyszczeniami o znanym działaniu szkodliwym. Do najbardziej niebezpiecznych dla środowiska i człowieka ze względu na działanie i rozpowszechnianie zalicza się związki rtęci, ołowiu i kadmu.
- metaloorganiczne - Niektóre jony metali są na tyle nierozpuszczalne, że są stosunkowo nietoksyczne dla zwierząt pobierających je z pokarmem. Na przykład, płynna metaliczna rtęć może być w niewielkich ilościach połknięta przez człowieka powodując nieznaczne, ale długotrwałe skutki dla zdrowia.
- organiczne - o grupa organicznych substancji chemicznych, które posiadają właściwości toksyczne, są nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczają się w tłuszczach, co sprawia, że ulegają akumulacji w organizmach ludzkich i zwierzęcych.
Szlaki, którymi zanieczyszczenia dostają się do ekosystemów wymienić i krótko scharakteryzować.
GLEBA
Źródła zanieczyszczeń:
A) naturalne
-erozja- prowadzi do zmniejszenia w glebie zawartości materii organicznej i substancji pokarmowych, a także do pogorszenia jej struktury
- pożary- prowadzi do pustynnienia gleby, zmniejsza się ilość roślinności i jest zwiększona erozja
- susza- prowadzą do zniekształcenia gruntu
- trzęsienia ziemi- prowadzą do pustynnienia i stepowienia
- mikroorganizmy- występują w glebach w ilościach przekraczających ich normalną zawartość
B) antropogeniczne
a) zatrucie metalami ciężkimi i substancjami toksycznymi obecnymi w nawozach
- największy wpływ na zanieczyszczenia gleb mają metale Zn, Pb, Ni, Cr, Cu, N, P, K
- również groźne jest nadmierne stosowanie środków ochrony roślin lub innych toksycznych substancji (pestycydów)
- gleba w pobliżu ruchliwych dróg, składowisk odpadów oraz w sąsiedztwie zakładów przemysłowych są wręcz nafaszerowane szkodliwymi pierwiastkami
b) ścieki, pyły i odpady przemysłowe
- wody zawarte w chmurach, przepływających parach fabrycznych, nasyca się wyrzucanymi w powietrze substancjami chemicznymi
- szkodliwe substancje wędrują z wiatrem w postaci zawiesiny i opadają wraz z cząsteczkami wody na ziemię, uszkadzają wiele ekosystemów
- bardzo często zakłady przemysłowe zakopują swoje odpady w ziemi, prowadząc do jej zanieczyszczenia i zatrucia. Wówczas gleba staje się niezdatna do uprawy i życia dla mikro- i makroorganizmów
c) eksploatacja kopalń
- bardzo poważnym zagrożeniem dla gleb jest wydobywanie surowców metodą głębinową oraz odkrywkową. Druga metoda jest o wiele bardziej uciążliwa. Przyczynia się do dewastacji rozległych powierzchni gruntów, w tym gleb uprawnych, poprzez całkowite ich wybranie, zasypanie zwałowiskami lub wysuszeniem
- przemysł wydobywczy wytraca olbrzymie ilości silnie zasolonych wód kopalnianych, które dostaje się do gleby powodują jej zasolenie
d) zabudowa miejska
- gleby w miastach są zanieczyszczane ogólnie nie jednym, a kilkoma składnikami
- w miastach skażenie gleb jest szczególnie intensywne, zwłaszcza powodowane przez ruch samochodowy, no co nakładają się emisje źródeł przemysłowych i komunalnych, lokalne
- najbardziej zanieczyszczone gleby są przy drogach
- na skutek posypywania powierzchni dróg solami, gleby i grunty w pobliżu szlaków komunikacyjnych są silnie zasolone
- znaczne ilości szkodliwych zanieczyszczeń przedostają się do gleb wraz ze ściekami komunalnymi
e) składowanie odpadów (wysypisk śmieci)
f) niewłaściwa działalność rolnicza- zmęczenie gleby, nawozy mineralne
Zanieczyszczenia gleb:
a) mechaniczne zanieczyszczenia zaliczają się do nich:
- gruz budowlany, z nawierzchni dróg
- odpady budowlane
- odpady poekstrakcyjne surowców skalnych
- opakowania metalowe, szklane, ceramiczne i z tworzywach sztucznych
- odpady z gospodarstw wiejskich
b) chemiczne zanieczyszczenia gleb to przede wszystkim wynik niewłaściwej działalności ludzkiej, prowadzącej do degradacji gleb. Gleby zdegradowane chemicznie wykazuje niekorzystne zmiany aktywności biologicznej i zmiany właściwości fizycznych. Staje się również bardziej podatne na erozję zarówno wodne jak i powietrze.
c) biologiczne
d) nadmierne zakwaszenie:
- kwaśne nawozy mineralne i kwaśne deszcze, lekko kwaśna gleba jest dobrym podłożem do wzrostu roślin
- w pewnym zakresie pH substancje są lepiej przyswajane, ale lepiej przyswajalne takie substancje jak kadm, ołów
- rośliny z gleby kwaśnych mogą zawierać ich więcej
- poza tym jest zmienione dostępność poszczególnych pierwiastków- mogą był niedobory względne
- zakwaszenie może też spowodować toksyczne warunki dla roślin
e) pestycydy
- dostają się do gleby w wyniku wysiewają zaprawianych nasion, opylania lub opryskiwania roślin uprawnych oraz ich spłukiwania z roślin po deszczu
- zawartość pestycydów w glebie zależy od intensywności stosowania oraz od właściwości gleby, a także od warunków klimatycznych
- preparatyce po spełnieniu swojej roli nie zanikają całkowicie
- stosowane w nieodpowiednich ilościach, propozycjach czy terminach nawozy mineralne mogą również powodować zakłócenie są właściwym funkcjonowaniu gleby
f) zasolenie gleby:
- polega na stopniowym gromadzeniu się soli w postaci chlorku sodu i siarczanów w wierzchniej warstwie gleby
- narusza równowagę kationową i utrudnia pobieranie składników pokarmowych przez rośliny
- powodowane jest sztucznym nawadnianiem gleb przez wody cieków zawierających znaczne ilości rozpuszczalnych soli oraz przez odpady
- zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi- komunikacja samochodowa (4 etylen Pb- zanieczyszczenie Pb, emisje z przemysłu węglowego, rafinerie, przemysł celulozowo- papierniczego i hutniczego)
- jednostronne nawożenie NPK i zmniejszenie dostępności poszczególnych pierwiastków- niedobory Cu, Mn, Mo, Zn, Mg, Na, Co a nadmiar K w glebie
- obecność azotanów III i V- nadmiar N w glebie: kukurydza, lucerna, buraki, pokrzywa, komosa- kumulują azotany
- normalnie mikroflora gleby przekształca N do azotanów, azotany w tkankach roślin przekształcone stopniowo do azotynów
g) produkty naftowe
Główne źródła punktowego i obszarowego zaoliwienia gleby stanowią:
- górnicza eksploatacja i transport ropy
- dystrybucja produktów ropopochodnych
- eksploatacja maszyn
- zmodyfikowany i kolejowy transport
- mechanizacja rolnictwa i leśnictwa
Zanieczyszczenie produktami naftowymi mogą występować w skutek awaryjnych wycieków ropy z szybów górniczych, z uszkodzonych cystern i statków
WODA
Źródła zanieczyszczeń wód:
- naturalne i antropogeniczne ale i także
- punktowe (studnie) i nie punktowe (akweny wodne)
Źródła zanieczyszczeń środowiska miejskiego:
- ścieki miejskie
- spływ powierzchniowy z miejskich ulic
- zbiorniki odpadów
- ścieki przemysłowe
POWIERTZE
Zan. pow. at.:
1. źródła naturalne:
2. źródła antropogeniczne
Zan. pow. at. powodowane jest głównie przez:
-gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu (NOx), amoniak (NH3), fluor, węglowodory (łańcuchowe i aromatyczne) a także ich chlorowe pochodne, fenole
-cząstki stałe nieorg. i org. (pyły), np. popiół lotny, sadza
-mikroorganizmy- wirusy, bakterie, grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza
-kropelki cieczy, np. kwasów, zasad, rozpuszczalników, głównie deszcze o kwaśnym odczynie (pH do 4-4,5)
-skażenie promieniotwórcze, zan. powietrza, wód, gleby, ciała ludzkiego, przedmiotów substancjami promieniotwórczymi
Zan. pow. at. można podzielić ze względu na sposób w jaki dane zan. znalazło się w atmosferze (pierwotne, wtórne) oraz ze względu na ich stan (aerozole, pyły, zan. gazowe)
Wyróżniamy następujące zan. atmosfery:
Naturalne źródła zan. pow.:
-wulkany (CO2, SO2, H2S)
-pożary lasów, sawann i stepów (CO2, CO, pył)
-bagna (CH4, CO2, H2S, NH3)
-powierzchnie mórz i oceanów (sole)
-gleby i skały ulegające erozji
-burze piaskowe (700 mln t pyłów / rok)
-tereny zielone z których pochodzą pyłki roślinne i drobnoustroje oraz cząst. gleb i skał unoszonych przez wiatr
Źródła antropogeniczne:
-energetyczne
-komunalne
-komunikacyjne
-przemysłowe
Źródła emisji zan.:
-punktowe (komin)
-liniowe (szlak komunikacyjny)
-powierzchniowe (otwarty zbiornik z lotną substancją)
Czystość atmosfery:
Zan. komunikacyjne:
-emisja spalin
-utlenianie się benzyny podczas tankowań
-zan. ozonem (zmniejszanie zbiorów)
Zan. spowodowane przez spalanie odpadów:
-efektywność spalarni śmieci- stan techniczny
-spalanie odpadów zawierających chlor (wybielany papier)
-emisja dioksan i furanów
-emisja metali do at. (Hg, Pb, Zn, Cd, Sn, Sb)
Zan. przemysłowe:
-1,1 mln t/rok do at. chemiczny 37%, inne 38%
-szczególnie kontrolowane toksyny: beryl, rtęć, azbest, zw. arsenu, chlorek winylu, benzen (w sumie 189 związków)
-problemy z oddychaniem, zapalenie oskrzeli, gruźlica, pylica płuc
-odpady chemiczne (trudności technologiczne, koszty)
Droga wnikania zanieczyszczeń do wód powierzchniowych.
| Droga | Główne zanieczyszczenia | Komentarz |
|---|---|---|
| Z powietrza | Strącane z deszczem lub śniegiem oraz związane z opryskami | Czasami zanieczyszczenia przenoszone są na duże odległości |
| Zrzucane do morza | Ścieki surowe, substancje promieniotwórcze i toksyczne | Niebezpieczeństwo niszczenia kontenerów i uwalniania toksyn |
| Uwalniane z szybów naftowych | Węglowodory | Głównie w wyniku awarii lub ataków zbrojnych |
| Katastrofy okrętów | Węglowodory i zanieczyszczenia organiczne | Wraki tankowców – szczególny problem |
z gleby- substancje biogenne- podczas spływów powierzchniowych przy opadach deszczu
Gdzie kumulują się w organizmie pierwiastki (metale ciężkie).
Pierwiastki (metale) kumulują się w różnych narządach. Te, które kumulują się w narządach miąższowych np. w wątrobie, nerkach, mięśniach mogą być w każdej chwili uruchomione do bioobiegu (np. pod wpływem stresu czy choroby) i w związku z tym są bardziej toksyczne niż te, które są w kościach i skórze. Tkanki i narządy ssaków kumulujące pierwiastki śladowe.
| As | wątroba, nerki, skóra, włosy, paznokcie |
|---|---|
| Cd | kora nerek, wątroba, kości |
| Hg | nerki, tarczyca, przysadka mózgowa |
| Pb | kości, aorta, nerki, wątroba, mózg |
| Zn | nerki, wątroba, gruczoł krokowy, włosy, paznokcie |
| Ni | gruczoły limfatyczne, zęby, kości |
| Cr | nerki, rdzeń pacierzowy, kości, mięśnie |
| Cu | wątroba, nerki, serce, mózg, jądra |
| Fe | erytrocyty, wątroba, śledziona, szpik kostny Arsen, ołów, kadm rtęć - zbędne dla człowieka, reszta: toksyczne, ale z jednej strony niezbędnne |
Na czym polega mechanizm toksycznego działania metali ciężkich na organizm i środowisko.
Mechanizmy działania toksycznego metali można podzielić na trzy zasadnicze kategorie:
- blokowanie ważnych grup funkcyjnych w biomolekułach (np. białkach i enzymach);
- wypieranie ważnych jonów metalu z biomolekuł;
- zmiana aktywnej konformacji biomolekuł.
Takie oddziaływania mogą spowodować śmierć w przypadku ekspozycji na duże stężenia. Kiedy poziom ekspozycji nie przekracza dawki śmiertelnej, zatrucia przejawiają się w postaci uszkodzenia strukturalnego (histologicznego lub morfologicznego), funkcjonalnego (wzrost, rozwój), biochemicznego (krew i enzymy) oraz reprodukcji.
Czynniki decydujące o toksycznym działaniu pierwiastków.
- temperatura
- pH
- światło
- zasolenie
- rozpuszczalność w tlenie
- postaci chemicznej pierwiastków
- drogi wprowadzania do organizmu
- roli biochemicznej
Czynniki warunkujące toksyczność: budowa chemiczna i właściwości fizykochem subst, środowiskowe (natury fiz i chem) czynniki biologiczne uzależnione od czynności ustroju)fizjologiczne,genetyczne,sposób odzywiania)
|
|
|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Czynniki wpływające na fizjologie organizmów i postać metalu w wodzie.
- temperatura,
- wilgotność,
- tlen,
- światło
- zaopatrzenie w substancje odżywcze – CO2 i sole mineralne
Większość pierwiastków śladowych, a zwłaszcza metali nie utrzymuje się w wodzie długo w formie rozpuszczonej, gdyż podlegają wytrącaniu na skutek procesów utleniania, tworzenia różnych związków chemicznych oraz sorpcji przez organiczną i mineralną frakcję osadów.
Źródła rtęci w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła:
* naturalne:
- wybuchy wulkanów
- wietrzenie i erozjia minerałów zawierających rtęc
* antropogeniczne
- spalanie paliw stałych, płynnych i gazowych
- hutnictwo metali żelaznych i nieżelaznych
- produkcja chloru metodą rtęciową
- produkcja cementu
- spalanie odpadów
- produkcja szła
- przetwórstwo surowców mineralnych
Rtęć wchłania się również przez drogi oddechowe w postaci par. Z płuc dostaje się do krwi, gdzie wnika do erytrocytów, w których jest utleniana. Pewne ilości rtęci wnikają też domózgu i przenikają przez barierę łożyskową do krwi płodu. Wchłonięta w ten sposób rtęć wydala się z moczem i w niewielkim stopniu z kałem. Kumuluje się w nerkach uszkadzając je.
W zatruciach doustnych nieorganicznymi związkami rtęci po kilkunastu minutach od przyjęcia trucizny występują gwałtowne wymioty z większą lub mniejszą domieszką krwi, pieczenie w jamie ustnej i przełyku, ślinotok, bóle brzucha i obfite, krwawe biegunki. Odwodnienie, wstrząs i niewydolność krążenia lub obrzęk głośni mogą być przyczyną zgonu w pierwszych 24 godzinach. W ostrych zatruciach związkami organicznymi rtęci dominującymi objawami są stany pobudzenia, bóle głowy, drżenia mięśniowe, zaburzenia koordynacji ruchów, trudności połykania, zamazana mowa, drgawki i w końcu śpiączka. Często też występują zmiany zwyrodnieniowe mięśnia sercowego.
Źródła ołowiu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła:
*naturalne
- pyły i gazy pochodzące z emisji wulkanów i pożarów lasów
* antropogeniczne:
- kopalnie rud metali kolorowych
- złom
- huty szkła
- wytwórnie farb, sprzętu elektrotechnicznego
- elektrociepłownie pracujące na węglu
- odpady poflotacyjne
- pojazdy używające benzyn ołowiowych
Jest trucizną kumulującą się w organizmie, głównie w kościach. Najwięcej ołowiu wnika do organizmu człowieka przez układ pokarmowy (70 – 90%), a najważniejszymi źródłami ołowiu są - żywność i tzw. źródła pozażywnościowe (kurz, brud zlizywany z rąk i przedmiotów).
Działanie toksyczne:
- uszkadza procesy syntezy hemoglobiny,
- negatywnie wpływa na funkcjonowanie szpiku kostnego i wątroby,
- obniża poziom witaminy D w organizmie,
- łączy się z grupami enzymów i białek powodując zmiany we krwi i naczyniach,
- wpływa na poziom żelaza w organizmie, wywołuje anemię zaburzając biosyntezę hemoglobiny
Źródła kadmu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła:
- spalanie paliw
- hutnictwo metali żelaznych i nieżelaznych
- uwalniany wraz ze ściekami przemysłowymi
- stosowanie ocynkowanych rur i lutowanych metolowych okuć w gospodarce ściekowej
Wnikanie do organizmu:
- głownie drogą oddechową ( 10 -40%)
- drogą pokarmową ( 6%)
Działanie kadmu jest zależne nie tylko od jego stężenia w powietrzu, ale także od czasu narażenia na jego działanie, Wg obliczeń zatrucie śmiertelne u ludzi przy stężeniu kadmu wynoszącym 10 mg/m3 powietrza następuje po upływie 5 godzin, Dawki kadmu powodujące ostre jak i przewlekłe zatrucia wpływają niekorzystnie na układ odpornościowy organizmu, choroba itai-itai, wynikła z zatrucia kadmem, oprócz uszkodzeń nerek objawia się rozmiękczeniem kości i wzrostem ich kruchości (osteoporozą). U ludzi chorych obserwowano zaburzony metabolizm wapnia, fosforu, witaminy D oraz cukromocz.
Źródła arsenu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła:
- spalanie węgla i paliw płynnych
- górnictwo
- hutnictwo metali nieżelaznych (Cu, Ni)
- przemysł chemiczny oparty na surowcach mineralnych S i P
- nawozy azotowe i fosforowe
Wnikanie:
- drogi oddechowe – w postaci pyłu, pary lub gazu zależny od właściwości chemicznych, rozmiaru i wielkości cząsteczek
- przewód pokarmowy
- skóra
Objawy zatrucia przewlekłego występują zwykle po kilku latach. Mogą nimi być liczne nowotwory skóry, płuc, nerek, wątroby, a niekiedy i pęcherza moczowego. Sam długotrwały kontakt skóry z pyłem arsenowym może wywołać kilkanaście odmian nowotworu skóry. Bardzo często jednak przewlekłe zatrucia doprowadzają jedynie do zwykłych zmian skórnych – rogowacenie, przebarwienia, zapalenia skórne, a w przypadku zatrucia drogą pokarmową – podrażnienie i stany zapalne układu pokarmowego.
Źródła WWA w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła naturalne:
- pożary lasów i stepów,
- wulkany
Źródła antropogenne:
- pojazdy mechaniczne (silniki diesla),
- piece koksowe,
- produkcja asfaltu,
- piece olejowe,
- papierosy
WWA szybko i łatwo wnikają do organizmu, a szybkość wnikania wzrasta w obecności mieszanin oleistych. Przechodzą do wszystkich tkanek organizmu zawierających tłuszcz i wykazują zdolność kumulowania się głównie w tkance tłuszczowej, a w mniejszym stopniu w wątrobie i nerkach. W zależności od drogi wprowadzenia mogą występować nowotwory całego układu pokarmowego, a najczęściej żołądka; przy wchłanianiu z wdychanym powietrzem – rak płuc. Związki te działają także na skórę i przez skórę, a wnikające do organizmu tą drogą, powodują zmiany chorobowe. W przypadku działania na skórę występują zaczerwienienie, egzemy, zmiany wskazujące na skłonność do rogowacenia i liczne przypadki raka.
Źródła PCB w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła PCB w środowisku:
- przemysłowe procesy chlorowania
- nielegalne składowiska
- pożary urządzeń zawierających PCB
- wylewanie przepracowanych olejów bezpośrednio do gleby
- wycieki z kondensatorów i transformatorów
Najwięcej PCB organizm ludzki pobiera wraz z żywnością (ok 97%), zdecydowanie mniej z powietrzem i wodą. Stężenia PCB w żywności są znacznie zróżnicowane, ponieważ zależą od zawartości tłuszczu oraz stopnia skażenia środowiska tymi związkami. Gromadzą się one w tkance tłuszczowej, przenikają nawet przez skórę i powodują powolne zatruwanie organizmu. Związki te zakłócają gospodarkę enzymatyczną, uszkadzają wątrobę i nerki oraz prowadzą do niepłodności. Długotrwałe narażenie nawet na stosunkowo niskie stężenia PCB może mieć działanie immunosupresyjne, zmniejszając odporność organizmu na infekcje bakteryjne i schorzenia neurotoksyczne. Związki te zaliczane są również do grupy substancji zaburzających funkcjonowanie układu endokrynologicznego.
Źródła pestycydów w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia.
Źródła pestycydów w środowisku
- Celowe stosowanie różnego typy preparatów w ochronie roślin.
- Magazynowanie zbędnych preparatów, które straciły juz swe walory użytkowe lecz nadal zachowują aktywność biologiczną a także opakowania po preparatach z resztkami toksycznych substancji.
- Przemysł wytwarzający te środki.
- Ścieki przemysłowe z zakładów przemysłowych. Problem ścieków skażonych pestycydami występuje również w większych bazach maszyn rolniczych wykonujących zabiegi ochronne przy czyszczeniu maszyn.
- Awarie pojazdów i opakowań w czasie transportu.
- Nieumiejętne użytkowanie preparatów, stosowanie zbyt dużych dawek.
- Lekceważenie zagrożenia jakie zawsze istnieje przy chemicznej ochronie.
Ze względu na drogę wnikania pestycydów do organizmu dzieli się je na wywołujące toksyczność ostrą:
- dermalną (wnikanie przez skórę),
- ustną (wnikanie przez przewód pokarmowy)
- wnikanie drogą oddechową
Ostre zatrucie może się objawiać: nudnościami, wymiotami, gwałtownymi bólami brzucha, biegunką, zwężeniem źrenic, łzawieniem, zaburzeniem w widzeniu, bólem i zawrotami głowy, ogólną pobudliwością, drgawkami, trudnościami w oddychaniu oraz utratą przytomności, a nawet śmiercią.
Zatrucie przewlekłe charakteryzuje się: złym samopoczuciem, mruganiem powiek, uczuciem znużenia, zawrotami i bólami głowy, uczuciem lęku, ślinotokiem, osłabieniem, drżeniem mięśni, nudnościami i wymiotami.
Podział i zastosowanie pestycydów.
Pestycydy klasyfikuje się na podstawie różnych kryteriów – najważniejsze z nich to:
- rodzaj organizmów na jakie działają
- kierunek zastosowanie i sposób działania
- budowa chemiczna
- toksyczność
Podział pestycydów w zależności od kierunku zastosowania:
I.Zoocydy- środki do zwalczania szkodników zwierzęcych:
1.Insektycydy-środki owadobójcze
2.Rodentycydy-środki gryzoniobójcze
3.Nematocydy-środki nicieniobójcze
4.Larwiocydy-środki larwobójcze
5.Aficydy-środki mszycobójcze
6.Akaracydy-środki roztoczobójcze
7.Owicydy-środki do niszczenia jaj owadów i ich larw
II. Fungicydy – środki grzybobójcze
III. Herbicydy – środki chwastobójcze
IV. Regulatory wzrostu – środki stymulujące lub hamujące procesy życiowe roślin
- defolianty – środki do odlistniania roślin
- desykanty – środki do wysuszania roślin
- defloranty – środki do usuwania nadmiernej ilości kwiatów
V. Atraktanty – środki zwabiające
VI. Repelenty – środki odstraszające
Metody usuwania pestycydów z roztworów wodnych
- infiltracja i filtracja powolna
- koagulacja
- sorpcja
- utlenianie chemiczne
- procesy membranowe
- biodegradacja
Procesy kombinowane
Rodzaj i natężenie produktów rozpadu promieniotwórczego
Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma.
Rozpad alfa- jest dość powszechnym zjawiskiem w przyrodzie, odpowiada za niemal połowę promieniotwórczości naturalnej skorupy ziemskiej;
Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym. Może powodować chorobę popromienną
Kolejne produkty rozpadów promieniotwórczych tworzą szereg, który rozpoczyna się izotopem promieniotwórczym o długim okresie półtrwania, a kończy izotopem trwałym (niepromieniotwórczym).
Odpady promieniotwórcze i ich źródła.
Odpady promieniotwórcze – odpady stałe, ciekłe lub gazowe, zawierające substancje promieniotwórcze lub skażone tymi substancjami
Źródła odpadów promieniotwórczych:
- kopalnie rud uranu oraz zakłady przerobu tych rud
- produkcja paliwa reaktorowego oraz przerób paliwa wypalonego
- eksploatacja reaktorów energetycznych i badawczych
- likwidacja reaktorów jądrowych
- stosowanie izotopów promieniotwórczych w przemyśle, medycynie, rolnictwie i badaniach naukowych
- Odpady promieniotwórcze powstają także przy obróbce uranu i plutonu do celów militarnych, a także przy utylizacji broni jądrowej w ramach procesu rozbrojenia.
Praktycznie wszystkie materiały i urządzenia używane w zakładach związanych w jakikolwiek sposób z materiałami radioaktywnymi, mogą stać się odpadem promieniotwórczym.
Klasy odpadów promieniotwórczych.
Pod względem aktywności dzieli się odpady na trzy klasy. Mogą to być odpady:
* niskoaktywne
* średnioaktywne
* wysokoaktywne
Na czym polega emisja zanieczyszczeń do atmosfery.
Emisja zanieczyszczeń - to wprowadzanie do środowiska wytworów działalności człowieka (zanieczyszczeń), a w szczególności:
- substancji (np. zanieczyszczeń stałych, ciekłych lub gazowych)
- energii (np. hałasu, wibracji, promieniowania)
do powietrza.
Zasady unieszkodliwiania i składowania odpadów
Zasady unieszkodliwiania i składowania odpadów:
- Minimalizowanie ilości powstających odpadów
- Odpowiednie segregowanie
- Zmniejszenie objętości
- Zestalanie i pakowanie w taki sposób, aby były chemicznie i fizycznie stabilne
- Składowanie odpadów w miejscach o właściwej strukturze geologicznej i stosowanie wszystkich możliwych technologii oraz barier, które skutecznie izolują odpady od człowieka i środowiska.
Unieszkodliwianie odpadów:
- odpady ciekłe niskoaktywne oczyszczane są metodą sorpcji
-odpady ciekłe średnioaktywne są przetwarzane metodą odparowania
-stałe odpady niskoaktywne są zgniatane w specjalnej prasie hydraulicznej
-stałe i zestalone odpady promieniotwórcze umieszczane są w stalowych bębnach i transportowane do składnicy odpadów
Biologiczne zanieczyszczenia wody - eutrofizacja.
Eutrofizacja – nadmierne występowanie związków fosforu i azotu w wodach powierzchniowych, powodujące masowy rozwój materii organicznej, która obumierając przyczynia się do zanieczyszczenia wód.
Miarą zanieczyszczenia biologicznego jest zapotrzebowanie wody na tlen do utlenienia zanieczyszczeń biologicznych – biologiczne zapotrzebowanie na tlen – BZT.
Zbyt duża ilosc biogenów znajdująca sie w wodzie powoduje nadmierny rozwój glonów oraz sinic tzw zakwit wody. Wytworzony kożuch zatrzymuje promienie słoneczne oraz wykorzystuje bardzo duze ilości tlenu. konsekwencja tego są deficyty tlenowe, obumieranie organizmów żywych. chciałam byc madra ale chyba mi nie wyszło- mozesz to usunąć w sumie mozna zawsze o tym z głowy napisać :D
Jakie substancje i dlaczego zaliczane są do chemicznych zanieczyszczeń wody.
- Detergenty – dość łatwo się rozkładają – potrzebne są tylko osadniki jako oczyszczalnie, ale tych w Polsce brak – są zrzucane do wód powierzchniowych w bardzo dużych ilościach. Powodują eutrofizację wód (zawierają N, P), są rakotwórcze, niektóre też drażniące, zwiększają rozpuszczalność substancji lipofilnych, często toksycznych, przez co łatwiej o zatrucie.
- WWAi chlorowcopochodne – rakotwórcze – toksyczność przewlekła i ostra
- Pestycydy – ulegają kumulacji – odpowiedzialne za wyginięcie pewnych gatunków ptaków.
- Fenole – kumulują się w mięsie ryb słodko i słonowodnych – straty ekonomiczne, bo mięso takie jest niezdatne do jedzenia (szare, śmierdzące). W wodzie pitnej ich obecność utrudnia chlorowanie – powstają chlorowcowe pochodne fenoli o nieprzyjemnym zapachu, oraz hydroksychinony o dużej toksyczności.
- PCB ulegają kumulacji i bardzo długo pozostają w środowisku.
- Inne substancje organiczne – białka, tłuszcze, węglowodany – nie są toksyczne, ale powodują eutrofizację – soki z kiszonek, też odchody – zawierają bakterie chorobotwórcze.
-Fosforany i azotany – powodują eutrofizację.
- Metale ciężkie – kumulując się w organizmie mogą powodować różne zmiany zagrażające życiu i zdrowiu ludzi i zwierząt
Na czym polega degradacja gleby.
Degradacja gleb – pogorszenie ich właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych oraz spadek ich aktywności biologicznej, co powoduje zmniejszenie ilości, jak również jakości pozyskiwanej biomasy roślinnej, całkowitą utratę wartości użytkowych gleb nazywamy dewastacją. Degradacja gleby obejmuje te zmiany zachodzące w glebie, które znacznie obniżają jej możliwości produkcyjne, uniemożliwiając uzyskanie maksymalnych, stabilnych i pełnowartościowych plonów nie tylko w rolnictwie, ale także np. w leśnictwie. Najbardziej narażone na degradację są lekkie gleby piaszczyste, o cienkiej warstwie próchnicznej
Wymień rodzaje degradacji gleby i krótko je scharakteryzuj.
* Degradacja bezwzgledna (rzeczywista) gleby objawia się trwałym obniżeniem lub niszczeniem aktywności biologiczno- chemicznej gleby. Następuje przy tym wyraźne pogorszenie się walorów gleby, w tym ekologicznych i produkcyjnych, obnizenie wartosci pokarmowej i technologicznej plonów oraz higienicznego stanu srodowiska
- Geotechniczna degradacja gleb- powoduje zewnętrzne zmiany na powierzchni. Zmiany te dotyczą zniekształceń w rzeźbie terenu w wyniku działalności górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego i kolejnictwa.
- Fizyczna degradacja gleb- polega na zagęszczeniu masy glebowej, pogarszaniu się struktury gleby, nadmiernemu odwodnieniu osuwiska, oddziaływaniu zbiorników wodnych oraz działaniu erozyjnym wody i wiatru.
- Biologiczna degradacja gleb- charakteryzuje się spadkiem ilości i masy edafonu, wywołanym pogorszeniem się struktury gleby, jej wilgotności i stosunków powietrznych lub bezpośrednio przez niszczenie szaty roślinnej; forma biologicznej degradacji jest tzw. zmęczenie gleb.
- Chemiczna degradacja gleb- przejawia się zakwaszeniem lub nadmierna alkalizacja, naruszeniem równowagi jonowej, wysoka koncentracja soli w roztworach glebowych, toksyczna koncentracja metali ciężkich, a także siarki i fluoru oraz związków biologicznie czynnych (węglowodorów, środków ochrony roślin).
*Degradacja względna jest to przeobrażenie struktury, cech gleby, w sposób stopniowy lub skokowy, bez zmiany jej aktywności biologicznej w okresie przejściwym
Co to znaczy, że gleba jest zanieczyszczona?
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach. Pochodzą m.in. ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych, gazów i pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.), gazów wydechowych silników spalinowych oraz z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin).
Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Obniżają jej urodzajność, czyli powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, zakłócają przebieg wegetacji roślin, niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, a także mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.
Wymień czynniki wpływające na zanieczyszczenia gleby.
Czynniki wpływające na zanieczyszczenie gleby:
- erozja wodna i wietrzna
- zmiany stosunków wodnych na danym terenie (osuszanie, nawadnianie)
- niewłaściwie prowadzona melioracja
- wydeptywanie gleby przez ludzi i zwietzeta
- zajmowanie nowych terenów pod budownictwo
- wycinanie lasów
- zagospodarowanie nieodpowiednich terenów pod uprawy
- nieprawidłowe nawożenie
Wymień i scharakteryzuj naturalne źródła zanieczyszczenia gleby.
Naturalne źródła zanieczyszczenia gleby:
- Erozja- prowadzi do zmniejszenia w glebie zawartości materii organicznej i substancji pokarmowych, a także do pogorszenia jaj struktury.
- Pożary- wyginięcie roślinności oraz mikroorganizmów prowadzi do wzmożonej erozji, co z kolei prowadzi do pustynnienia:
- Susza - powoduje pustynnienie i stepowienie gleby.
- Trzęsienia ziemi- powoduja osunięcia sie gleby,
- Mikroorganizmy patogenne- moga przedostawać sie z gleby do produktów roślinncy a z nim do organizmów ludzi lub zwierząt
Wymień i krótko scharakteryzuj antropogeniczne źródła zanieczyszczenia gleby.
- oddziaływanie gazów i pyłów emitowanych ze źródeł przemysłowych i motoryzacyjnych, - moga powowdować zanieczycszczenie gleby metalami ciężkim iak również WWA
- działalność górniczą,powoduje zniekształcenie struktury gleby i pozimów glebowych, moze powodować zmiany stosunków wodnych odkrywkowa- poduje zniszczenie górnej warstwy gleby oraz zdewastowanei krajobrau,
- składowanie odpadów, zanieczyszcza duze obszary moze powodowac nadmierne ugniatanie gleby, odcieki zanieczyszczają glebe jak również wody gruntowe
- niewłaściwe rolnicze użytkowanie gruntów podatnych na erozję wodną i wietrzną, - takie grunty nalezy obsadzać gęstą trawą oraz drzewani i nie zostawiac odłogiem
- stosowanie nieodpowiednich chemicznych środków produkcji roślinnej,
- stosowanie środków ochrony roślin nawozów mineralnych i pestycydów, których celem jest wzbogacenie gleby w pierwiastki niezbędne do życia roślin: azot (N), fosfor (P), potas (K). nawozy te stają się jednak szkodliwe, jeśli stosowane są w nadmiernych ilościach.
- zanieczyszczenie metalami ciężkimi- metale ciezkie bardzo łatwo przenoszą sie do roslin które nastepnie moga sppożywac zwierzęta jak i ludzie, w ich organizmach dochodzi wtedy do kumulacji tych zanieczyszczń
Co to jest „zmęczenie gleby".
Zmęczenie gleby - zjawisko polegające na zmniejszeniu się urodzajności gleby poprzez negatywne zmiany w jej stanie biologicznym i pogorszenie się jej właściwości. Powstaje jako efekt jednostronnego użytkowania, np. przy długotrwałych upraw monokulturowych, zwłaszcza roślin wpływających znacząco na właściwości gleby (edyfikatory).
Głównym skutkiem zmęczenia gleby jest radykalne zmniejszanie się plonów, pomimo stosowania wysokich dawek nawozów czy intensywnych metod uprawy. Główną przyczyną zmęczenia gleby jest rozprzestrzenianie się patogenów i szkodników roślin uprawnych, także bakteriofagów niszczących takie pożyteczne mikroorganizmy symbiotyczne jak bakterie Rhizobium, wiążące azot atmosferyczny. Ponadto w glebie następuje kumulacja specyficznych związków chemicznych wydzielanych przez rośliny danego gatunku, jednocześnie wpływających na ten gatunek niekorzystnie (tzw. allelopatia).
Rodzaje zanieczyszczeń gleby.
- Mechaniczne
- Biologiczne
- Chemiczne
Na czym polega mechaniczne zanieczyszczenie gleby?
Mechaniczne zanieczyszczenie gleby - wprowadzanie do gleby lub na jej powierzchnię różnorakich słabo rozkładalnych ciał stałych o wymiarach cząstek elementarnych większych od 1 mm
Główne zanieczyszczenia mechaniczne:
- gruz,
- odpady z budownictwa naziemnego i podziemnego,
- odpady rozproszone (poszukiwania i eksploracja surowców),
- opakowania metalowe, szklane, ceramiczne, z tworzyw sztucznych,
- odpady nieorganiczne z gospodarstw, części maszyn, części środków lokomocji, materiały wzdłuż szlaków komunikacyjnych
Co składa się na biologiczne zanieczyszczenie gleby?
- przedawkowanie gnojowicy,
- wprowadzanie do gleb obornika, fekaliów, gnojowicy,
- składowanie odpadów głownie komunalnych.
- przedostanie sie mikroorganizmów patogennych
- zbyt mała ilość mikroorganizmów glebowych
Wpływ zanieczyszczeń gleby na środowisko i życie człowieka.
Prawidłowy rozwój człowieka jest uzależniony od struktury i składu gleby, która z pożywieniem roślinnym i zwierzęcym dostarcza mu odpowiedniej ilości wysokokalorycznych składników odżywczych, witamin, substancji mineralnych, niezbędnych do budowy i właściwego funkcjonowania organizmu. Razem z pożywieniem człowiek pobiera składniki korzystne, jak i niekorzystne dla swego rozwoju.Ekologiczne skutki chemizacji gleby dotyczą - rzecz jasna - nie tylko człowieka, ale całego świata organicznego (roślin, zwierząt). Zreasumujmy zatem przyczyny, mechanizm oddziaływania i skutki skażeń gleby.
1. Kumulacja substancji toksycznych w roślinach staje się przyczyną skażenia wszystkich ogniw łańcucha pokarmowego.
2. Przemieszczanie się środków chemicznych z gleby do wód powoduje eutrofizację wód powierzchniowych i podziemnych.
3. Zakwaszenie gleby, wywołane zanieczyszczającymi powietrze związkami siarki i azotu, a docierającymi do gleb i wód w postaci kwaśnych deszczów lub suchego opadu, powoduje hamowanie rozwoju organizmów, niszczenie szaty roślinnej.
4. Zatrucie gleby metalami ciężkimi (nikiel, rtęć, kadm, arsen, ołów), a następnie kumulowanie się tychże w tkankach roślin jest przyczyną nieodwracalnych zmian w organizmach roślinnych, powoduje zmniejszenie przyrostu masy roślinnej, zmniejszenie plonowości. U człowieka nadmiar metali ciężkich może powodować miażdżycę i nowotwory.
5. Zatruwanie gleby nawozami mineralnymi, w wyniku nieumiejętnego i nadmiernego ich stosowania, może prowadzić do pogorszenia się jakości plonów, powodować zanik aktywności mikroflory glebowej, w szczególności niekorzystnie oddziaływać na procesy nitryfikacji i procesy wiązania azotu atmosferycznego.
6. Przenawożenie gnojowicą może spowodować zaburzenia właściwości chemicznych i biologicznych gleb oraz skażenie gleb i roślin bakteriami chorobotwórczymi. Skutkiem tego może być wzrost zachorowań zwierząt, a nawet człowieka, na brucelozę, różycę, pryszczycę, gruźlicę.
7. Skażenie pestycydami wskutek nieumiejętnego ich stosowania może spowodować zatrucia ptactwa i zwierząt oraz liczne schorzenia u człowieka.
W jaki sposób można chronić glebę przed jej degradają?
Pod pojęciem ochrona gleb rozumiemy zespół czynników prawnych, organizacyjnych i technicznych zmierzających do:
–minimalizacji erozji wodnej i wiatrowej
-przeciwdziałać chemicznej degradacji gleb pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, motoryzacyjnych, nawożenia mineralnego
-przeciwdziałać przesuszeniu i zawodnieniu gleb
-ograniczenie do niezbędnego minimum technicznych deformacji gruntu i mechanicznego zanieczyszczenia gleby.
- zachowania gruntów o walorach ekologiczno-produkcyjnych
- ograniczenia przejmowania gruntów pod zabudowę techniczną i eksploatację kopalin.
Co to jest rekultywacja gleby?
Rekultywacja gleb –to rekonstrukcja (odtworzenie) gleby zniszczonej mechanicznie, detoksykacja i ukatywnienie obszarów zdegradowanych chemicznie oraz regulacja stosunków odnych na gruntach zawodnionych i przesuszonych
R. techniczna(podstawowa) obejmuje ukształtowanie rzeżby terenu, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleby metodami technicznymi tj pokrywanie gruntów zdegradowanych lub zdewastowanych chemicznie warstwą gleby, budowani dróg dojazdowych, umacnianie skarp itp
R. biologiczna polega na stosowaniu zabiegów mających na celu wytworzenie na powierzchni nieuzytków warstwy gleby. w tym celu wykonuje się: uprawę mechaniczną, nawozenie, dobór i uprawe roslin próchnicotwórczych- motylkowe, trawy
rekultywacja gleb zan met cież polega na rozcięczaniu ich stężeń (detoksykacja) poprzez zwiększenie aktywnosci biologicznej gleby oraz intensywną uprawę odpowiednich gatunków roślin
Zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego zdefiniować i podzielić.
Zanieczyszczenie powietrza - to gazy oraz aerozole (czyli cząstki stałe i ciekłe unoszące się w powietrzu), które zmieniają naturalny skład powietrza atmosferycznego. Mogą one być szkodliwe dla zdrowia ludzi, zwierząt i roślin, a także niekorzystnie wpływać na glebę, wody i inne elementy środowiska przyrodniczego.
Zanieczyszczenia powietrza można podzielić
-naturalne
-antropogeniczne
zw wzdg na sposób powstania
* zanieczyszczenia pierwotne, które występują w powietrzu w takiej postaci, w jakiej zostały uwolnione do atmosfery,
* zanieczyszczenia wtórne, będące produktami przemian fizycznych i reakcji chemicznych, zachodzących między składnikami atmosfery i jej zanieczyszczeniem
ze wzgl na toksyczność
-toksyczne- SO2, NOx O3 CO NH3 H2S
- nietoksyczne- ale szkodliwe w inny sposób dla środowiska
Rodzaje zanieczyszczeń powietrza.
- stałe cząstki, zarówno organiczne jak i nieorganiczne (pyły), takie jak sadza, popiół, cząsteczki ołowiu, chromu, miedzi, kadmu i wielu innych metali ciężkich, pyły cementu i metalurgiczne,
- cząsteczki gazów , np.: tlenki siarki (SO2, CO2), węgla (CO i CO2) i azotu (NOx), fluor, amoniak, węglowodory łańcuchowe i aromatyczne oraz fenole,
- zanieczyszczenia ciekłe, kropelki zasad, kwasów , rozpuszczalników.
- smogi: smog siarkowy, smog fotochemiczne
Naturalne źródła zanieczyszczenia powietrza.
-wulkany, z których wydobywają się m. In. Popioły wulkaniczne i gazy ( CO2, SO2, H2S-siarkowodor)
-pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO2, CO i pyłu)
-bagna wydzielające m.in. CH4, CO2, H2S, NH3
-powierzchnie mórz i oceanów, z których unoszą się duże ilości soli
-gleby i skały ulegające erozji
-burze piaskowe
-tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne i drobnoustroje oraz cząsteczki gleb i skał unoszonych przez wiatr
-rozkład cząstek organicznych.
Antropogeniczne źródła zanieczyszczenia powietrza.
- źródła przemysłowe, czyli wszelkie procesy technologiczne w fabrykach, hutach, rafineriach, cementowniach i zakładach chemicznych;
- źródła energetyczne, czyli procesy wytwarzania energii, spalania paliw;
- źródła komunalne, czyli gospodarstwa domowe oraz składowiska i procesy utylizacji odpadów i ścieków (oczyszczalnie ścieków, wysypiska);
- źródła komunikacyjne, czyli transport samochodowy, wodny, lotniczy czy kolejowy.
Tlenki siarki, azotu, węgla, jako zanieczyszczenia powietrza - źródła, efekt działania.
Dwutlenek siarki(SO2)
Źródła naturalne:
-wulkany
-procesy rozkładu materii organicznej
-(CH3)2SO4 z oceanów
Źródła antropogenie:
-spalanie węgla zawierającego siarkę
-procesy wytapiania rud żelaznych
SO2 jako gaz rozpuszczalny w wodzie silnie drażni drogi oddechowe ale słabo przenika do płuc. Znajduje się w atmosferze pod różnymi postaciami. Najgroźniejszym związkiem siarki jest, powstający z rozpuszczenia w wodzie bezwodnego kwasu, kwas siarkowy. Przyczynia się on do tworzenia kwaśnych deszczy. Dopuszczalne stężenie dwutlenku siarki to 100g/m3, podczas gdy już 20g/m3 źle wpływa na lasy iglaste a 50g/m3 jest przyczyną uszkodzenia drzewostanów na poziomie drugiego stopnia. Dwutlenek siarki jest przyczyną powstania „smogu kwaśnego” – w zalegającej mgle następuje kumulacja zanieczyszczeń głównie ditlenku siarki(IV) oraz aerozolu kwasu siarkowego w powietrzu. powoduje również korozje elementów metalowych
Tlenki azotu
Źródła naturalne:
-wyładowania elektryczne
- wybuchy wulkanów
- aktywność bakterii
Źródła antropogenie:
-spalanie w wysokiej temperaturze(silniki spalinowe)
-emisje komunikacyjne -> tworzenie się O3 i smogu
-emisje przemysłowe ->kominy
- energetyka przemysłowa
- przemysł syntezy chemicznej
-procesy koksownicze- podczas spalania gazów w bateriach koksowniczych
Dwutlenek azotu NO2 jest trującym gazem, oddziałuje w sposób szkodliwy na roślinność, zdrowie ludzkie oraz ogranicza widzialność. W wyniku utleniania azotu zawartego w powietrzu, w wysokich temperaturach występujących w procesach spalania, powstaje tlenek azotu. Przy obniżaniu temperatury tlenek azotu przechodzi w dwutlenek azotu zgodnie z równaniem: 2 NO + O2 = 2NO2 i przeważnie w tej postaci jest emitowany do atmosfery. Najczęściej zatem występuje wspólnie z tlenkiem azotu (NO). NO2 jest jednym z gazów, który absorbuje słoneczne promieniowanie świetlne, wpływając bezpośrednio na zmniejszenie widzialności. Tlenki azotu (NOx) wraz z lotnymi związkami organicznymi (LZO) są prekursorami ozonu w troposferze. Tlenki azotu jako substraty powstawania ozonu troposferycznego stają się jednak problemem ze względu na znaczny wzrost transportu drogowego.
Tlenki węgla
Źródła naturalne:
- erupcje wulkanów
- naturalne pożary roślinności, w których temperatura dochodzi do 1000 °C.
- naturalne wysychanie bagien i mokradeł
Źródła antropogeniczne:
- większość wysokotemperaturowych procesów technologicznych, w których paliwem jest przede wszystkim węgiel i ropa naftowa (przemysł energetyczny, hutniczy, chemiczny),
- spaliny samochodowe (silniki spalinowe).
- piece gazowe, olejowe, piece na paliwo stałe ( drewno, węgiel, koks)
- gazowe podgrzewacze wody (np. piecyk łazienkowy)
- kominki, kuchenki gazowe, piece kaflowe
- celowe osuszanie bagien i mokradeł
Powstaje w wyniku niecałkowitego spalania paliwa w większości procesów związanych z energetyków. Paliwa wykorzystywane w pojazdach zmechanizowanych zawierają CO, a ich spalanie jest przyczyną ok.80% całkowitej emisji tego gazu. To bezbarwny gaz nie podrażniający dróg oddechowych. Z tego też powodu trudno go zlokalizować w otoczeniu. Jest to materiał do budowy substancji organicznej w roślinach zawierających chlorofil. Tworzy naturalną warstwę izolacji termicznej wokół kuli ziemskiej. Powyżej stężenia 300cm3/m3 staje się on zanieczyszczeniem –tzw. efekt cieplarniany.
Wdychanie CO zawartego w dymie papierosowym lub CO pochodzącego z pracy w zanieczyszczonym środowisku prowadzi do chorób sercowo-naczyniowych lub do śmierci.
Ozon jego źródła i znaczenia.
Ozon troposferyczny (przygruntowy,smog fotochemiczny) stanowi zagrożenie dla ludzkiego zdrowia. Jest on zanieczyszczeniem wtórnym powietrza. Powstaje w wyniku reakcji chemicznych zachodzących przy powierzchni ziemi pomiędzy związkami wyemitowanymi w sposób sztuczny do atmosfery. Do grupy tych związków zaliczamy: tlenki azotu, niemetanowe lotne związki organiczne(NMLZO), a także tlenek węgla i metan - będące prekursorami syntezy ozonu. Nadmierna ekspozycja na działanie ozon w dużych stężeniach, może powodować: kaszel, podrażnienia oczu, nasilenie astmy, spadek wydolności płuc, zapalenie płuc, uszkodzenia struktury płuc, spadek odporności.
Głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń, które biorą udział w procesach tworzenia ozonu są:
- sektor energetyki i transportu (NOx);
- sektor transportu i przemysł (NMLZO);
- sektor transportu i komunalno-bytowy (CO);
- przemysł wydobywczy i dystrybucji paliw, rolnictwo (przede wszystkim uprawa ryżu i hodowla zwierząt) oraz wysypiska śmieci (CH4);
- roślinność, a szczególnie lasy, które emitują znaczne ilości NMLZO (porównywalne z emisją sektora transportu); emisja ta wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Ozon atmosferyczny powstaje, kiedy promieniowanie ultrafioletowe słońca spotyka się z tlenem zawartym w atmosferze.
Znaczenie ozonu atmosferycznego wynika z jego zdolności pochłaniania promieniowania w trzech obszarach widma (nadfioletowym, żółto-zielonym i podczerwonym). Pochłaniając prawie całkowicie nadfioletową część promieniowania słonecznego w zakresie długości fal 0,15-0,29 um, ozon stanowi naturalną osłonę organizmów żywych przed szkodliwym wpływem tej części promieniowania. W paśmie żółto-zielonym widma przypada maksimum energii słonecznej i tu ozon pełni rolę słonecznego parasola ochronnego - abyśmy nie zostali za bardzo przypieczeni, i wreszcie w podczerwonym paśmie widma chroni ziemię przed zbytnim wypromieniowaniem ciepła w przestrzeń.
Warunki powstawania dziury ozonowej.
Ozon powstaje, kiedy promieniowanie ultrafioletowe słońca spotyka się z tlenem zawartym w atmosferze. Warstwa ozonowa zatrzymuje większość szkodliwego promieniowania ultrafioletowego Słońca. Jednak zanieczyszczając atmosferę możemy bardzo łatwo zniszczyć ozon, co by niezwykle groźnie wpłynęło na życie na Ziemi. Gazy, używane w lodówkach, to freony (CFC). Są one bezpieczne na poziomie gruntu, ale groźne w wyższych warstwach atmosfery. Kiedy freony raz dostaną się do atmosfery, mogą przetrwać w niej ponad 100 lat, zanim pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ulegną rozpadowi na inne substancje chemiczne. Jedną z takich substancji jest chlor, niszczący warstwę ozonową.
Tworzenie się dziury ozonowej-Przypuszcza się, że powodują to reakcje fotochemiczne tlenków azotów, chloro-fluorowęglików-freony (FCF) i fluorowców, emitowanych przez samoloty, przemysł, urządzenia chłodnicze. Związki te przedostają się do stratosfery i oddziałują z promieniowaniem nadfioletowym, uwalniając atomy chloru, które katalizują rozpad ozonu.
Warstwa ozonowa zmniejsza ilość docierającego do Ziemi promieniowa- nia ultrafioletowego. Freony pod wpływem promieniowania ultra- fioletowego uwalniają chlor, który niszczy warstwę ozonową. W miarę, jak warstwa ozonowa jest cieńsza, przepuszcza coraz więcej promieniowania ultrafioletowego.
Skutki niszczenia warstwy ozonowej.
- rośliny wystawione na działanie szkodliwego czynnika mogą nie wyprodukować nasion co może doprowadzić do wyginięcia niektórych gatunków roślin uprawnych
- bez roślin które można wykorzystać jako pokarm zaczną ginąć zwierzęta, a od nich już niedaleko do ludzi
- brak ozonu lub jego znaczny niedobór może spowodowac zmiany i zakłócenia naturalnych łańcuchów pokarmowych
- poprzez uszkodzenia zielonych roślin lądowych można zakłócić cykl przemiany dwutlenku węgla co przyśpieszy znaczenie proces tworzenia się efektu cieplarnianego
- nadmierne promieniowanie UV spowoduje u ludzi osłabienie systemu immunologicznego i tym samym zmniejszy odporność na infekcje i choroby, nowotwory skóry oraz podrażnienie spojówek
- promienie UV powodują przyspieszenie procesu starzenia się skóry, osłabienie odporności na zarażenia chorobami wirusowymi i wczesne pojawienie się takich zmian, jak zgrubienia, przebarwienia, zmarszczki.
Ochrona warstwy ozonowej.
Konkretne działania mające na celu niedopuszczenie do zmniejszenia się warstwy ozonowej nad powierzchnią kuli ziemskiej zaczęto podejmować dopiero od 1982 roku. W 1987 roku w celu ochrony warstwy ozonowej z inicjatywy UNEP (Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych) 31 państw (w tym Polska) podpisało Protokół Montrealski. Zakładano w nim 50 – procentowe ogranicznie produkcji freonów do 2000 roku w stosunku do wartości z 1986 roku. Ponadto 11 października 1990 roku Polska stała się członkiem Konwencji Wiedeńskiej w sprawie ochrony warstwy ozonowej, w myśl której zakazana jest produkcja freonów oraz import zagranicznych urządzeń chłodzących zawierających freony. W produkcji kosmetyków i dezodorantów nie stosowane są już praktyczne freony, a jako nośniki używane są inne, nieszkodliwe dla środowiska gazy – propan i butan.
Na czym polega efekt cieplarniany (szklarniowy).
Efekt cieplarniany zwany również szklarniowym, to zjawisko ocieplenia się klimatu Ziemi, polegające na zatrzymywaniu pewnej ilości ciepła emitowanego do atmosfery. Spowodowane jest to wzrostem zawartości gazów: głównie dwutlenku węgla (CO2), freonów, metanu (CH4) i podtlenku azotu (N2O). Na powstanie efektu cieplarnianego pośrednio wpływaja, również i inne gazy powstające podczas spalania, np. tlenek wegla (CO), pozostałe tlenki azotu (NO2, NO), węglowodory. Gazy te z jednej strony przepuszczają pasmo fal słonecznych ultrafioletowych, z drugiej zaś absorbują promieniowanie podczerwone, zapobiegając w ten sposób ucieczce ciepła atmosferycznego w kosmos. Proces ten jest podobny do tego, jaki występuje w szklarni lub w pozostawionym w słońcu samochodzie. Wzrost zawartości CO2 i innych gazów szklarniowych może zatem podnieść temperaturę Ziemi do niebezpiecznego poziomu, co w końcowym efekcie może przyczynić się do zmian klimatu. Skutkiem podwyższenia temperatury mogą być ogromne zmiany w globalnej strukturze i intensywności opadów
Mechanizm powstawania kwaśnych opadów atmosferycznych.
Kwaśne deszcze są to deszcze zawierające zaabsorbowane w kroplach wody tlenek siarki(IV), tlenki azotu oraz ich produkty reakcji w atmosferze: rozcieńczone roztwory kwasów siarki, głównie kwasu siarkowego(IV) oraz najbardziej szkodliwego kwasu siarkowego(VI), a także kwasu azotowego(V). Powstają nad obszarami, gdzie atmosfera jest zanieczyszczana długotrwałą emisją tlenku siarki(IV) i tlenków azotu (ze źródeł naturalnych, jak czynne wulkany, albo sztucznych, jak spaliny z dużych elektrowni i elektrociepłowni zasilanych zasiarczonym - tzn. zawierającym siarkę i jej związki - paliwem, zazwyczaj węglem kamiennym lub brunatnym).
Tlenek siarki IV (SO2) utlenia się do tlenku siarki VI (SO3) który reaguje z wodą i przechodzi w kwas siarkowy (H2SO4)
Tlenek azotu IV(NO2) może reagować do pięciotlenku azotu (N2O5) który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy V (HNO3).