Egzamin EKOTOKSYKOLOGIA

Co to jest REACH, struktura badania i cele.

REACH – rozporządzenie Parlamentu Europejskiego dotyczące bezpiecznego stosowania chemikaliów, poprzez ich rejestrację i ocenę, oraz w niektórych przypadkach udzielenie zezwoleń i ograniczenia handlu i stosowania niektórych chemikaliów.

REACH ma na celu zapewnienie wysokiego poziomu ochrony zdrowia i środowiska, w tym propagowanie alternatywnych metod oceny zagrożeń stwarzanych przez substancje, oraz zapewnienie swobodnego obrotu substancjami na rynku wewnętrznym przy jednoczesnym wsparciu konkurencyjności i innowacyjności.

Cele REACH:

• Zagwarantowanie nieskrępowanego obrotu substancjami chemicznymi na rynku UE

• Rozpowszechnienie nowych metod oceny zagrożeń

• Poprawa ochrony środowiska oraz zdrowia ludzkiego przed zagrożeniami

• Rozwój konkurencyjności przemysłu chemicznego w UE

REjestracja – wszystkich substancji produkowanych i importowanych >1tony

Ewaluacja (ocena)

Autoryzacja (udzielanie pozwoleń) substancji stwarzających obawy

CHemikalia

Co to są biotesty.

Biotest – eksperymentalna próba biologiczna, która ma wykazać obecność substancji toksycznych w środowisku, lub poznanie jej szkodliwości poprzez ilościowe oszacowanie wpływu tej substancji na żywy organizm.

Biotest to „oryginalne” urządzenie pomiarowo-kontrolne; dział bioanalityki

Zespoły (baterie) biotestów to zespół kilku (minimum 3) gatunków organizmów, aby nie fałszować wyniku (dla 1 gatunku wynik może być niemiarodajny, więc trzeba zapewnić większą różnorodność)

Sposoby prowadzenia badań z wykorzystaniem biotestu:

• Tosty toksyczności realizowane w laboratorium, podczas których substancja toksyczna jest sztucznie wprowadzana do czystej wody lub osadu. Przeprowadzenie takiego testu może być źródłem informacji na temat toksyczności danej substancji w kontrolowanych warunkach

• Testy toksyczności prowadzone w laboratorium na bazie pobranych próbek rzeczywistych. Toksyczność takich próbek jest porównywalna z toksycznością próbek wzorcowych

• Testy prowadzone In-situ z wykorzystaniem populacji organizmów żywych w warunkach naturalnych (mezocosmy)

Mezocosmy – biotesty w warunkach polowych (najbardziej wierne). Wyizolowane wycinki środowiska, ograniczone przez sztuczne bariery. Zwykle są to tzw. zagrody – wycinki środowiska otoczone najczęściej folią z tworzyw sztucznych lub umieszczone w stawach lub strumieniach eksperymentalnych. Systemy takie poddane są działaniu naturalnej zmienności temperatury, nasłonecznienia, itd. Ogromnym plusem tej metody jest prowadzenie badań na naturalnych zespołach organizmów wodnych, przy jednoczesnej możliwości ich modyfikacji. W przypadku badań toksykologicznych, stosowanie mezosystemów daje wiarygodne wyniki, które z pewną ostrożnością można odnieść do całego ekosystemu

Biotesty realizuje się w warunkach:

• Statycznych, gdy badana woda lub osad nie podlega wymianie w trakcie trwania testu

• Półstatycznych, gdy wymiana medium następuje w określonych odstępach czasu

• Dynamicznych, przy stałej wymianie wody, podczas testów przeprowadzanych w mezosystemach In-situ, głównie z wykorzystaniem ryb jako czynnika biologicznego

Idealne gatunki biowskaźnikowe (bioindykatory)

Bioindykator (biowskaźnik) – gatunek o wąskim zakresie tolerancji (stenobiont) względem niewielkiej liczby czynników ograniczających. Wykorzystywany do np. oznaczenia zanieczyszczenia powietrza (porosty – skala porostowa), stopnia zanieczyszczenia wody (wybrane gatunki ryb, larwy niektórych owadów i raki w wodach najczystszych), zawartości różnych substancji w glebie (gatunki roślin) i innych. Większość z nich znajduje się pod ochroną prawną ze względu na znaczną degradację środowiska.

Metoda oceny zanieczyszczenia na podstawie występowania bioindykatorów nazywa się bioindykacją.

Cechy dobrego bioindykatora:

• Ściśle określone występowanie – stosunkowo wąski zakres tolerancji ekologicznej, najlepsze są gatunki stenotopowe, wyspecjalizowane

• Dług cykl życiowy – najlepszymi bioindykatorami są gatunki długo przebywające w badanych środowisku w stanie aktywnym. Gorszymi bioindykatorami np. stanu rzek są owady, które w środowisku wodnym przebywają zaledwie kilka tygodnia, a resztę czasu spędzają poza zbiornikiem wodnym

• Szerokie zasięgi geograficzne (gatunek pospolity) – gatunki o dużych areałach rozmieszczenia geograficznego mogą być wykorzystywane w wielu krajach, dlatego gatunek może być wykorzystywany w miarę uniwersalnie

• Duża liczebność występowania – duża liczebność umożliwia łatwe odnalezienie gatunku w środowisku – gatunki rzadkie wymagają pobrania dużej liczby prób, co jest pracochłonne i kosztowne

• Łatwość oznaczania (jednoznaczność) – tylko gatunki, które można oznaczyć (rozpoznać, zidentyfikować), nadają się na wskaźniki

Gatunki:

• Rozwielitka Daphnia Magna

• Porosty

Cechy organizmów wskaźnikowych

Cechy idealnego bioindykatora:

• Zdolne do szybkiej reprodukcji

• Dostępne przez cały rok

• Szeroko rozpowszechnione i pospolite

• Wrażliwe na szerokie spektrum substancji biologicznie czynnych

• Łatwe do oceny i interpretacji reakcji toksycznych

• Małe wymiary (do warunków laboratoryjnych)

Co to są Toxkity, w jakim celu stosujemy i wymień zalety ich stosowania

TOXKIT mikrobiotesty – komercyjne formy testów toksykologicznych oparte o bezkręgowce wodne i mikroorganizmy, przygotowane i utrwalone do bezpośredniego szybkiego zastosowania. Są one przeznaczone do oznaczania toksyczności dużej liczby pobranych próbek w krótkim czasie (15-30 min). Są to zestawy zawierające formy uśpione/unieruchomione bioindykatorów (pochodzące ze standardowej hodowli), preferowaną cechą jest możliwość ich długiego przechowywania, szybkiego przygotowania i przeprowadzenia testu. Ich zastosowanie jest szerokie od standardowych procedur wyznaczania toksyczności do substancji chemicznych, do wykorzystania w sytuacjach alarmowych przy skażeniu środowiska wodnego, dla oznaczania ścieków etc.

Przykładem jest system Microtox zawierający bakterie luminescencyjne Vibrio fisheri.

Do innych cech przemawiających na korzyść Toxkits – przemawiają:

• Możliwość ich zakupu (są w miarę tanie)

• Eliminacja prowadzenia hodowli

• Mała objętość badanej próbki

• Nie wymagają dużej przestrzeni dla przygotowania warsztatu badawczego

• Istnieje możliwość ich zastosowania w terenie, dzięki czemu nie wszystkie próbki muszą być utrwalane na okres przewiezienia

• Mają normy ISO.

Przykłady Toxkitów:

• Microtox

• Algatoxkit

• Daphtoxkit

• Phytotoxkit

• Ostracodtoxkit

Zastosowanie Toxkits:

• Oszacowanie toksyczności czystych związków chemicznych

• Badania toksyczności:

  • wód powierzchniowych i podziemnych,

  • ścieków przemysłowych,

  • osadów rzecznych,

  • odcieków z osadów ściekowych,

  • biotoksyn

Do czego służą dane uzyskane na drodze testów ekotoksykologicznych.

• Atestacja związków chemicznych i preparatów handlowych

• Wyznaczanie, bezpiecznych dla biocenoz, stężeń zanieczyszczeń dostających się do środowiska

• Wyznaczanie dopuszczalnych ładunków ścieków odprowadzanych do odbiorników

• Określanie nowych (lub zmiana istniejących) wskaźników jakości wód powierzchniowych

• Ocena jakości wód przeznaczonych do spożycia i na cele gospodarcze

• Wybór sposobu chemicznego podczyszczania ścieków odprowadzanych do kanalizacji miejskiej (potem na COŚ)

• Prognozowanie możliwości oczyszczania ścieków komunalnych (część biologiczna)

Stosowane wskaźniki toksyczności

TESTY TOKSYCZNOŚCI OSTREJ – określają zdolność substancji do wywołania efektu toksycznego u zwierząt, w tym również śmierci, po jej podaniu do organizmu w dawce jednorazowej lub po jednokrotnym narażeniu na tę substancję obecną w wodzie lub powietrzu

• LD50 – mediana dawki śmiertelnej, wyrażona w mg substancji toksycznej na kg masy ciała, która przy jednokrotnym podaniu powoduje śmierć 50% badanej populacji zwierząt po odpowiednim czasie ekspozycji [mg/kg]

• LC50 – mediana stężenia śmiertelnego. Takie stężenie, które powoduje śmierć 50% populacji gatunku organizmów testowych po odpowiednim czasie ekspozycji [mg/dm3 wody] (zwykle na rybach)

• EC50 – mediana stężenia toksykanta, które wywoła określony efekt (spadek aktywności, reprodukcji, etc) u połowy populacji gatunku organizmów testowych po odpowiednim czasie ekspozycji (zwykle na rozwielitkach)

• IC50 – mediana stężenia toksykanta powodujące 50% hamowanie procesów fizjologicznych u organizmów danej populacji w określonym czasie ekspozycji (zwykle na glonach lub bakteriach)

Jeśli podane są wszystkie 3 wskaźniki to za miarę toksyczności uznaje się ten, którego wartość jest najniższa (charakteryzuje się najwyższą toksycznością)

TESTY CHRONICZNE – przedłużony czas ekspozycji obejmujący pełny cykl życiowy lub jego część

• NOEC/NOED – najwyższe stężenie/dawka toksykanta, które w określonym czasie trwania badań nie powoduje żadnych spostrzegalnych zmian w organizmach testowych

• LOEC/LOED – najniższe stężenie/dawka, które w określonym czasie badań toksyczności chronicznej lub subchronicznej wywołuje zmiany w organizmach testowych

Rodzaje testów ekotoksykologicznych

TOKSYCZNOŚĆ OSTRA

• Zdolność substancji do wywołania efektu toksycznego u zwierząt, w tym również śmierci, po jej podaniu do organizmu w dawce jednorazowej lub po jednokrotnym narażeniu na tę substancję obecną w wodzie lub powietrzu

• czas ekspozycji na tyle krótki, aby nie odżywiane organizmy nie wykazywały objawów chorobowych

• wskaźniki toksycznośći:

  • LD50,

  • LC50

SUBCHRONICZNE (toksyczność podostra)

• zdolność substancji chemicznych do wywołania zmian w organizmach zwierząt laboratoryjnych w warunkach narażenia podostrego codziennie w sposób przerywany (np. co 8 h) lub ciągły (24 h) przez okres 14 i 28 dni. Zmiany te obserwuje się podczas i bezpośrednio po narażeniu

• dłuższe niż ostre, ale nie przekraczające 1/3 okresu przedreprodukcyjnego

• wskaźniki:

  • NOEL – najniższa dawka z badanych przy której nie obserwuje się działania

  • NOAEL – najniższa dawka z badanych przy której nie obserwuje się działania szkodliwego

CHRONICZNE (toksyczność przedprzewlekła)

• Jest zdolnością substancji chemicznej do wywoływania efektu toksycznego u zwierząt laboratoryjnych otrzymujących badaną substancję różnymi drogami w sposób ciągły codziennie przez 5 dni w tygodniu, przez 90 dni co stanowi 10% długości życia gryzoni. Skutki działania obserwuje się w trakcie narażenia i po jego zakończeniu.

• badają szkodliwe zmiany w organizmach testowych wywołane oddziaływaniem związku chemicznego w dłuższym okresie czasu – na ogół od 1/10 cyklu życiowego do uzyskania pierwszego pokolenia potomstwa. W testach stosowane są niższe niż śmiertelne stężenia substancji (subletalne). Obserwacje polegają na ocenie zmian ak

• dłuższe niż subchroniczne (często wymaga się, aby test chroniczny obejmował przynajmniej cały okres przedprodukcyjny i część okresu reprodukcyjnego; lepiej – dłużej niż całe życie osobnika)

• wskaźniki:

  • LOEL – najniższy obserwowany poziom działania (odwracalny)

  • LOAEL – najniższy obserwowany poziom działania szkodliwego (nieodwracalny)

NOAEL i LOAEL [mg/kgMC] służą do wyznaczenia ADI i RfD, a następnie NDS w środowisku pracy.

ADI – dopuszczalne/akceptowalne dzienne pobranie; ilość substancji jaka może być dziennie pobrana przez człowieka z żywnością lub wodą do picia przez całe życie bez zagrożenia dla jego zdrowia ADI=NOEL/SF [mg/kgMC]

RfD – dawka referencyjna; szacunkowa wielkość dziennego narażenia populacji łącznie z grupami wrażliwymi, które nie powinno spowodować dostrzeganego wzrostu częstotliwości szkodliwych efektów przez całe życie [mg/kgMC]

HQ – iloraz zagrożenia HQ=ADI/RfD

NDS – najwyższe dopuszczalne stężenie substancji w różnych mediach [mg/m3]

NOAEL lub LOAELADI,  RfDNDS

Biodegradacja i bioakumulacja

Biologiczny rozkład substancji organicznej może się odbywać na drodze biodegradacji lub bioakumulacji (są to podstawowe mechanizmy rozkładu substancji w środowisku wodnym)

BIODEGRADACJA

• rozkład substancji organicznej w wyniku działalności mikroorganizmów.

• Cała struktura cząsteczki może być rozbita aż do podstawowych związków.

• Ogólny rozkład materii organicznej na drodze biodegradacji prowadzi do mineralizacji.

• Warunki tlenowe – rozkład do CO2, H2O, soli mineralnych i biomasy (całkowite utlenienie zachodzi rzadko i zwykle powstają pośrednie metabolity, H2O i CO2)

• Warunki beztlenowe – rozkład od CH4, CO2, H2O, metabolitów i biomasy

• Biodegradacja zależy od:

  • Stężenia danej substancji i jej toksyczności względem mikroorganizmów

  • Obecności źródeł węgla i energii innych niż badana substancja

  • Budowy związku i jego właściwości fizyko-chemicznych

  • Warunków tlenowych

  • Warunków w jakich proces przebiega (temperatura, pH i naświetlenie)

  • Rodzaju i ilości zaszczepienia oraz adaptacji enzymatycznej mikroorganizmów

  • Składu podłoża mineralnego

• Cele badań biodegradacji:

  • Przygotowanie kart bezpieczeństwa substancji

  • Ocena ryzyka substancji dla środowiska

  • Rejestracja substancji

  • Ulepszenie procesu produkcji

  • Prognozowanie przebiegu eliminacji związków organicznych w wodach i gruntach

  • Prognozowanie przebiegu eliminacji związków organicznych w oczyszczalniach biologicznych i procesach uzdatniania wody

• Oporność na biodegradację biochemiczną mają związki, które:

  • Mają 2 podwójne wiązania

  • Mają budowę cykliczną

  • Czwartorzędowy azot

  • Mają boczne odgałęzienia łańcucha

  • Ponad 2 pierścienie aromatyczne

  • Heteroatomy wbudowane w pierścień aromatyczny

• Wskaźniki biodegradacji:

  • TZT – teoretyczne zapotrzebowanie tlenu; ilość tlenu potrzebna do całkowitego utlenienia substancji (obliczana na podstawie budowy cząsteczki związku)

  • BZT5 – biochemiczne zapotrzebowanie tlenu; ilość tlenu zużyta przez mikroorganizmy podczas metabolizmu substancji badanej

  • ChZT – chemiczne zapotrzebowanie tlenu; ilość tlenu potrzebna do utlenienia substancji zredukowanych.

TZT>ChZT>BZT

• Monitorowanie biodegradacji:

  • Uwolnienie CO2

  • Zużycie BZT5

  • Usuwanie RWO (rozpuszczonego węgla ogólnego)

  • Specyficzne oznaczenia substancji (HPLC, GC)

• Kryteria biodegradacji

  • -70% RWO

  • -60% BZT

  • +60% CO2

BZT5/ChZT	Spadek ChZT %	Podatność związku na biodegradację
>0,5	>90	Łatworozkładalny
0,4-0,5	50-90	Rozkładalny
0,2-0,4	10-50	Powoli rozkładalny
<0,2	<10	Oporny

Jeśli substancja rozłoży się w >20% uważana jest za biodegradowalną

BIOAKUMULACJA – proces migracji zanieczyszczeń ze środowisk do zamieszkujących je organizmów

• Bioakumulacja:

  • Biokoncentracja – wzrost koncentracji substancji w organizmie na skutek bezpośredniego wchłaniania substancji chemicznych z wody

  • Biomagnifikacjia – wzrost stężenia substancji w organizmie następuje wskutek wzrostu stężenia tych substancji w kolejnych poziomach troficznych

• Bioakumlacja zależy od:

  • Czasu ekspozycji danego związku

  • Zdolności do biodegradacji związku (akumulacji ulegają związki niebiodegradowalne)

  • Zawartość tkanki lipidowej w organizmie (współczynnik oktanol-woda Kow=oktanol/woda)

Wymień etapy badań biodegradacji substancji chemicznych

Kolejność badań biodegradowalności (OECD) w środowisku wodnym:

1. Test toksyczności – znalezienie stężenia nietoksycznego (podatnego na biodegradację)

2. Test dobrej biodegradowalności

   1. Tak – dobra biodegradowalność, nie prowadzić dalej badań

   2. Nie – nie świadczy o braku biodegradowalności, przejść do 3)

3. Test potencjalnej biodegradowalności

   1. Nie – brak biodegradowalności; koniec badań

   2. Tak – potencjalna biodegradowalność; oszacować zagrożenia środowiskowe-> przejść do 4)

4. Testy symulacyjne

• Testy dają wiarygodne dane na temat losu substancji w środowisku

• Testy odpowiadają konkretnym warunkom środowiskowym.

• Jeśli substancja rozłoży się w >20% to jest biodegradowalna

Testy symulujące

Ostatni etap testu biodegradowalności (dokładniej oznaczenie potencjalnej biodegradowalności), mający na celu oszacowanie zagrożenia środowiskowego spowodowanego daną substancją. Testy symulacyjne dają wiarygodne dane na temat losu substancji w środowisku i odpowiadają konkretnym warunkom środowiskowym.

Przykłady testów symulujących:

• Proces oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego

• Wodę rzeczną lub morską

• Beztlenowe procesy

• Biodegradację w glebie

Typy badań biodegradowalności

Wyniki uszeregowane od najbardziej zbliżonych do rzeczywistych:

1. Badania polowe

2. Badania na próbkach środowiskowych

3. Badania przesiewowe dobrej biodegradowalności

4. Badania właściwe dobrej biodegradacji

W jakim celu prowadzone są badania biodegradowalności.

• Przygotowanie kart bezpieczeństwa substancji

• Ocena ryzyka substancji dla środowiska

• Rejestracja substancji

• Ulepszenie procesu produkcji

• Prognozowanie przebiegu eliminacji związków organicznych w wodach i gruntach

• Prognozowanie przebiegu eliminacji związków organicznych w oczyszczalniach ścieków i procesach uzdatniania wód

Wyjaśnij różnice między bioakumulacją a biomagnifikacją

Bioakumulacja jest procesem migracji zanieczyszczeń ze środowiska do organizmów je zamieszkujących, zaś biomagnifikcja jest procesem wzrostu stężenia tych zanieczyszczeń na kolejnych poziomach piramidy troficznej (migracja w łańcuchu troficznym + zwiększanie stężenia)

Wymień cechy jakie posiadają związki mające tendencje do bioakumulacji

1. Mają 2 podwójne wiązania

2. Mają budowę cykliczną

3. Czwartorzędowy azot

4. Mają ponad 2 pierścienie aromatyczne

5. Mają boczne odgałęzienia łańcucha

6. Heteroatomy wbudowane w pierścień aromatyczny

7. Współczynnik podziału oktanol/woda >6

Biotransformacja.

Przemiany biochemiczne, którym ulegają substancje toksyczne w organizmie:

• Zmniejszenie lub całkowite zahamowanie aktywności biologicznej substancji toksycznej

• Nasilenie działania

• Uaktywnienie prekursora (np. promutagenu/prokancerogenu)

Fazy:

Reakcje I fazy: utlenianie, redukcja, hydroliza

Reakcje II fazy: sprzęganie (biosynteza)

Obniżanie toksyczności w ustroju organizmu:

1. Wzrost polarności

2. Wzrost jonizacji

3. Wzrost rozpuszczania

4. Ułatwienie wydalania

5. Obniżona toksyczność

Algorytm procedury oceny ryzyka dla środowiska.

Ocena ryzyka – proces zmierzający do określenia prawdopodobieństwa wystąpienia negatywnych skutków narażenia na daną substancję szkodliwą, na podstawie danych o jej występowaniu i stosowaniu.

Ocenę ryzyka stanowi sekwencja ekspertyz:

• identyfikacja zagrożeń,

• ocena zależności stężenie-skutek,

• ocena narażenia,

• charakterystyka ryzyka.

Gdy substancja nie jest sklasyfikowana jako niebezpieczna bierze się pod uwagę:

• informacje, że substancja łatwo ulega bioakumulacji

• kształt wykresu funkcji toksyczności w zależności od czasu działania substancji wyznaczonej w badaniach,

• występowanie innych niekorzystnych skutków w trakcie badań toksyczności, np. mutagenności,

• dane o substancji o analogicznej budowie strukturalnej

PEC – przewidywana wartość stężenia substancji w środowisku

PNEC – przewidywana wartość stężenia substancji w środowisku nie wywołująca szkodliwych skutków w odniesieniu do głównych przedstawicieli łańcucha pokarmowego

ALGORYTM PROCEDURY OCENY RYZYKA DLA ŚRODOWISKA

Oceny ryzyka dokonuje się dla:

• ekosystemów wodnych

• ekosystemów lądowych

• atmosfery

• mikroorganizmów w oczyszczalni ścieków

Procedura identyfikacji PEC i PNEC

PNEC – przewidywana wartość stężenia substancji w środowisku nie wywołująca szkodliwych skutków w odniesieniu do głównych przedstawicieli łańcucha pokarmowego

PEC – przewidywana wartość stężenia substancji w środowisku

PEC_lok – stężenie substancji pochodzące z punktowych źródeł. Obliczane dla dobowych emisji bez względu na zrzuty (ciągłe/okresowe). Wyniki reprezentują stężenie oczekiwane w pewnej odległości od źródła w dniu zrzutu. W skali lokalnej zakłada się, że ścieki przechodzą przez oczyszczalnie ścieków przed wprowadzeniem do środowiska, a w standardowym środowisku: 70% ścieków po oczyszczalni biologicznej, 30% bezpośrednio do wód powierzchniowych.

$$C_{sc} = \frac{K}{Y \bullet M}\ \left\lbrack \frac{\text{mg}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$

Gdzie:

Cść – stężenie w ściekach dopływających na oczyszczalnię

K – konsumpcja w ciągu roku na danym terenie [mg/d]

Y – liczba mieszkańców na terenie korzystającym z usług w zakresie odprowadzania ścieków

M – dobowa ilość ścieków na 1 mieszkańca [dm3/M*d]

PEC dla farmaceutyków

$$PEC = \frac{DOSE \bullet F}{V \bullet D \bullet 1000}$$

Gdzie:

DOSE – maksymalne dzienne pobranie leku

F – procent populacji leczony lekiem

V – objętość ścieków w przeliczeniu na mieszkańca na dobę

D – współczynnik rozcieńczenia przez wody powierzchniowe

Jeśli:

PEC<0,01 µg/dm³ – lek nie stwarza ryzyka

PEC>0,01 µg/dm³ – lek stwarza ryzyko i należy przejść do kolejnej fazy szacowania ryzyka

Ryzyko jednostkowe.

UR – dodatkowe ryzyko jednostkowe – określa prawdopodobieństwo, o które wzrasta ryzyko zgonu z powodu choroby nowotworowej wraz ze wzrostem stężenia o jednostkę (np. o 1μg/dm3 w wodzie do picia)

$$UR = \frac{P(R - 1)}{x}$$

Gdzie:

P – współczynnik umieralności populacji genetycznej

R – ryzyko wstępne (obserwowana i oczekiwana liczba zgonów na raka)

X – standaryzowana ekspozycja przez całe życie danej populacji (ok. 70 lat)

Akceptowalne ryzyko dla ekspozycji na substancje chemiczne to wartości:

• 10^-5-10^-6 w populacji generalnej

• 10^-3-10^-4 w ekspozycji zawodowej

Kalkulacja dawki pobranej przez człowieka w danym szlaku narażenia.

$$I = C \bullet FI \bullet \frac{CK \bullet K}{MC \bullet T}\ \left\lbrack \frac{\text{mg}}{kgMC \bullet d} \right\rbrack$$

Gdzie:

C – średnie stężenie substancji chemicznej w danym nośniku (woda, pokarm, powietrze, etc)

FI – liczba niemianowana z przedziału 0-1 określająca jaka część faktycznego pobrania pochodzi ze skażonego źródła

CK – częstotliwość narażenia, w minutach(godzina)/dobę; dnia/rok

K – ilość nośnika danej substancji, na którą człowiek jest narażony w określonym czasie (np. dzienne spożycie wody – 2 dm3/d)

MC – masa ciała w kg, np. 70 kg jako średnia masa ciała dorosłego człowieka

T – czas uśredniania w zależności od rodzaju efektu zdrowotnego

$$\mathbf{\text{dawka\ pobrana}} = \mathbf{st.\ w\ nosniku} \bullet \mathbf{\% pobrania \bullet}\frac{\mathbf{czestotliwosc\ narazenia \bullet il.pobr.nosnika}}{\mathbf{MasaCiala \bullet czas\ usredniania}}\mathbf{\ }\left\lbrack \frac{\mathbf{\text{mg}}}{\mathbf{kgMC \bullet d}} \right\rbrack$$

Przeliczenie LC50 na jednostki toksyczności

Wynik testu toksyczności otrzymywany jest jako LC50 (stężenie), który następnie przetwarzany jest na jednostkę toksyczności ostrej TU_a:

$$\text{TU}_{a} = \frac{100}{\text{LC}_{50}}$$

Np. jeśli 2% rozcieńczenie ścieków powoduje śmierć 50% badanych organizmów, to ścieki zawierają TUa=50 [jednostek toksyczności]

Klasyfikacja ścieków:

TUa	Toksyczność
TU<0,4	Nietoksyczne
0,4≤TU<1	Słabo toksyczne
1≤TU<10	Toksyczne
10≤TU<100	Silnie toksyczne
100<TU	Ekstremalnie toksyczne

Sinice i toksyny które wydzielają, jak się usuwa te toksyny

Toksyny wydzielane przez sinice:

• Neurotoksyny – ośrodek nerwowy

• Hepatotoksyny – wątroba

• Cytotoksyny – struktura komórek

• Dermatotoksyny – skóra

Metody identyfikacji toksyn:

• Wysokosprawna chromatografia gazowa HPLC

• Testy biochemiczne

• Test ELISA

• Test inhibicji białkowej fosfatazy

Eliminacja toksyn sinicowych z wody pitnej:

• Chlorowanie dezynfekcyjne

• Ozonowanie

• Adsorpcja na węglu aktywnym

• Fotokataliza dwutlenkiem tytanu TiO2

Jakie należy posiadać dane, aby ocenić ryzyko środowiskowe stwarzane przez substancje chemiczne

Ocena ryzyka opiera się na szeregu ekspertyz:

1. Identyfikacja zagrożenia

2. Ocena zależności stężenie skutek

3. Ocena narażenia

4. Charakterystyka ryzyka

Gdy substancja nie jest sklasyfikowana jako niebezpieczna pod uwagę bierze się:

• Informację, że substancja łatwo ulega bioakumulacji

• Wykres kształtu funkcji toksyczności od czasu narażenia na działanie substancji wyznaczonej w czasie badań

• Występowanie innych niekorzystnych skutków w czasie badań, np. mutagenność

• Dane na temat innej substancji o analogicznej budowie strukturalnej

Ocenę ryzyka przeprowadza się dla:

• Ekosystemów wodnych i lądowych

• Atmosfery

• Mikroorganizmów w oczyszczalniach ścieków

• Drapieżników wyższych rzędów