1. Działy toksykologii. 1)Toksykologia teoretyczna: ogólna, szczegółowa, doświadczalna 2)Toksykologia praktyczna-stosowana: kliniczna z epidemiologią zatruć, sądowo-lekarska, doświadczalna, analityka toksykologiczna, ustawodawstwo toksykologiczne. 2. Podaj działy toksykologii teoretycznej oraz omów czym one się zajmują. 1)toksykologia ogólna: definiuje podstawowe pojęcia i terminy toksykologii: trucizna, zatrucie, toksyczność. opisuje interakcje pomiędzy toksynami a organizmem. określa zakres działania toksycznego. zajmuje się kinetyką substancji toksycznych w organizmie, jak wygląda ich biotransformacja i wydalanie. opisuje działanie genetyczne, neurotoksyczne, immunotoksyczne. Chromotoksykologia. 2)toksykologia szczegółowa: systematycznie bada i opisuje działanie trucizn. dzieli na grupy ze względu na wynikające podobieństwa budowy chemicznej, działania i zastosowań : a)t. leków- Dotyczy zatruć ostrych, powodujące niepożądane objawy w ciągu 24godz.Uzależnienia lekowe. Doping farmakologiczny (sterydy). Określenie, czy dany lek wpływa w jakiś sposób dodatkowo( psychotropowo)
b)t. metali- Mogą się dostawać drogą pokarmową; przez ukł. oddechowy, gdy średnica cząstki<1 mikrometra- pylica; z pożywieniem: Cd, Pb, Hg, Bi- katalizatory. Toksycznie wpływają na metabolizm
c)t. rozpuszczalników- Związki, które łatwo parują, dostają się do org. przez skórę; ukł. oddechowy przy średn. < 1 mikrometra; powodują bardzo niebezpieczne zatrucia przez płuca (toksykologia farb, lakierów) d)t. środków ochrony roślin w rolnictwie- Pestycydy -zw. stosowane przy ochronie sadów, warzyw; są bardzo toksyczne. działają na ukł. nerwowy. Pestycydy powinny być selektywne (o wąskim zakresie, działające w określ. stadium, np. larwalnym)
e)t. tworzyw sztucznych i środków stosowanych w gospodarstwach domowych- Opakowania do żywności, detergenty, kosmetyki f)t. zw. Promieniotwórczych- Odpady promieniotwórcze powstałe podczas pracy reaktorów, uszkadzają DNA, powodują jonizację sarkoplazmy; rogowacenie komórek. Opalanie się- uszkodzenie DNA 3.toksykologia doświadczalna -zajmuje się trucizną, bada w jaki sposób działa na organizm; opracowuje modele badawcze in vivo i in vitro umożliwiające śledzenie losów trucizn w organizmie; a)toksykologia środowiska- obejmuje oddziaływanie zw. toks. z całą biosferą( woda, gleba); monitorowaniem. b)toksykologia przemysłowa- dotyczy toksyczności przewlekłej, zajmuje się swoistym działaniem trucizn, dotyczy całych zakładów pracy jak i danych stanowisk pracy. c)toksykologia żywności - najważniejsza; wnikanie wraz z pokarmem. 3. Podaj działy toksykologii stosowanej (praktycznej) oraz omów czym one się zajmują. Jej zadaniem jest rozpoznawanie, zwalczanie i zapobieganie zatruciom. Dziedziny: a. Toksykologia kliniczna z epidemiologią zatruć- Ma zastosowanie w medycynie, obejmuje zatrucia ostre(dawka powodująca bardzo silne zatrucia w ciągu 24 i śmierć) oraz zatrucia przewlekłe.Stosuje się hemodializę, leczenie monitorowane. b. toksykologia sądowo-lekarska- Starsza z dziedzin toksykologii, określona z góry sądami i przepisami. Dotyczy zatruć śmiertelnych. c. toksykologia doświadczalna- Służy do określenia pewnych modeli doświadczalnych; kierunek użytkowy toksykologii.Działanie rakotwórcze, teratogenne, odpornościowe. d. analityka toksykologiczna- Jedna z dziedzin chemii analitycznej; zajmuje się poszukiwaniem danych trucizn: 1.zabezpieczenie analityczne próbek doświadczalnych (jałowe pojemniki); 2.diagnostyka chemiczno-toksykologiczna zatruć przyżyciowych (pomaga w toksykologii sądowo-lekarskiej); 3.monitoring (ciągła kontrola w przemyśle, środowisku; dotyczy narkomanii, uzależnień lekowych, anabolików)
e. ustawodawstwo toksykologiczne- bezpośrednio oddziałuje na toksykologię ogólnospołeczną; dotyczy bezpośredniego oddziaływania: 1.monitoring (bieżąca kontrola); 2.profilaktyka (perspektywy działania zapobiegawczego).
4. Definicja i działy ekotoksykologii
Termin ekotoksykologia - złożenie słów „ekologia i toksykologia (Truhaut 1969). E. zajmuje się ochroną systemów ekologicznych przed szkodliwym działaniem syntetycznych substancji chemicznych (Calow 1993). Nauka integrująca ekologiczne i toksykologiczne efekty chemicznych zanieczyszczeń z losami tych zanieczyszczeń w środowisku (przemieszczanie się, przemiany, rozkład) (Forbes i Forbes 1994). E. zajmuje się badaniem szkodliwego działania substancji chemicznych na ekosystemy, co pozwala objąć zmiany w organizmach z konsekwencjami na poziomie populacji i wyższym (Walker i in. 1996). E. jest nauką o oddziaływaniu substancji toksycznych na organizmy żywe i konsekwencjach tych oddziaływań na poziomie organizacji wyższych niż pojedynczy organizm (Laskowski i Migula). E. jest dziedziną wiedzy badającą występujące w środowisku substancje chemiczne w aspekcie ich oddziaływania na organizmy żywe w sposób długotrwały systematyczny oraz w niskich w dawkach (Rejmer 1997). Ekotoksykologia: 1. Ekosystemowa: transfer zanieczyszczen w sieciach troficznych; udzial zanieczyszczen w obiegach biogeochemicznych. 2.populacyjna: wplyw zanieczyszczen na dostosowanie; eweolucja odporności. 5. Definicja trucizn, toksyczności, zatruć. Co jest trucizną?`'wszystko jest trucizna i nic nie jest trucizna, tylko dawka decyduje o tym czy jest trucizną''. Trucizna- subst., która po wprowadzeniu do org. Może powodować uszkodzenia, zaburzenia czynności fizjologicznych i śmierć. Toksyczność - zdolność subst. do wywołania zaburzeń fizjologicznych czynności org. i powodowania śmierci . Subst. która wywołuje te zaburzenia to subst. trująca subst. o silnych wł. toksycznych to trucizna. Zespół objawów chorobowych wywołanych działaniem subst. trujących to zatrucie. Co oznacza toksyczność? Zahamowanie lub zmiana przebiegu naturalnych procesów biochemicznych zachodzących w org.- zachwianie homeostazy obniżenie `'sprawności'' organizmu np. obniżenie płodności, skrócenie czasu trwania życia, wzrost wrażliwości na patogeny, spadek sprawności w zdobywaniu energii lub unikaniu drapieżników itp. Zatrucie- zespół objawów chorobowych wywołanych działaniem trucizny na organizm. 6. Zanieczyszczenia żywności - podział i przykłady. Zanieczyszczenia biologiczne a) bakterie, wirusy i pleśnie - obecność w żywności drobnoustrojów może spowodować jej zepsucie się lub wytworzenie i utrzymanie się w niej toksyn bakteryjnych, enzymów lub produktów ich metabolizmu, b) substancje wtórne - powstają w procesach metabolicznych i przechodzą do środków spożywczych; mogą być spowodowane złą jakością surowca wyjściowego, błędami technologicznymi, nieodpowiednio dobranymi parametrami obróbki termicznej podczas utrwalenia, czasem i warunkami przechowywania żywności (temperaturą, wilgotnością, opakowaniem itp.), c) szkodniki magazynów zbożowych, d) pasożyty. Zanieczyszczenia chemiczne - substancje, które nie są celowo dodawane do żywności, ale są w niej obecne na skutek procesu produkcji, nieprawidłowości występujących w obrocie albo jako następstwo zanieczyszczenia środowiska: a) substancje dodane rozmyślnie, takie jak środki ochrony roślin i nawozy stosowane w pozyskiwaniu surowca roślinnego, hormony stosowane w paszach w celu pobudzenia wzrostu masy zwierząt itp., b) substancje, które dostały się do żywności wskutek popełnianych błędów technologicznych lub technicznych np. poprzez stosowanie urządzeń lub opakowań wykonanych z nieodpowiednich materiałów, wchodzących w reakcje chemiczne ze składnikami żywności, niewłaściwe stosowanie środków czystości (detergentów), nieodpowiednio dostosowany proces technologiczny itp., c) substancje antyodżywcze pochodzenia naturalnego np. amygdalina w gorzkich migdałach, hemaglutyniny, inhibitory trypsyny w nasionach roślin strączkowych, solanina w młodych ziemniakach itp., d) substancje, które dostały się do produktów wskutek zanieczyszczenia środowiska np. metale ciężkie (w wyrobach spożywczych najczęściej występować mogą: Pb, Hg, Cd, Zn, Sn, Cu, Cr, Ni, Fe) , azotany, azotyny itp.; Zanieczyszczenia fizyczne - różnego rodzaju ciała obce, które znalazły się w gotowym wyrobie w sposób przypadkowy np. w czasie procesu technologicznego, pakowania, transportu: cząstki metali pochodzących z maszyn i urządzeń, pestki w przetworach owocowych, kości w wyrobach wędliniarskich, piasek i drobne kamyczki, włókna, fragmenty owadów, sierści, słomę w mleku, radionuklidy (najczęściej przenikają: 90Sr, 89Sr, 137Cs, 131I i 140Ba); 7. Omów czynniki decydujące o toksyczności trucizn. O toksyczności decyduje: sposób oddziaływania: miejscowe, ogólne. 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. Czynniki ustrojowe: wrażliwość gat., rasowa, osobnicza, stan fizjologiczny organizmu, towarzyszące choroby, płeć, wiek. Tachyfilacja- przystosowanie się organizmu do trucizny (nabywanie odporności). Wiek- dzieci, osoby starsze są najbardziej narażone, osoby chore, sportowcy. Toksyczność selektywna: Stosunek powierzchni i masy ciała organizmu (insektycydy); Szybkość wchłaniania przez skórę (wchłanianie DDT); Przemiany metaboliczne (stosowanie sulfonamidów); Aktywność enzymatyczna(także same metabolizmy ale różne enzymy np. reduktazy kwasu dihydrofoliowego); Układy metabolizujące ksenobiotyki (insektycydy)8. 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); mechanizm ich działania polega na:- wiązania hemoglobiny (tlenek węgla)- kompleks tlenku węgla z hemoglobiną jest 250 razy trwalszy niż z tlenem - pozbawieniu hemoglobiny zdolności do odwracalnego wiązania tlenu - blokowaniu enzymów sterujących procesem oddychania (cyjanowodór i jego sole oraz nitryle) - 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). Skutki zatrucia nie są początkowo zauważalne- objawiają się one dopiero po dłuższym czasie - Trucizny o działaniu alergizującym (alergeny)- alergia jest swoistą nabyta reakcją organizmu na subst. typu białek, glikoprotein lub wielocukrów, które zostały wprowadzone do organizmu.Alergia jest przyczyna wielu chorób tj. astma, katar sienny, egzymy, pokrzywka. Mechanizm chorób alergicznych polega na zaburzeniu przemian biochemicznych w komórkach. 9. Podział związków chemicznych na podstawie LD50. LD50-dawka śmiertelna w mg /kg masy ciała powodująca śmierć w 50% danej populacji. Jest to dawka względna, pozwala na porównanie działania tej samej substancji na różnych osobnikach.
Stopień toksyczności |
nazwa |
LD50 [g/kg m.c.] Droga doustna (szczury) |
1 |
nadzwyczaj toksyczne |
<0,001 |
2 |
Bardzo toksyczne |
0,05 |
3 |
Średnio toksyczne |
0,5 |
4 |
Słabo toksyczne |
5,0 |
5 |
Praktycznie nietoksyczne |
15,0 |
6 |
Stosunkowo nieszkodliwe |
>15,0 |
10. Wyjaśnij skróty: LD5o,LC5Oj, ADI, NOEL.
LD50- dawka śmiertelna wyrażająca się liczbą mg subst toksycznej na kg masy ciała, która po jednorazowym podaniu powoduje śmierć 50% badanej populacji zwierząt laboratoryjnych.
LC50- stężenie śmiertelne, stęż subst toksycznej przy którym 50 badanej populacji umiera po 14 (lub innym określonym czasie) od ekspozycji. ADI- Dopuszczalna Dzienna Dawka, określa liczbę miligramów subst toksycznej wprowadzonej w ciągu dnia do organizmu bez ryzyka zachorowania. NOEL- Najwyższa możliwa dawka subst. która przy przedłużonym, okresie przyjmowania(do 6mc) nie wywołuje żadnych widocznych lub dających się zmierzyć skutków. 11. Omów rodzaje dawek substancji toksycznych rozróżnianych przez toksykologię. Dawka graniczna lub progowa (DM) (dosis minima) Ilość subst. która wywołuje pierwsze spostrzegalne reakcje biologiczne tkanek. Próg działania- najmniejsza dawka danej subst. która powoduje zaburzenia homeostazy. Dawka lecznicza (DC) (dosis therapeutica sen curativa) Dawka, która wywołuje działania farmakodynamiczne nie wywołując zakłóceń procesów fizjologicznych- odnosi się to do leków i subst. niezbędnych dla organizmu. Dawka toksyczna lub trująca (DT) (dosis toxica) Ilość subst. która wywołuje odwracalne zaburzenia patofizjologiczne oraz dające się stwierdzić objawy zatrucia. Dawka śmiertelna (DL) (dosis letalis) Ilość subst. która powoduje nieodwracalne uszkodzenie lub porażenie ośrodków ważnych dla życia i związaną z tym śmierć organizmu. 12. Rodzaje zatruć. Zatrucia ostre- charakteryzują się szybkim rozwojem objawów chorobowych po przyjęciu dużej, jednorazowej dawki trucizny. Jednorazowe wprowadzenie dawki trucizny, która wywołuje ostre objawy do 24 godz. Od momentu jej wprowadzenia. Może prowadzić do śmierci. Zatrucia podostre- są, wtedy gdy kliniczne objawy zatrucia są wprawdzie wyraźne, ale nie tak gwałtowne jak w zatruciu ostrym i występują po jednorazowo lub kilkakrotnie przyjętej dawce trucizny. Zatrucia 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(zatrucia zawodowe związane z długo trwającym narażeniem na subst. 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). Zatrucia przypadkowe- omyłkowe przyjęcie trucizny, powikłania lecznicze, zatrucia w wyniku skażenia środowiska naturalnego lub środowiska pracy. 13. Współczesne przyczyny zatruć. a) Pomyłka-często przechowuje się lekkomyślnie substancje trujące w nietypowych i niedostatecznie oznakowanych naczyniach. b) Nieświadomość -z ciekawości jedzą nieznane im rzeczy lub piją napoje o nieznanym składzie. c) Lekkomyślność -tak należy ocenić kierowcę, który uruchamia silnik samochodu w zamkniętym garażu, nie zdając sobie sprawy ze szkodliwości spalin. d) Trucizny przemysłowe powodują zatrucia zawodowe: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne czy polichlorobenzen) e)Trucizny środowiskowe- związki toksyczne występujące w powietrzu wodzie, glebie połączone ze soba f)Zatrucia lekami; najczęściej spotykamy zatrucia środkami nasennymi i uspokajającymi. Nierzadko są przyjmowane w celach samobójczych. g) Zatrucie alkoholowe; ogólne skutki nadużycia alkoholu są powszechnie znane. Obniżona zostaje zdolność skupienia się i zborność ruchowa. h) Zatrucia pokarmami; do tego typu zatruć dochodzi w wyniku spożycia wadliwie przyrządzonych lub źle przechowywanych pokarmów. Objawia się to ogólnym osłabieniem, wymiotami, zawrotami głowy, biegunką, bólami brzucha, dreszczami, niepokojem sercowym a nawet utratą przytomności. 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; dochodzi zazwyczaj w wyniku spożycia źle przechowywanych lub przyrządzanych wędlin i konserw mięsnych. k) Zatrucia grzybami; objawy następują zazwyczaj późno(6-48 godzin od spożycia), są to nudności, wymioty, bóle brzucha, biegunka, majaczenie i niepokój. Po upływie ok. 24 godzin pojawia się żółtawa skaza krwotoczna, niewydolność nerek i wątroby. Chory zapada w śpiączkę, która może doprowadzić do śmierci l) Zatrucia jadami roślin; na szczęście w naszym kraju nie ma tak wielu roślin, których jady mogłyby być śmiertelne dla człowieka. Jednak mogą one przyczynić się do bólów głowy i brzucha, omamów wzrokowo-słuchowych, silnego podniecenia, zaburzenia oddychania, a nawet do utraty przytomności. ł) Zatrucia środkami gospodarstwa domowego; przyczyną takich zatruć są przeważnie detergenty, środki czyszczące, ubrania farba rozpuszczalniki kleje. m)CO związek powstały w wyniku całkowitego spalenia C, jest cichym zabójcą
14. Omów drogi wchłaniania ksenobiotyków.
(rysunek w zeszycie!!!)- Wchłanianie- dominuje transport dyfuzyjny, może występować transport aktywny (zależy od stanu skupienia subst. wchłaniania: gazy przez płuca, płyny ukł. pokarmowego). Wchłanianie ksenobiotyków przez błony: 1.Transport dyfuzyjny, 2.Transport aktywny
Ksenobiotyki to substancje obce, które nie mają dla organizmu wartości odżywczej, nie są dla niego konieczne i których on sam nie syntetyzuje. Ksenobiotyk (gr. Ksenos - obcy i bioticos) substancja chemiczna nie bedace naturalnym składnikiem zywego organizmu, który jest na nią narażony, substancje obce dla organizmu docelowego, okresla się nia wiekszosc trucizn i lekow. Ksenobiotyki do organizmu przedostaja się wraz ze skażonym pokarmem, z wchłanianym powietrzem, wodą pitną, w postaci leków i uzywek. Niezależnie od drogi podania substancje chemiczne ulegają w organizmie różnorodnym procesom. Całośc procesów okreslajacych los substancji obcych w organizmie nazywamy metabolizmem ksenobiotykow. Do glownych procesow metabolizmu w organizmie zalicza się: *wchlanianie (absorpcja); *rozmieszczenie (dystrybucja); *przemiany biochemiczne (biotransformacja); *wydalanie. Istotna role w transporcie substancji obcych w organizmie odgrywa uklad krwionosny, za pomoca którego trucizny sa przenoszone z miejsca wchlaniania, rozprowadzane do poszczegolnych tkanek i narzadow, a w koncu usuniete z organizmu w procesie wydalania. Stezenie substancji obcych w poszczegolnych tkankach w duzym stopniu zalezy od przeplywu krwi. Organami najbardziej narazonymi u czlowieka na przypadkowe lub celowe dzialanie toksyczne roznych substancji obecnych w otoczeniu sa: uklad oddechowy, przewod pokarmowy i skora. Od warunkow ekspozycji oraz od właściwości fizykochemicznych wprowadzonej czasteczki zalezy które z tych miejsc stanie się droga wnikania ksenobiotyku. W przypadku przewodu pokarmowego, dla uzyskania ogolnego efektu toksycznego, wprowadzony ksenobiotyk musi ulec sorpcji do krwi. Żołądek stanowi pierwsze miejsce w przewodzie pokarmowym, z którego nastepuje intensywne wnikanie ksenobiotykow do krwi i plynow limfatycznych. W watrobie wiekszosc ksenobiotykow ulega przemianom enzymatycznym do zwiazkow mniej toksycznych. Zmetabolizowane w watrobie ksenobiotyki, jeśli sa dobrze rozpuszczalne w wodzie przedostaja się do ukladu krwionośnego i sa rozprowadzane po calym organizmie. Natomiast czesc jest wydalana. Droga doustna dostaja się do organizmu wszystkie zanieczyszczenia srodowiska, które dostarczamy wraz z pozywieniem. Sa to przede wszystkim substancje zawarte w wodzie pitnej, rozniez ogolnie toksyczne (niekiedy kancerogenne) dodatki i konserwanty zywnosci. Z pozywieniem dostarczamy tez substancje, których obecnosc wynika z bestroskiego uzywania nawozow sztucznych i pestycydow. Zatrucie przez drogi oddechowe jest szczególnie grozne z uwagi na szybkie przenikanie trucizny do krwioobiegu z pominieciem watroby. Ta droga przedostaja się do organizmu substancje w postaci gazow, pary, aerozoli i pyłów. Jest to jeden z najczestszych sposobów przedostawania się do naszego organizmu zwiazkow toksycznych- m.in. dlatego, ze skora jest narzadem bezposrednio i permanentnie narazonym na zanieczyszczenia srodowiska. Pomimo, ze pokryta jest stosunkowo gruba, zrogowaciala warstwa ochronna, to jednak wiele substancji pokonuje tę bariere albo droga dyfuzji, albo poprzez kanaly wlosowe lub gruczoly łojowe i potowe. Sorpcja przez skore jest procesem wolnym, w zwiazku z czym jednym z czynnikow decydujacych o koncowym efekcie dzialania substancji toksycznej jest czas ekspozycji na ta substancje. Inne drogi wchlaniania ksenobiotykow. W badaniach doswiadczalnych podaje się również trucizny dotkankowo (dozylnie, domiesniowo, dootrzewnie i podskórnie). Tego typu wprowadzenie ksenobiotyku do organizmu pozwala na dokladne ustalenie zaleznosci miedzy dawka trucizny a jej toksycznym dzialaniem (podanie dotkankowe zdarza się niekiedy przy zatruciach przypadkowych, samobojczych lub zbrodniczych).
Przenikanie przez skórę: -dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej -wnikanie przez kanaliki potowe -wzdłuż torebek włosowych. Przenikanie przez skórę substancje: -polarne -przez włókna białkowe związków organicznych -niepolarne -przez obszary lipidowe -lipofilowe -łatwo przenika przez skórę. Całkowita powierzchnia pęcherzyków: -Przy wydechu 35m2 -Głębokim wdechu 100m2. Toksyczność pyłów zależy od rozmiarów cząstek: >10µm(nos, gardło) 2-5 µm (tchawica, oskrzele) 1µm (pęcherzyki płucne) 15. Omów drogi wydalania ksenobiotyków. Ksenobiotyki, które w różny sposób przeniknęły do organizmu, mogą być wydalane w postaci nie zmienionej lub postaci powstających w ustroju metabolitów. Do najważniejszych dróg usuwania trucizny z organizmu należą: nerki, płuca, przewód pokarmowy i skóra. a)wydalanie przez nerki (z moczem)-eliminuje przede wszystkim trucizny dobrze rozpuszczalne w wodzie. Niektóre zostają zagęszczone w cewkach wywołując ich uszkodzenie, inne mogą powodować zmiany zwyrodnieniowe nerek. Na wydalanie trucizn wpływa pH moczu, które zwykle jest słabo kwaśne(6,8). Z moczem wydalane są: większość leków, insektycydy fosfoorganiczne, karaminiany, fluorki, stront, selen, beryl, kadm, chrom, cynk, kobalt i związki nieorganiczne rtęci. b)wydalanie z żółcią- wątroba odgrywa rolę filtru chroniącego organizm przed działaniem wielu trucizn, ponieważ przez żyłę wrotną przedostają się do niej substancje wchłonięte przez przewód pokarmowy. Z żółcią wydalone zostają: metale ciężkie, niektóre leki, alkaloidy np. chinina, lotne związki aromatyczne, hormony steroidowe. Do metali wydalanych częściej z kałem niż z moczem należą: Mn, Ag, Cu, Pb, zw. organiczne rtęci. Trucizny wydalane przez jelita mogą powodować uporczywe biegunki. c)płuca-eliminacja następuje zgodnie z prawami dyfuzji. Tą drogą wydalane są:olejki eteryczne, alkohol, środki wywołujące znieczulenie ogólne, a także lotne metabolity takie jak: dwusiarczek węgla, dwutlenek węgla. Szybkość wydalania zależy od szybkości przepływu krwi przez płuca oraz od stopnia wentylacji płuc.d)skóra-wydalanie na zasadzie dyfuzji biernej. W ten sposób wydalane są: brom, jod, fenol. Wydalanie może powodować podrażnienia i uszkodzenia skóry. Wraz z potem wydalane są m. in. witaminy B1. e)gruczoły sutkowe-tą drogą łatwo przenikają dobrze rozpuszczalne w lipidach leki znieczulające ogólnie, leki tyreostatyczne, przeciwzakrzepowe, przeciwcukrzycowe, a także alkaloidy(nikotyna, morfina) oraz alkohol, czy kofeina. Substancje toksyczne przenikające przez łożysko(Cd, Hg, Pb, Ag) mogą wywierać szczególnie szkodliwy wpływ na rozwój płodu.
16. Biotransformacja ksenobiotyków - omów rolę enzymów mikrosomalnych. Biotransformacja-przemiany enzymatyczne i nieenz.jakim ulegają ksenobiotyki, może przebiegać w płucach, nerkach, jelitach i wątrobie Najczęściej jednak przebiega w wątrobie przy udziale enzymów wew. komórkowych zlokalizowanych w mitochondriom,siateczce śródplazmatycznej, lizosomach i cytozolu. Proces ten przebiega w 2 fazach gdzie dochodzi do zniesienia lub zmniejszenia wł. toksycznych biol. czynnych ksenobiot. Zachodzi ona przy udziale enzymów Reakcje 1-ej fazy czyli r.utl.red.hydrolizy sa kat. przez układ MOS. Komponenty MOS:cytochrom P450,reduktaza cytochromu P450,fosfolipidy pelnia 2x role:transport e gdzie donorem jest NADPH związany z cytochr.P450 oraz transport e gdzie dawca jest NADP związany z cytochr.B5.enzymy te należą do monooksygenaz i sa to enzymy kat w/w reakcje uczestnicząc w biosyntezie i metabolizmie kw żółciowych, cholesterolu, hormonow sterydowych jak i ich detoksykacji. Pod wpływem monooksygenaz dochodzi tez do r.hydroksylacji. w wyniku której dochodzi do zwiększenia rozpuszczalności i wydalenia zw.(ksenobiotyków). R,kat przez system system MOS: substrat(ksenobiotyk z gr RH) tworzy kompleks z cyt.P450) ulega następnie red. a e niezbędne w tej reakcji pochodzą z NADPH związany z cyt.P450,powstaly kompleks zred. łaczy się z O2 i powstaje kompleks utl, dalej dochodzi do kolejnej red a e pochodzą z NADP związanego z cyt.B5 dochodzi do wytworzenia produktu z gr.OH i wydzielenie wody. Cyt P450 powraca do pierwotnej postaci17. Podaj i omów reakcje I fazy biotransformacji ksenobiotyków.
Reakcje I fazy- 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).
Typ reakcji |
Zw. chem. ulegające reakcji |
1) Reakcje utleniania |
- alkohole - węglowodory alifatyczne - węglowodory aromatyczne - zw. organiczne zawierające: N,P,S
|
2) Reakcje redukcji |
- aldehydy -CHO - ketony -C=O - alkeny -C=C-
|
3)Reakcje hydrolizy |
- estry R-COOR1 - etery R-O-R1 - amidy R-CONH2 |
Reakcje te prowadzą do powstania nowych grup funkcyjnych co wiąże się z wprowadzeniem ugrupowań polarnych do cząsteczki ksenobiotyki lub modyfikacji już istniejących. Reakcje I fazy
Reakcje utleniania: Utlenianie alkoholi; Utlenianie p-nitrotoluenu
Reakcje redukcji. Reakcje hydrolizy:Hydroliza arekoliny; Hydroliza aspartanu: Ester metylowyL-aspartylo-L-fenyloalaniny—L-aspartylo-L-fenylo-alanina+metanol. 18. Podaj i omów reakcje II fazy biotransformacji ksenobiotyków.
Reakcje II fazy (sprzęgania i detoksylacji): - tylko po reakcjach I fazy, zachodzą miedzy ksenobiotykiem a jego gr. funkcyjną (-aminowa itd.) a odpowiednim ugrupowaniem zw endogennych); dążą do zmiany charakteru ksenobiotyków z hydrofobowego do hydrofilowego- zostaje wydalany z moczem.
Reakcje II fazy: 1.Metyzacja Obejmuje grupę reakcji, w których następuje przeniesienie grupy metylowej na cząsteczkę aminy, fenolu lub merkaptanu. Przeniesienie aktywnej grupy metylowej z koenzymu S-adenozylometioniny na cząsteczkę akceptora w obecności odpowiedniej metylotransferazy. Produktem tej reakcji jest etylowany substrat oraz S-adenozylohomocysteina. 2.Acylacja Substratami dla tego procesu są gł. kwasy karboksylowe i aminy. Reakcja katalizowana jest przez mitochondrialną acylotransferaze. R-CO-S-CoA+R'-NH2---R-CO-NH-R'+CoA-SH. R-COOH+ATP+R-CO-AMP+PP.
R-CO-AMP+CoA-SH---R-OO-S-CoA+AMP
3.Sprzęganie z siarczaniem: ATP+SO4-2 ------APS+PP Adenozyno -5 - fosfosiarczan
APS+ATP---PAPS+ADP 3-fosfoadenozyna-5'-fosfosiarczan PAPS+ROH---ROSO-3 +PAP
Pochodne (estry) siarczanowe tworzą się w cytozach w obecności odpowiednich sulfokinaz. W postaci estrów siarczanowych wydalane są aminy aromatyczne, fenole i wyższe alkohole (największa aktywność w wątrobie i jelitach). 4.Sprzeganie z glukuronianem UDPGA+R-HX UDP- Glukuronylotransferana---------R-X-Glukuronian+ UDP urydyno-2-fosforan. UDP-glukuronylotransferana (enzym) oprócz ksenobiotyków sprzęganiu ulega wiele związków endogennych: steroidy, bilirubina, aminy katecholowe. Estry glikuronowe są tworzone przez: fenole, kwasy karboksylowe, aminy alifatyczne i aromatyczne, sulfoamidy, zw. heterocykliczne . 5.Sprzeganie z glutationem Najważniejsze reakcje to: a)tworzenie pochodnych N-acetylocysteiny z udziałem S-transferazy glutationowej, b)nie enzymatyczne reakcjie z metalami ciężkimi i zw. metaloorganicznymi (np. motylkiem rtęci); c)rozkład nadtlenków przez peroksydazę glutationową19. Działanie toksyczne substancji - zatrucia ostre , podostre i przewlekłe.
Zatrucia ostre- charakteryzują się szybkim rozwojem objawów chorobowych po przyjęciu dużej, jednorazowej dawki trucizny. Jednorazowe wprowadzenie dawki trucizny, która wywołuje ostre objawy do 24 godz. Od momentu jej wprowadzenia. Może prowadzić do śmierci. Zatrucia podostre- są, wtedy gdy kliniczne objawy zatrucia są wprawdzie wyraźne, ale nie tak gwałtowne jak w zatruciu ostrym i występują po jednorazowo lub kilkakrotnie przyjętej dawce trucizny. Zatrucia 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(zatrucia zawodowe związane z długo trwającym narażeniem na subst. toksyczne w środowisku pracy).20. Źródła wolnych rodników tlenowych. *różnego rodzaju przemiany metaboliczne np. oddychanie komórkowe. *wskutek działania zewnętrznych czynników fizycznych, takich jak promieniowanie jonizujące i nadfioletowe, ultradźwięki, zanieczyszczenia powietrza,ozonowanie wody, palenie tytoniu oraz pożary. Duże ich ilości wytwarzają się na przykład w wyniku terapii tlenem, naświetleń promieniowaniem Roentgena czy też podczas przemian ustrojowych podawanych leków. *reakcje z udziałem peroksydaz i reduktaz kat. reakcje redukcji ksenobiotyków. *intensywny wysiłek fizyczny sprzyja również uwalnianiu wolnych rodników z innych źródeł niż oddychanie komórkowe. Do wymienionych źródeł możemy zaliczyć: - proces rozpadu ATP, jednego z najważniejszych związków bogatych w energię, - procesy rozpadu aminokwasów, - procesy uszkadzania tkanek, w wyniku których uwalniane są słabo związane z białkami jony żelaza, które w tej sytuacji aktywują procesy peroksydacyjne (utlenianie), - proces likwidacji uszkodzonych tkanek (np. podczas intensywnego wysiłku fizycznego) przez białe krwinki, które w tym celu wydzielają duże ilości RFT. 21. Peroksydacja lipidów - przebieg i znaczenie.
Peroksydacja lipidów − biologiczny proces utleniania lipidów , łańcuchowy i wolnorodnikowy, w którego wyniku powstają nadtlenki tych lipidów . Składa się z trzech etapów: incjacji, propagacji i terminacji − typowych etapów reakcji wolnorodnikowych, oraz reinicjacji. Procesy peroksydacji lipidów dzieli się na dwa rodzaje. Są to: peroksydacja nieenzymatyczna i peroksydacja enzymatyczna. Produktami procesów peroksydacji lipidów są aldehydy (np. dialdehyd malonowy − MDA ), hydroksyaldehydy ( np. 4-hydroksynonenal ) i węglowodory (np. etan, pentan ). Znaczenie: Produkty tego procesu dokonują modyfikacji własciwości 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 jest procesem, w którym nienasycone kwasy tłuszczowe ulegają zniszczeniu w szeregu reakcji wolnorodnikowych. Głównym prekursorem rodników w układach biologicznych jest tlen. Ponieważ w warunkach fizjologicznych rodniki tlenu najczęściej wytwrzane są w reakcjach enzymatycznych, których enzymy znajdują się w błonach, lipidy są najbardziej narażone na ich atak. Wolny rodnik przyłącza H od cząsteczki nienasyconego kwasu tłuszczowego (R-H) i powstaje wolny rodnik lipidowy - R.
R-H + .OH __> R. + H2O Cząsteczka rodnika ulega przegrupowaniu, łączy się z tlenem O2 i tworzy lipidowy rodnik nadtlenkowy HROO.. R + O2 __> HROO. Reagując z kolejną cząsteczką kwasu tłuszczowego rodnik nadtlenkowy HROO. przyłącza H. Powstaje nowy wolny rodnik lipidowy R. i wodoronadlenek lipidowy ROOH. HROO. + R-H __>R. + ROOH. Wodoronadtlenki lipidów rozkładają się do związków takich jak: alkany (węglowodory nasycone), alkeny (węglowodory nienasycone), aldehydy (związki karbonylowe). Peroksydację moga przyśpieszać lub inicjować dwuwartościowe jony metali przejściowych. Ogromne znaczenie w rozpoczynaniu kaskady reakcji mają jony żelazawe i miedziawe. Czyste nadtlenki lipidow są względnie trwałe. Jony inicjują procesy ich rozpadu.
W wyniku peroksydacji fosfolipidów dochodzi do strukturalnych i funkcjonalnych zmian w błonach. Zmiany te mogą wpływać na aktywność lub dezaktywcję enzymów oraz przyczyniać się do modyfikacji własności samych błon - przepuszczalności, płynności, potencjału powierzchniowego. Ochroną przeciw zmianom są małe cząsteczki: witamina A, witamina B.
22. Skutki działania wolnych rodników. Przyspieszony proces starzenia się. Zaćma, zwyrodnienie plamki żółtej. Zaburzenia neurologiczne. Choroby autoimmunologiczne. Choroby metaboliczne. Nowotwory. Przewlekłe choroby płuc. Choroby układu krążenia. Nadmiar wolnych rodników jest powodem uszkodzenia cząsteczek lipidów, białek i DNA, co prowadzi do licznych zaburzeń w funkcjonowaniu organizmu. Wolne rodniki są niebezpieczne ze względu na swoją wysoką i niespecyficzną reaktywność; te właściwości umożliwiają wolnym rodnikom zapoczątkowanie licznych reakcji łańcuchowych prowadząc np. do peroksydacji
wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Wolne rodniki stanowią, więc znaczący czynnik uszkadzający komórki. Wolne rodniki wykazują dużą reaktywność, dążą do skompensowania spinu i zdolne są do modyfikacji białek, lipidów, węglowodanów.
Reaktywne formy tlenu w wysokich dawkach działając na komórkę powodują zaburzenia jej struktury i funkcji, co ostatecznie prowadzi do śmierci komórki. Wpływ wolnych rodników na strukturę i funkcję błon komórkowych prowadzi do zmniejszenia płynności błon komórkowych a w efekcie do upośledzenia ich funkcji. Pod wpływem aktywnych form tlenu obserwujemy w obrębie błon biologicznych: modyfikację aktywności składników błony (np. enzymów, receptorów), zmiany struktury błony, rzutujące na funkcję i ich antygenowy charakter, utlenianie grup tiolowych, zmiany w stosunku wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i białek, inicjację peroksydacji wielonienasyconych kwasów, rozprzęgnięcie transportu błonowego. W wyniku działania reaktywnych form tlenu w organizmach żywych dochodzi do uszkodzenia struktur kwasów nukleinowych a dokładnie uszkodzenia zasad nukleinowych, reszt cukrowych lub rozerwania wiązań fosfodiestrowych łączących nukleotydy, co prowadzi do rozerwania nici kwasów nukleinowych. 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.
23. Enzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
Enzymatyczne mechanizmy obrony komórek przed toksycznym działaniem wolnych rodników stanowią enzymy, które są pierwszą linią obrony przed reaktywnymi formami tlenu, spełniają bardzo ważną funkcje prewencyjną, polegająca na niedopuszczaniu do reakcji związków biologicznie ważnych z reaktywnymi formami tlenu. Należą do nich: dysmutaza ponadtlenkowa (SOD); katalaza (CT); peroksydaza glutationowa (GPx); reduktaza glutationowa (GRd); S-transferaza glutationu, (GST) oraz grupa fosfolipaz wydzielniczych A2 (sPLA2). Komórki dla ochrony przed utlenianiem rodnikowym wykształciły obronne systemy enzymatyczne: dysmutazę ponadtlenkową katalizującą przemianę O2• + O2• + 2 H+ -> O2;+H2O2; H2O2 -+katalazę umożliwiającą reakcję H2O2 > O2;+2 H2O ; RH2 -+peroksydazę glutationową katalizującą przemianę H2O2 > R.+2 H2O . W obronie przed RFT organizm wykorzystuje poza systemami enzymatycznymi przeciwutleniacze endogenne. Dodatkowy mechanizm wzmacniający naturalną obronę ustroju stanowią przeciwutleniacze obecne w żywności. 24. Nie enzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
Mechanizmy nieenzymatyczne: ceruloplazmina, transferyna, poliamidy, jony metali przejściowych, sekwestr metali, metalotioneiny. Nieenzymatyczne mechanizmy obrony komórek przed toksycznym działaniem reaktywnych form tlenu to: antyoksydanty hydrofilowe i hydrofobowe (zmiatacze wolnych rodników); jony metali pierwiastków przejściowych; metalotioneiny;
25. Omów działanie rakotwórcze związków chemicznych oraz ich podział ze względu na działanie onkogenne.
*genotoksyny (reagujące z DNA) : -działajace bezpośrednio (zw. Alkalizujące, etylenoimina, iperyt azotowy); -działające po aktywacji metabolicznej (węglowodory wielopierścieniowe , nitrozoaminy); -nieorganiczne (metale). *Epigeiczne -promotory pestycydy chlorowe, sacharyna, - zw. Cytotoksyczne- kw. Nitrylo……Jest ono wynikiem przemiany w organizmie. Uczestniczą w nich enzymy, zwłaszcza zlokalizowane w wątrobie, a także enzymy mikroflory przewodu pokarmowego. Wytworzone aktywne metabolity reagują dopiero z kwasami nukleinowymi i białkami. Związki toksyczne mogą być aktywatorami wirusów onkogennych. O działaniu rakotwórczym niekiedy decyduje droga wnikania. Niektóre związki charakteryzują się działaniem w stosunku do jednego, inne do innych narządów. Pod wpływem niektórych związków zmiany nowotworowe są poprzedzone innymi zmianami patologicznymi. Związki rakotwórcze różnią się znacznie pod względem siły działania. Aby czynnik rakotwórczy zadziałał musi mieć określona postać i dawkę np. azbest po wielu latach w wyniku kumulacji. Ksenobiotyki na etapie inicjacji kancerogenezy indukują w materiale genetycznym mutacje, które prowadza do transformacji. Podział zw kancerogennych: 1.bezwzględne rakotwórcze dla ludzi; 2.prawdopodobnie rakotwórcze dla ludzi: a)o malym prawdopodobienstwie; b)Rakotworcze dla zwierząt. 3.nieocenione lub niedokończone badania. Kancerogenami dla człowieka są np. produkty suchej destylacji ropy naftowej ,sadze, oleje bitumiczne a nawet nieodpowiednio przygotowana żywność na grilllllu powstają WWA.
26. 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, niedobor 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 wyracenie z niego guaniny, którą można zastąpić inna zasada. W mutacjach spowodowanych przez czynniki fiz i chem występujące w środowisku można upatrywać przyczyny chorób genetycznych , wynikających z niedoboru określonego enzymu. 27. Co to jest działanie teratogenne i embriotoksyczne oraz wpływ na płodność i zdolność rozrodczą. Teratogenność obejmuje zmiany anatomiczne , wady rozwojowe spowodowane toksycznym dzialaniem toksycznych substancji na zarodek (embriotoksyczność) i płód. Mieszczą się w tym zarówno zmiany budowy,jak i zaburzenia czynnościowe,śmierć zarodka , resorpcja płodu, opóżnienia rozwoju, mniejszy ciężar płodowy , przedwczesne urodzenia i inne nieprawidłowości. Teratogenność często związana jest z określonym gatunkiem.Uszkodzenia lub zabicie Komorek w okresie rozwoju zarodka decyduje otworzeniu się i ostatecznej budowie wielu narzadów ,zdolnościach dookreślonych przemian enzymatycznych. Zaburzenia rozwojowe morfologiczne,fizjologiczne ,metaboliczne,czynnościowe i psychiczne wiążą się z okresem organogenezy. Uszkodzenia mozgu ośrodkowego uk.nerwowego są raczej związane z rozwojem płodu. Związki teratogenne działają silniej na zarodek, niektóre z nich są szkodliwe również dla kobiety ciężarnej , inne nie wywołują u niej niepożadanego działania . skutki działania zw chemicznych podczas ciąży mogą występować kilka lat po urodzeniu (Hg) . Do związków teratogennych należą: niektóre leki i penicyliny, nikotyna, kokaina , Hg,Pb,As,Cd. Dzialanie mutagenne i teratogenne ma wpływ na płodność i zdolność rozrodczą .Zmiany spowodowane dzialaniem zw mutagennych mogą nastąpic już w następnym pokoleniu, jako mniejsza płodność lub bezpłodność. Kumulacja szkodliwego dzialania na komorki rozrodcze może ujawnic się wyraźniej w miotach potomstwa nastepnych pokoleń. Dawki związków o działaniu teratogennym nieszkodliwe dla zwierzat dojrzałych mogą spowodowac zaburzenia cyklu reprodukcyjnego (spermatogeneza, owulacja, laktacja). 28. Omów działanie alergiczne ksenobiotyków oraz ich rolę w obecnym środowisku. 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. Środki spożywcze mogące być czynnikiem uczulającym to: mleko, jaja, płatki owsiane, pomidory, banany, ryby, orzech, czekolada, produkty zbożowe, guma do żucia. Badania w tym kierunku obejmują testy alergiczne próby naskórkowe, wcierania mechanicznego, wielokrotnego nawilżania, oznaczenie połowicznego czasu drażnienia. Znane jest zjawisko uczuleń krzyżowych. Ksenobiotyk (z gr. ksenos - obcy i bioticos) - związek chemiczny występujący w organizmie, który ani go nie produkuje ani też w normalnych warunkach nie przyjmuje z pożywieniem. 29. Kancerogeny występujące w produktach spożywczych. *pleśń pokrywająca przetwory owocowe czy warzywa (aflatoksyny) *zjadane owoce po wykrojeniu cześci nadgniłych *subst. 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 30. Biogeny i ksenobiotyki wymienić i zdefiniować. Biogeny (pierwiastki biogenne), to pierwiastki chemiczne budujące organizmy i pozwalające na prawidłowe ich funkcjonowanie. Wyróżniamy: makroelementy (węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor, siarka, wapń, potas, sód, magnez, chlor) i mikroelementy, czyli pierwiastki występujące w bardzo małych (śladowych) ilościach (żelazo, mangan, miedź, cynk, bor, krzem, lit, jod, fluor, molibden, kobalt). Łączna zawartość mikroelementów nie przekracza 1% suchej masy organizmu. Ksenobiotyk (z gr. ksenos - obcy i bioticos) - związek chemiczny występujący w organizmie, który ani go nie produkuje ani też w normalnych warunkach nie przyjmuje z pożywieniem:- subst. obce (egzogenne) dla organizmu mające potencjalne działanie toksyczne
- maja charakter lipofilny (nierozpuszczalne w wodzie, a rozpuszczalne w tłuszczach)
- charakteryzują się inną budową niż znane składniki pożywienia- dostają się do org. a nie są naturalnymi subst. dla naszego org.
- mają swój specyficzny metabolizm mający na celu doprowadzenie związku z formy wyjściowej do formy którą org. może wydalić tzw unieczynnienie związku
- nie ulegają reakcjom spalania, ulegają zaś reakcjom rozpadu
- o toksyczności decyduje stęż. danego ksenobiotyki oraz kumulacja w narządach i tkankach
Przykłady: leki (np. antybiotyki), środki bardzo silnie działające (trucizny, np. dioksyna).
31. 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.
Mechanizm toksyczności podlega głównie na: tworzeniu związków liofilowych rozpuszczających się w błonach biologicznych np. w błonach komórkowych jak i w peroksydacji lipidów, możliwość łączenia się z grupami funkcyjnymi innych związków np. glutation, kwasy nukleinowe.
32. Wymień i krótko scharakteryzuj główne klasy zanieczyszczeń. W zależności od składu organizmów wodnych, wody dzieli się na:
oligosaprobowe - czyste, zanieczyszczone. II klasa - woda do hodowli ryb z wyjątkiem łososiowatych, do hodowli zwierząt gospodarskich, urządzania isk, rekreacji i sportów wodnych; III klasa - woda służąca do nawadniania terenów rolniczych, ogrodniczych i upraw pod szkłem, zaopatrzenia zakładów przemysłowych z wyjątkiem tych, które wymagają wody o jakości wody pitnej. Ocena jakości jezior w Polsce w 2002 roku: 5,8% - klasa I, 39,2% - klasa II, 40,8% - klasa III, 14,2% - wody nie odpowiadające normom. 33. Szlaki, którymi zanieczyszczenia dostają sie do ekosystemów wymienić i krótko scharakteryzować. 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 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)
34. Droga wnikania zanieczyszczeń do wód powierzchniowych. Emisja tlenków siarki (H+, SO4 2-,H+) do powietrza. Następnie z deszczem dostaje się do gleby i jest wypłukiwany do wód. H+ reaguje z glebowymi glikokrzemianami. H+ reaguje także z minerałami glebowymi.
droga |
Glowne zanieczyszczenia |
komentarz |
Wyloty sciekow |
Szeroki wachlarz zanieczyszczen organicznych i nieorganicznych, detergenty |
Zmienne, zalezne od rodzaju ścieków i stopnia oczyszczania |
Wyloty z obiektow produkcyjnych |
Zależnie od charakteru produkcji, również metale ciezkie |
Poziom zrzutu regulowany ustawowo |
Wyloty z elektrowni jądrowych |
radioizotopy |
Rejestrowanie i kontrolowanie |
Spływy z lądu |
Różnorodne zanieczyszczenia, pestycydy |
Trudne do zmierzenia, nie kontrolowane |
Z powietrza |
Strącane z deszczem lub śniegiem oraz związane z opryskami |
Czasami zanieczyszczenia przenoszone są na duże odległości |
Zrzucane do morza |
Scieki surowe, substancje promieniotwórcze i toksyczne |
Niebezpieczenstwo niszczenia kontenerow i uwalniania toksyn |
Uwalnianie z szybów naftowych |
węglowodory |
Głównie w wyniku awarii lub ataków zbrojnych |
Katastrofy okrętów |
Węglowodory i zanieczyszczenia organiczne |
Wraki tankowców- szczególny problem
|
35. Na czym polega emisja zanieczyszczeń do atmosfery. Naturalne źródła zanieczyszczenia powietrza: - wulkany (450 czynnych) z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy (CO2, SO2,H2S) - pożary lasów, sawann, stepów (emisja CO2, CO, pyłu) - bagna wydzielające m.in. CH4, CO2, H2S, NH3; - powierzchnie mórz i oceanów, z których unoszą się duże ilości soli (globalne 0,7-1,5 mld t/rok) - gleby i skały ulegające erozji - burze piaskowe (globalne do 700 mln t /rok) - tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne i drobnoustroje oraz cząstki skał i gleb unoszonych przez wiatr- rozkład cząstek organicznych). Antropogeniczne źródła można podzielić na grupy: - energetyczne- spalanie paliw; - przemysłowe- procesy technologiczne w zakładach chem., rafineriach, hutach, kopalniach, cementowniach; - komunikacyjny gł. transport samochodowy , kolejowy, wodny i lotniczy; - komunalne- gosp. Domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków). Źródła emisji zanieczyszczenia mogą być: punktowe (komin) liniowe (szlak komunikacyjny) powierzchniowe (otwarty zbiornik z lotną subst.)
Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego : Jest 5 zasadniczych zanieczyszczeń które stanowią nieco więcej niż 90 zanieczyszczeń środowiska atmosferycznego: cząstki stałe w postaci dymów i pyłów; tl. Azotu; tl. Siarki; tl węgla; węglowodory
36. 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.
Pierwiastek |
Tkanki, narządy |
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 |
37. Na czym polega mechanizm toksycznego działania metali ciężkich na organizm
i środowisko. Jedne z nich są pożyteczne dla organizmu, niekiedy nawet niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania i są to: Cr, Sn, Zn, F, J, Co, Si, Mn, Cu, Mn, Ni, Se, V, Fe.
Biochemiczne skutki zbyt dużego stężenia metali ciężkich: konkurencja z podstawowymi metabolitami; wymiana podstawowych jonów; redukcja z grupami - SH; niszczenie błon komórkowych; reakcja z grupami fosforanowymi ATP i ADP. Mechanizm toksyczności polega głównie na: tworzeniu związków lipofilowych (rozpuszczających się w błonach biologicznych np. błonach komórkowych jak i peroksydacji lipidów) oraz możliwości łączenia się z grupami funkcyjnymi innych związków np. glutation, kwasy nukleinowe.
Efekt nadmiaru |
Pierwiastki |
Zmiany w przenikalności błon komórkowych |
Cd, Cu, Hg, Pb, F, J, U, rodniki, Au, Ag |
Inhibicja biosyntezy białek |
Hg |
Wiązanie reszty -SH |
Cd, Hg, Pb, As |
Inhibicja enzymów |
Cd, Pb (ALAD) |
Zaburzenie oddychania |
Cd, Pb |
Metale a białka: Zmiany konformacyjne białka empatycznego pod wpływem różnych metali.
rys.Działanie metali z kwasami nukleinowymi: Denaturacja białek może również zachodzić pod wpływem soli metali ciężkich.Działanie glutationu z metalami: Jest to najważniejszy antyoksydant w walce przy zatruciach metalami. Trójpeptyd: cysterna (zawiera siarkę), kwas glutaminowy, glicyna.
38. Czynniki decydujące o toksycznym działaniu pierwiastków.
Czynniki fizjologiczne : temperatura, pH, światło, zasolenie, rozpuszczony w tlenie.
Toksyczność metali zależy od: postaci chemicznej pierwiastków, drogi wprowadzania do organizmu, roli biochemicznej.
Postać metalu w wodzie |
Co wpływa na toksyczność |
||
|
Nieorganiczne |
Rozpuszczalna? |
Jon |
|
|
|
Jon kompleksowy |
|
|
|
Jon chelatowy |
|
Organiczne |
Zawiesina |
Koloidalna |
|
|
|
Osad |
|
|
|
zaabsorbowana |
Obecność innych metali |
Działanie wspólne |
Większe niż sumaryczny |
|
|
Bez interakcji |
Sumaryczny |
|
|
Przeciwdziałanie |
Mniejsze niż sumaryczny |
|
39. Czynniki wpływające na fizjologie organizmów i postać metalu w wodzie.
Uwarunkowania związane z organizmem: etap rozwoju osobniczego, płeć, wiek i rozmiar, potrzeby życiowe, aktywność, adaptacja do obecności zanieczyszczeń- metalu, zmiany w zachowaniu, dodatkowa ochrona (np. muszka), zmiany cyklu życia (np. linienie, reprodukcja).
Uwarunkowania związane z organizmem: etap rozwoju osobniczego, płeć, wiek i rozmiar, potrzeby życiowe, aktywność, adaptacja do obecności zanieczyszczeń- metalu, zmiany w zachowaniu, dodatkowa ochrona (np. muszka), zmiany cyklu życia (np. linienie, reprodukcja). temperatura, wilgotność, tlen, światło oraz 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.
40. Biologiczne zanieczyszczenia wody - eutrofizacja. Eutrofizacja - Na, P, K, N - dostają się do wody, powodują rozrost biomasy w wodzie. Warunkiem limitującym rozrost biomasy jest dostępność tlenu - może dojść do jego wyczerpania - następuje wtedy obumieranie organizmów lub przechodzą one na metabolizm beztlenowy - wydzielane są metan, siarkowodór - następuje obumieranie zbiornika od dołu - zbiera się toksyczny muł, zanika życie, woda staje się niezdatna do picia, utrata terenów rekreacyjnych, połowowych. W morzu eutrofizacja też istnieje - narasta ilość glonów, planktonu, nie obumierają ale produkują toksyny - m.in. sisatoksyna - produkowana przez pierwotniaki i glony, kumuluje się w małżach - zatrucia ludzi jedzących małże - endemiczne zatrucia toksynami w obszarach nadmorskich. Eutrofizacja wód: hypertrofia czyli przeżyźnienie, nadmierne odżywianie. Przeżyźnienie jest zjawiskiem naturalnym w starych, płytkich zbiornikach, silnie zarastających. W ostatnich latach proces ten ulega przyspieszeniu - rolę odgrywa tu azot z nawozów oraz fosfor z detergentów i nawozów. Skutkiem są zakwity wód: rozwój sinic, które dodatkowo mogą wiązać azot atmosferyczny - wtórne wzbogacenie. Nadmierny rozwój glonów zubaża wodę w zasoby tlenu - nocą i zimą zasoby tlenu są zmniejszone, aż do ich wyczerpania. Tlen jest potrzebny też do rozkładu obumarłych szczątków organicznych - przy jego braku zamiast utleniania szczątków dochodzi do procesów gnilnych - wytwarzany jest siarkowodór, który ostatecznie zabija życie w zbiorniku - wytwarzają się bagna. Ochronę przed eutrofizacją stanowi roślinność okołobrzegowa - wynurzona, która wykorzystuje pierwiastki biogenne. Miarą zanieczyszczenia biologicznego jest zapotrzebowanie wody na tlen do utlenienia zanieczyszczeń biologicznych - biologiczne zapotrzebowanie na tlen - BZT. Najwyższe w pierwszych 5 dniach samooczyszczania - BZT5 - w I klasie czystości wynosi ono 4 mg/ml, w ściekach gorzelnianych - 800 - 6000 mg/ml.
41. Objawy zatrucia rtęcią. Wnika przez układ pokarmowy i oddechowy. Najwięcej Hg kumuluje się w nerkach. Powoduje ona choroby układu nerwowego, świadczące o uszkodzeniu tkanki mózgowej takie jak: zaburzenia psychiczne, utratę wzroku, osłabienia słuchu, zaburzenia funkcji nerek. Wydalanie Hg z organizmu odbywa się głównie z moczem, kałem, śliną i mlekiem. Objawy zatrucia- 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. Następne groźne objawy są związane z uszkodzeniem nerek aż do bezmoczu i ostro rozwijającej się mocznicy. W jamie ustnej powstają zmiany wrzodziejące i martwicze, pokryte szarym nalotem, a na dziąsłach czarny rąbek rtęciowy. W razie opanowania mocznicy w okresie stopniowej regeneracji nabłonków kanalików nerkowych chorym grożą jeszcze powikłania w postaci wtórnych zakażeń układu moczowego i niebezpieczeństwa związane z uszkodzeniem miąższu wątroby lub mięśnia sercowego. 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.
42. Objawy zatrucia ołowiem. Najbardziej szkodliwe są zatrucia u dzieci około 6. roku życia, gdyż mogą wpływać na rozwój psychiczny i fizyczny dziecka. Ołów może spowodować uszkodzenia w każdej części ciała, jednak najczęściej obserwuje się jego aktywność w białkach, które przenoszą tlen w czerwonych krwinkach. Z czasem może dotknąć układ nerwowy. Jeśli kobieta podczas ciąży była narażona na działanie ołowiu to może się ono przenieść na jej dziecko i spowodować spowolnienie wzrostu.Objawy zatrucia u dzieci: Drażliwość, Utrata masy ciała, Utrata apetytu, Senność i zmęczenie, Bóle brzucha, Wymioty, Zaparcia, Anemia.Objawy zatrucia u dorosłych: Chociaż na zatrucie ołowiem bardziej narażone są dzieci, to może również wystąpić u dorosłych. Objawy obejmują: Ból i drętwienie kończyn,Osłabienie mięśni, Ból głowy,Ból brzucha, Utrata pamięci,Zaburzenia nastroju, Poronienia lub przedwczesne porody, Zmęczenie, Nieprawidłowy skład spermy. Zwykle od razu po zatruciu ołowiem nie pojawiają się żadne objawy. Często może dopiero występować po miesiącach lub latach po sytuacji, która doprowadziła do zatrucia.
43. Objawy zatrucia kadmem. Początkowo obraz kliniczny podobny jest do gorączki giserskiej-cynkowej z objawami: gorączka, ból głowy, duszność, ból opłucnowy w klatce piersiowej, zapalenie spojówek, ból gardła, kaszel rozwijający się w ciągu 4-12 godzin od narażenia. Zależnie od wielkości narażenia może rozwinąć się toksyczny obrzęk płuc, który może doprowadzić do zgonu. Powikłaniem toksycznego obrzęku płuc może być odoskrzelowe zapalenie płuc lub zapalenie oskrzeli z utrzymującymi się przez dłuższy czas zaburzeniami wentylacji i dyfuzji gazów. Pierwszym objawem spożycia związków kadmu jest ostry nieżyt żołądkowo-jelitowy z wymiotami, biegunką i bólem w jamie brzusznej, bóle głowy i mięśni, a w ciężkich zatruciach dodatkowo objawy uszkodzenia nerek. Przyczyną śmierci najczęściej bywa ostra niewydolność krążenia.W przewlekłym narażeniu na kadm narządem krytycznym są nerki (najczęstszym objawem jest białkomocz). Obserwuje się także rozedmę i rozmiękanie kości, a z innych objawów przewlekłego narażenia - przewlekły nieżyt błony śluzowej nosa, uczucie ogólnego rozbicia, bóle żołądka, spadek masy ciała, niekiedy przewlekły nieżyt oskrzeli. Kadm jest potencjalnym czynnikiem rakotwórczym.
44. Objawy zatrucia arsenem. 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. Jako ciekawostkę można dodać fakt, iż dłuższe przyjmowanie małych dawek związków arsenu wywołuje wzrost odporności na zatrucia ostre tymi substancjami. Pewien minimalny odsetek ludzi posiada również wrodzoną odporność na pochodne arsenu. 45. Jakie substancje i dlaczego zaliczane są do chemicznych zanieczyszczeń wody.
Istnieje 9 grup substancji, które się monitoruje: 1.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. 2.Węglowodory wielopierścieniowe aromatyczne i chlorowcopochodne - rakotwórcze - toksyczność przewlekła i ostra. 3.Pestycydy - ulegają kumulacji - odpowiedzialne za wyginięcie pewnych gatunków ptaków. 4.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. 5.Polichlorowane bifenyle - (PCB) ulegają kumulacji i bardzo długo pozostają w środowisku. 6.Inne substancje organiczne - białka, tłuszcze, węglowodany - nie są toksyczne, ale powodują eutrofizację - soki z kiszonek, też odchody - zawierają bakterie chorobotwórcze. 7.Fosforany i azotany - powodują eutrofizację. 8.Wody podgrzane - tu lepsze warunki do przetrwania bakterii i wirusów (np. wirus Heinego-Medina), bakterie produkują więcej toksycznych związków. 9.Metale ciężkie.46. Na czym polega degradacja gleby. Degradacja gleby, to ogół procesów i zjawisk, które poprzez pogorszenie właściwości fizycznych (zniszczenie struktury), biologicznych (zmniejszenie ilości i jakości próchnicy) i/lub chemicznych (np. zakwaszenie przez wymywania kationów zasadowych wapnia, magnezu, potasu) gleby istotnych dla roślin, wpływają ujemnie na jej żyzność, a więc i zasobność. 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.
Przyczyny degradacji gleb. Degradację gleby powoduje głównie człowiek w sposób bezpośredni, zniekształcając procesy glebotwórcze czy likwidując wierzchnią pokrywę glebową, czyli warstwę próchniczną. Działania pośrednie takie jak wielkopowierzchniowe wycinki lasów (prowadzące do stepowienia), nadmierna intensyfikacja produkcji rolnej, emisja zanieczyszczeń pyłowych i gazowych przez przemysł, transport, gospodarkę komunalną, czy też obniżenie poziomu wód gruntowych wskutek nadmiernego ich eksploatowania również powodują degradację gleb.Za degradację gleby odpowiedzialne mogą być także czynniki naturalne, głównie erozja gleby oraz zmiany klimatyczne.
47. Wymień rodzaje degradacji gleby i krótko je scharakteryzuj. Degradacja gleb- przez pojecie degradacji gleby rozumie się zmiany jej właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych, powodujacych obnizenie lub niszczenie aktywnosci biologicznej gleby. Degradacja pogarsza stan higieniczny srodowiska, powoduje zmniejszenie produktywnosci, a w konsekwencji może doprowadzic do zupelnego wylaczenia gleby z produkcji. Wyroznia się dwa rodzaje degradacji: rzeczywista i wzgledna.
Degradacja bezwzgledna (rzeczywista) gleby objawia się trwalym obnizeniem lub niszczeniem aktywnosci biologiczno- chemicznej gleby. Nastepuje ptzy tym wyrazne pogorszenie się walorow gleby, w tym ekologicznych i rolniczych. Można wyroznic 4 rodzaje degradacji gleby: 1. Geotechniczna degradacja gleb- powoduje zewnetrzne zmiany na powierzchni. Wystepuje ona na terenie calego kraju, szczególnie na terenach gorniczych i budowlanych. Zmiany te dotycza znieksztalcen w rzeźbie terenu w wyniku dzialanosci górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego i kolejnictwa. 2. Fizyczna degradacja gleb- polega na zageszczeniu masy glebowej, pogarszaniu się struktury gleby, nadmiernemu odwodnieniu osuwiska, oddzialywaniu zbiornikow wodnych oraz dzialaniu erozyjnym wody i wiatru. 3.biologiczna degradacja gleb- charakteryzuje się spadkiem ilosci i masy edafonu, wywolanym pogorszeniem się struktury gleby, jej wilgotnosci i stosunkow powietrznych lub bezposrednio przez niszczenie szaty roslinnej; forma biologicznej degradacji jest tzw. zmeczenie gleb. 4. Chemiczna degradacja gleb- przejawia się zakwaszeniem lub nadmierna alkalizacja, naruszeniem rownowagi jonowej, wysoka koncentracja soli w roztworach glebowych, toksyczna koncentracja metali ciezkich, a także siarki i fluoru oraz zwiazkow biologicznie czynnych (węglowodorów, srodkow ochrony roslin). W praktyce nie można mowic o konkretnym rodzaju degradacji, a jedynie o dominujacym, gdyz wszystkie sa scisle ze soba powiazane i wystepuja rownoczesnie z roznym natezeniem. Degradacja względna jest to przeobrazenie struktury, cech gleby, w sposób stopniowy lub skokowy, bez zmiany jej aktywnosci biologicznej. Przykladowo zmiana kwasowosci gleby od kwasnej do obojetnej nastepujaca wskutek oddzialywania zanieczyszczen przemyslowych stanowi powazny czynnik degradujacy dla lasu iglastego, natomiast jest korzystna dla roslin uprawnych. W tym przypadku produktywnosc gleby nie zmienia się, a zmieniaja się jedynie mozliwosci jej uzytkowania.
48. Co to znaczy że gleba jest zanieczyszczona? Zanieczyszczeniami gleby są: -wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach, zalegają one bardzo długo.
W przeciwieństwie do zanieczyszczeń powietrza i wody, zanieczyszczenia gleby zalegają w niej bardzo długo - nawet setki lat. Jest to tym bardziej groźne, że gleba przyjmuje zanieczyszczenia z powietrza opadające na nią wraz z deszczem oraz zanieczyszczenia spływające do niej z wód.
49. Wymień czynniki wpływające na zanieczyszczenia gleby. 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). czynniki chemiczne -spadek zawartości pruchnicy, silne zakwaszenie lub alkalizacja, nadmierne wyjałowienie gleby ze składników pokarmowych oraz zanieczyszczenie metalami ciężkimi i substancjami szkodliwymi. czynniki biologiczne -obniżenie biologicznej aktywności gleby i składu organizmów glebowych (mikroflory i mikrofauny). czynniki mechaniczne -pogorszenie struktury oraz zbytnie ugniatanie warstw gleby. czynniki fizyczne -nasilenie procesów erozyjnych oraz nadmierne przesuszenie lub nawodnienie. czynniki agrotechniczne -wadliwy sposób użytkowania i uprawiania gleby, nieprawidłowe zmianowanie roślin, powoduje jej zmęczenie. 50. Wymień i scharakteryzuj naturalne źródła zanieczyszczenia gleby. Erupcje wulkanów, pożary lasów, wietrzenie skał, procesy glebotwórcze powodują naturalny dopływ substancji takich jak pyły, popioły, części skalne. Naturalne źródła zanieczyszczeń gleby: *Erozja - prowadzi do zmniejszenia w glebie zawartości materii organicznej i substancji pokarmowych, a także do pogorszenia jej struktury, *Pożary - prowadzą do wyginięcia roślinności, co z kolei wzmaga erozję gleby i prowadzi do pustynnienia, *Susza - prowadzi do pustynnienia i stepowienia, *Trzęsienia ziemi - prowadzą do zniekształcenia gruntu, *Mikroorganizmy - występujące w glebach w ilościach przekraczających ich normalną zawartość,
51. Wymień i krótko scharakteryzuj antropogeniczne źródła zanieczyszczenia gleby.
Antropogeniczne źródła zanieczyszczeń gleby: Zatrucie metalami ciężkimi i substancjami toksycznymi np. azotany, fosforany. Największy wpływ na zanieczyszczenia gleb mają metale: cynk, Pb, Ni, Cr, Cu, N, P, K. Groźny jest nadmiar pestycydów. Gleby w pobliżu ruchliwych dróg, składowisk odpadów i w sąsiedztwie zakładów przemysłowych. Ścieki, pyły i odpady przemysłowe: woda zawarta w chmurach przepływających ponad fabrykami nasyca się wyrzucanymi w powietrze substancjami chemicznymi. Szkodliwe substancje wędrują z wiatrem w postaci zawiesin i opadając wraz z cząsteczkami wody na ziemię , uszkadzają wiele ekosystemów. Zakłady przemysłowe zalegują swoje opady w ziemi. Eksploatacja kopalń/ przemysł wydobywczy: niebezpieczna metoda głębinowa i odkrywkowa. Szczególnie odkrywkowa przyczynia się do dewastacji powierzchni gruntów, w tym gleb uprawnych, poprzez ich całkowite wybranie i zasypanie lub wysuszenie. Wytwarzanie dużych ilości silnie zasolonych wód kopalnianych. Zabudowa miejska: *degradacja gleby i środowiska *zwiększony ruch samochodowy *zanieczyszczenia nawiewowe (z zakładów przemysłowych) *zasolenie gleby w pobliżu miast. Składowanie odpadów. Niewłaściwa działalność rolnicza.
52. 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). Zmęczenie gleby łatwo zauważyć w przypadku ciągłej uprawy takich roślin motylkowatych jak: koniczyn (wykoniczynienie) czy łubinów (wyłubinienie), buraków (wyburaczenie), czy pszenicy. Aby przywrócić zmęczonym glebom produktywność stosuje się złożone zabiegi agrotechniczne i fitomelioracyjne. Często korzystny efekt daje przeoranie roślin wieloletnich, stosowanie właściwych płodozmianów, a także zaopatrzenie gleby w niektóre makro i mikroelementy wyczerpane w ciągu długiego okresu uprawiania tej samej rośliny. 53. Rodzaje zanieczyszczeń gleby. Mechaniczne, biologiczne, chemiczne.
54. Na czym polega mechaniczne zanieczyszczenie gleby? Do zanieczyszczeń mechanicznych zalicza się: gruz budowlany, z nawierzchni dróg,odpady budowlane, odpady poeksploatacyjne surowców skalnych, opakowania metalowe, szklane, ceramiczne i z tworzyw sztucznych, odpady z gospodarstw wiejskich.
Mechaniczne zanieczyszczenie gleby stanowi coraz większy problem na obszarach miejskich i przemysłowych oraz wzdłuż szlaków komunikacyjnych. Poważnym źródłem zanieczyszczeń mechanicznych stają się wysypiska odpadów komunalnych głównie opakowań z tworzyw sztucznych. Podział zanieczyszczeń gleb: mechaniczne, biologiczne, chemiczne .
55. Co składa się na biologiczne zanieczyszczenie gleby?Biologiczne zanieczyszczenie gleby. Gleba charakteryzuje się biologiczną aktywnością, tz. że wierzchnia warstwa gruntu jest zasiedlona przez drobnoustroje, rośliny wyższe i zwierzęta. Powierzchnie zabudowane technicznie ograniczają i zniekształcają biochemiczny obieg materii i energii, likwidują istniejące życie i wykluczają jego powrót izolując w ten sposób glebę od atmosfery. Powierzchnie te powodują biologiczną zanieczyszczenie gleby. Im większy udział ma zabudowa techniczna, tym wyższy stopień osiąga degradacja pokrywy glebowo - roślinnej. Degradacja gleby słabej jakości następuje o wiele szybciej niż gleby zasobnej w składniki pokarmowe, próchnicę i wodę. Glebę też można uodpornić na degradację poprzez odpowiednie zabiegi użyźniające, a wegetację na glebie silnie zdegradowanej podtrzymać przez odpowiednie nawożenie i nawodnienie. Przedawkowanie gnojowicy, wprowadzanie do gleb obornika, fekaliów, gnojowicy, składowanie odpadów głownie komunalnych. Biologiczne zanieczyszczenia gleby przez substancje różnego rodzaju : glony, bakterie -> mogą powodować choroby. 56. Wpływ zanieczyszczeń gleby na środowisko i życie człowieka. eutrofizacja wód powierzchniowych i podziemnych; hamowanie rozwoju organizmów, niszczenie szty roślinnej; pogorszenie się jakości plonów; przenawożenie gnojowicą może spowodować zaburzenia.
57. W jaki sposób można chronić glebę przed jej degradają? minimalizacja 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.
Do sposobów chroniących glebę przed chemiczną degradacją ze strony przemysłu należą: *ograniczenie emisji pyłowo gazowych (w szczególności SO2 i NOX oraz metali ciężkich); *budowa osłon biologicznych (fitosanitarnych) w postaci pasów zieleni. Zwarte i wysokie osłony w znacznym stopniu redukują zanieczyszczenia chemiczne gleby i roślin; *właściwe składowanie odpadów przemysłowych (hutniczych, górniczych) i komunalnych; *wykorzystywanie gleb najsłabszych na cele budownictwa, przemysłu, komunikacji; *dostosowanie użytkowania terenów i produkcji roślinnej do panujących warunków w strefie degradującego działania zanieczyszczeń. Sposobami chroniącymi glebę przed chemiczną degradacją ze strony rolnictwa są: racjonalne i umiarkowane stosowanie środków ochrony roślin oraz nawozów mineralnych; dostosowanie do rodzajów upraw i gleby; wprowadzanie i stosowanie na szerszą skalę metod ekologicznej produkcji rolnej (rolnictwo ekologiczne); stosowanie nawozów naturalnych (kompostu, obornika, biohumusu) w nawożeniu gleby; stosowanie biologicznych i mechanicznych metod ochrony roślin. 58. Co to jest rekultywacja gleby? Rekultywacja gleb - działalność mająca na celu przywrócenie wartości użytkowej glebom zniszczonym przez przemysł, zwłaszcza górniczo-hutniczy. Polega ona na właściwym ukształtowaniu rzeźby terenu, poprawieniu właściwości fizycznych i chemicznych gleby, uregulowaniu stosunków wodnych, wzmacnianiu skarp, zbudowaniu dróg i niezbędnych obiektów gospodarczych lub turystycznych, zasianiu traw i kwiatów oraz zadrzewieniu połączonym z wysianiem odpowiednich grzybów itp. Obowiązek rekultywacji spoczywa na użytkowniku, który zniszczył glebę wykorzystując ją do celów pozarolniczych. Rekultywacja powinna być wykonana w ciagu 4 lat od ustania pozarolniczej eksploatacji gruntów. Mimo to, coraz większy problem stanowią wyrobiska po kopalniach odkrywkowych, hałdy, stawy osadnikowe oraz grunty zanieczyszczone przez przemysł i budownictwo. w roku 1980 zdegradowanych było w Polsce 100 tys. ha gruntów, a zrekultywowanych tylko 28,5 tys. ha, czyli 28,5 %.59. Zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego zdefiniować i podzielić.
Zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego zdefiniować i podzielić. Zanieczyszczeniami powietrza nazywamy wszelkie substancje (gazy, ciecze, ciała stałe), które znajdują się w powietrzu atmosferycznym, ale nie są jego naturalnymi składnikami. Do zanieczyszczeń powietrza zalicza się również substancje będące jego naturalnymi składnikami, ale występujące w znacznie zwiększonych ilościach. Zanieczyszczenia powietrza zostały podzielone na cztery grupy: 1. Gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO, CO2), siarki (SO2, SO3) i azotu (NOx), fluor (F), ozon (O3), radon (Rn), amoniak (NH3), węglowodory i ich pochodne chlorowe, fenole. 2. Drobne kropelki cieczy, np. kropelki zasad, kwasów, rozpuszczalników. 3. Drobne ciała stałe, np. popioły, pyły, związki metali ciężkich, sadze, stałe związki organiczne, azbest, pestycydy. 4. Mikroorganizmy, których ilość lub rodzaj nie jest charakterystyczny dla naturalnego składu powietrza, makroorganizmy (np. grzyby) wraz z produktami ich metabolizmu. Myślę, że przy omawianiu zanieczyszczeń powietrza należy również uwzględnić zanieczyszczenia akustyczne - hałas. Dotyczy on głównie dużych miast, gdzie jego natężenie wynosi 65 - 75 dB.60. Rodzaje zanieczyszczeń powietrza. stałe: pyły, sadze, nawozy sztuczne; ciecze: środki ochrony roślin; gazowe: SO2, CO2, NOx, CH4, węglowodory; smogi: siarkowy (Londyński), s. fotochemiczny (Los Angeles).
61. Naturalne źródła zanieczyszczenia powietrza. *wulkany (450 czynnych) z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy (CO2, SO2,H2S); * pożary lasów, sawann, stepów (emisja CO2, CO, pyłu); *bagna wydzielające m.in. CH4, CO2, H2S, NH3; * powierzchnie mórz i oceanów, z których unoszą się duże ilości soli (globalne 0,7-1,5 mld t/rok); *gleby i skały ulegające erozji; * burze piaskowe (globalne do 700 mln t /rok); *tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne i drobnoustroje oraz cząstki skał i gleb unoszonych przez wiatr- rozkład cząstek organicznych).62. Antropogeniczne źródła zanieczyszczenia powietrza. Antropogeniczne źródła można podzielić na grupy: *energetyczne- spalanie paliw; *przemysłowe- procesy technologiczne w zakładach chem., rafineriach, hutach, kopalniach, cementowniach; * komunikacyjny gł. transport samochodowy , kolejowy, wodny i lotniczy; * komunalne- gosp. Domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków). 63. Tlenki siarki, azotu, węgla jako zanieczyszczenia powietrza - źródła, efekt działania. Związki siarki. Zanieczyszczenie atmosfery powodują gazowe związki siarki - SO2, SO3, H2S, kwas siarkowy H2SO4 i siarczany różnych metali. Dwutlenek siarki (SO2) jest bezbarwnym, silnie toksycznym gazem o duszącym zapachu. Wolno rozprzestrzenia się w atmosferze ze względu na duży ciężar właściwy (2,93 kg/m3, gęstość względna 2,26). Powstaje m. in. w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spalinowych, w elektrociepłowniach, elektrowniach cieplnych. Największy udział w emisji SO2 ma przemysł paliwowo-energetyczny. Opalana węglem elektrownia o mocy 1000 MW emituje do atmosfery w ciągu roku 140 000 ton siarki, głównie w postaci SO2. Dwutlenek siarki utrzymuje się w powietrzu przez 2-4 dni i w tym czasie może si przemieścić na bardzo duże odległości. W powietrzu SO2, utlenia się do SO3, a ten z kolei łatwo reaguje z wodą ( z parą wodną zawartą w powietrzu) tworząc kwas siarkowy - H2SO4, jeden ze składników kwaśnych deszczów. Związki azotu. W atmosferze występuje wiele związków azotu: tlenek azotu (NO), dwutlenek azotu (NO2), podtlenek azotu (N2O), nadtlenek azotu (NO3), trójtlenek azotu (N2O3, pięciotlenek azotu (N2O5), amoniak (NH3) oraz kwasy: azotawy (HNO2 i azotowy (HNO3). Wiele z nich, głównie tlenki azotu, to naturalne składniki atmosfery, tworzące się w efekcie np. wybuchów wulkanów. W niewielkich ilościach nie są substancjami toksycznymi, jednak ich nadmiar powstający podczas procesów produkcyjnych (obróbka wysokotermiczna, komory paleniskowe elektrowni) oraz w silnikach spalinowych powoduje, że stają się one niebezpiecznymi zanieczyszczeniami atmosfery. W szczególności groźne są bezbarwny i bezwonny tlenek azotu oraz brunatny o duszącej woni dwutlenek azotu. Mogą się one kolejno utleniać do pięciotlenku azotu, który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy - HNO3, jeden ze składników kwaśnych deszczów. Tlenek węgla powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków. Głównym źródłem tego gazu są:* spaliny z silników pojazdów mechanicznych, w szczególności benzynowych (70-80% ogólnej emisji CO); *przemysł metalurgiczny, elektromaszynowy i materiałów budowlanych; *elektrociepłownie, elektrownie cieplne; *koksownie, gazownie; *paleniska domowe. Tlenek węgla jest gazem silnie toksycznym. Ze względu na mały ciężar właściwy (1,25 kG/m3, gęstość względna 0,970) łatwo rozprzestrzenia się w powietrzu atmosferycznym. Jest szczególnie niebezpieczny, ponieważ jest to gaz bez smaku, zapachu, barwy, a więc zmysły ludzkie nie ostrzegają przed nim. 64. Ozon jego źródła i znaczenia. Naturalnym źródłem ozonu (O3) jest po części proces przenikania z dolnej warstwy stratosfery, głownie zaś procesy fotochemiczne z udziałem tlenków azotu, węglowodorów i tlenku węgla zachodzące w przyziemnej warstwie granicznej. Zawartość O3 w powietrzu atmosferycznym jest zasadniczo pochodzenia antropogenicznego i wzrasta w zastraszającym tempie 2% w ciągu roku. Ozon, tritlen (O3) - jedna z odmian alotropowych tlenu, posiadające silne własności aseptyczne i toksyczne. Stosowany jest przy wyjaławianiu wody oraz pełni ważną rolę w pochłanianiu części promieniowania ultrafioletowego dochodzącego ze Słońca do Ziemi.
65. Warunki powstawania dziury ozonowej.
Największe znaczenie w powstawaniu dziury ozonowej mają związki chlorofluorowęglowe (freony), z których uwolniony chlor (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki ozonu, prowadząc do wyzwolenia tlenu (O2). . Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne, zwane freonami. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego freony ulegają fotolizie, w wyniku czego uwalniane zostają atomy chloru. Chlor wchodzi w reakcję z ozonem, tworząc równie aktywny tlenek chloru (ClO) oraz zwykły tlen (O2). Następnie reakcja dwóch cząsteczek tlenku chloru prowadzi do powstania cząsteczki dwutlenku chloru (ClO2) oraz uwolnienia kolejnego atomu chloru, który rozbija następne cząsteczki ozonu. Oprócz tego dwutlenek chloru może ulegać rozpadowi na atom chloru oraz dwuatomową cząsteczkę tlenu. Reakcje chemiczne zachodzące podczas niszczenia ozonu: CnClxFy
CnFy + x Cl; Cl + O3
ClO + O2; 2 ClO
ClO2 + Cl; ClO2
Cl + O2. Przedstawione powyżej reakcje przebiegają aż do całkowitego wyczerpania się cząsteczek ozonu lub do momentu usunięcia chloru wskutek innych reakcji chemicznych. 66. Skutki niszczenia warstwy ozonowej. globalne ocieplenie czyli znaczna zmiana warunków klimatycznych w różnych częściach Ziemi, zjawisko zwane efektem cieplarnianym prowadzi do topnienia górskich lodowców oraz do ogólnych zaburzeń klimatu, na przykład przechodzenia z mroźnych zim do upalnego lata bez przejściowych pór roku; *promieniowanie ultrafioletowe przedostaje się do wody, powodując tym samym niszczenie życia organizmów wchodzących w skład planktonu, czego skutkiem jest brak pożywienia dla wielu gatunków ryb i ssaków, którym zagraża wyginięcie; *organizmy najbardziej wrażliwe i narażone na promieniowanie ultrafioletowe to rośliny, poprzez szkodliwe działanie promieniowania zostaje uszkodzony chlorofil roślinny, co w następstwie prowadzi do wyginięcia roślin; *jeżeli wyginą rośliny, zagrożone będą również gatunki zwierząt roślinożernych, co w następstwie łańcucha pokarmowego pociągnie za sobą zwierzęta mięsożerne oraz populację ludzką; *człowiek jest również narażony na promieniowanie ultrafioletowe, a jego skutki to choroby skóry (rak skóry), szybsze starzenie się, poważne choroby oczu (zaćma) oraz ogólne obniżenie odporności człowieka; *najważniejszym skutkiem dziury ozonowej może być całkowite zniszczenie warstwy ozonu, co w rezultacie doprowadzi do biologicznej śmierci planety Ziemi. 67. Ochrona warstwy ozonowej. *wystrzeganie i nie kupowanie produktów zawierających związki freonowe (np. kosmetyki); *równie ważny jest sposób użytkowania i umiejętne pozbywanie się urządzeń chłodniczych; * zakaz produkcji określonych produktów bogatych w freon bądź nakazanie ich odpowiedniego składowania i eksploatacji; *aktualnie funkcjonują ustawy i pakty międzynarodowe zakazujące lub ograniczające produkcje kosmetyków i urządzeń zawierających freon. Pierwszą regulacją prawną był Pakt Montrealski (podpisało go 31 państw, w tym Polska). Od 1990 roku Polska jest także członkiem Konwencji Wiedeńskiej, która zabrania całkowicie wytwarzania związków zawierających freon oraz importowania urządzeń z zagranicy na nich opartych. 68. Na czym polega efekt cieplarniany (szklarniowy). Efekt cieplarniany to zjawisko wzrostu temperatury atmosfery spowodowane istnieniem w jej składzie tzw. gazów cieplarnianych (szklarniowych) , które przepuszczają znaczną część promieniowania słonecznego (promieniowanie krótkofalowe) do powierzchni ziemi zmniejszając wypromieniowanie ciepła (promieniowanie długofalowe) przez powierzchnię Ziemi i dolne warstwy atmosfery .Efekt cieplarniany nazywany jest szklarniowym.Do gazów cieplarnianych należą: 1.Para wodna-pochodzi z parowania zbiorników wodnych , z procesu transpiracji u roślin , wydychana jest przez zwierzęta i ludzi. 2. Dwutlnek węgla - powstaje na skutek spalania paliw kopalnianych, benzyny, degradacji powierzchni lasów (1 spalny hektar uwalnia 700 ton Co2.) usuwanie go do atmosfery przez organizmy żywe jako produkt procesu oddychania. 3.Metan-wydobywa się z kopalni, tworzy się w żołądkach krów oraz w rozlanej wodą glebie pod uprawę ryżu , wielkim rezeurwarem metanu są zamarżnięte bagna na Dalekiej północy. 4.Freon- grupa chloro- i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych. Cechy freonów: trwałość, nietoksyczność, obojętność, (nie reaguje z substancjami z którymi się styka), nie podrażniają skóry, nie rozpuszczają się w wodzie. Gromadzą się w dolnej warstwie atmosfery ziemskiej, czyli tam gdzie nie mają styczności z żywymi organizmami. 5. Ozon- gromadzi się przy powierzchni Ziemi za sprawą spalin z silników, elektrowni, elektrociepłowni oraz rafinerii ropy naftowej. 6. Tlenki azotu- pochodzą ze spalania surowców energetycznych, sztucznego nawożenia pól, dostają się do atmosfery za sprawą mikrobów. Dalsze informacje o efekcie cieplarnianym: -zjawisko efektu cieplarnianego ma charakter naturalny; -juz w roku 1896 szwedzki fizykochemik Svante Augustus Arrhenius wysunął hipotezę, że przyjazne dla życia temperatury na naszej planecie są wynikiem obecności dwutlenku węgla; -bez atmosfery i efektu cieplarnianego temperatura na powierzchni Ziemi wynosiłaby -18ᵒ C, uniemożliwiając życie na Ziemi;
-dzięki efektowi cieplarnianemu temperatura powierzchni Ziemi jest o 15-30 ᵒ C wyższa.
„Efekt cieplarniany obecnie”- To naturalne, korzystne zjawisko zostało w ostatnim stuleciu dodatkowo wzmocnione przez działalność człowieka (tzw. antropogeniczny efekt cieplarniany, zwiększony efekt cieplarniany). Wzrosła zawartość w atmosferze gazów cieplarnianych (zwłaszcza dwutlenku węgla). Rozwój przemysłu wzmaga działanie CO2- Dokładne badania pęcherzyków powietrza uwięzionych w lodach Antarktydy i Grenlandii pozwoliły ustalić, że 20 tysięcy lat temu (maksimum zasięgu ostatniego zlodowacenia) zawartość CO2 w powietrzu wynosiła około 200 ppm (parts per million), 280 ppm w początkach XIX wieku, 310 ppm w połowie XX wieku, a obecnie 350 ppm. Szacuje się, że w roku 2030 zawartość CO2 może wzrosnąć do 560 ppm. Udział gazów cieplarnianych w globalnym ociepleniu: -dwutlenek węgla 50%; metan 18%; freony 14%; ozon 12 %; tlenki azotu 6%. 69. Mechanizm powstawania kwaśnych opadów atmosferycznych. Kwaśne deszcze powstają w wyniku połączenia się dwutlenku siarki oraz dwutlenku azotu z wodorem wody, która znajduje się w atmosferze. Tworzy się kwas siarkowy, który zakwasza opady Kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które znajdują się w postaci deszczu, śniegu lub mgły, opadające na ziemię i na roślinność nazywamy depozycją mokrą. Niektóre cząsteczki kwasów osiadają na cząsteczkach pyłu, gazu i dopiero po jakimś czasie opadają. To zjawisko nazywane jest depozycją suchą. Proces, w którym substancje chemiczne są usuwane z atmosfery i osadzane na powierzchni ziemi wraz z deszczem, mżawką, śniegiem, wodą chmurową i mgłą nazywamy mokrą depozycją. Kwaśny deszcz to skutek wielu reakcji chemicznych zachodzących w powietrzu. Gazy emitowane do atmosfery głównie na skutek spalania paliw kopalnych w elektrowniach i zakładach przemysłowych, czyli SO2, NO2 i NO, wchodzą w reakcje z rodnikami hydroksylowymi i atomami tlenu, tworząc kwasy. Cząsteczki kwasów są bardzo higroskopijne (tzn. łatwo wchłaniają wodę), są zatem dobrymi jądrami kondensacji i przyspieszają tworzenie się chmur. Następnie kwaśny deszcz dociera do ziemi. Kwaśne gazy w połączeniu z mgłą mogą utworzyć kwaśną mgłę, w połączeniu ze śniegiem - kwaśny śnieg itd.
70. Odnawialne źródła energii — wymienić i scharakteryzować.Energia odnawialna pochodzi z naturalnych, niewyczerpywanych źródeł wykorzystujących w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, ciepła ziemi, czyli geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także z biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków lub rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych. W przeciwieństwie, paliwa kopalne tj. węgiel czy ropa są zużywane w miarę upływu czasu. Odnawialne źródła energii mają zróżnicowane pochodzenie i lokalne zasoby, dlatego wymagają też różnych technologii do ich wychwytywania. Technologie wykorzystywane do produkcji energii z odnawialnych źródeł są wymienione poniżej. Energia geotermalna- Energia geotermalna polega na wykorzystaniu energii cieplnej ziemi do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Uzyskiwana jest ona poprzez odwierty do naturalnie gorących wód podziemnych. Niskotemperaturowe zasoby geotermalne używane są do zmniejszenia zapotrzebowania na energię poprzez wykorzystywanie w bezpośrednim ogrzewaniu domów, fabryk, szklarni lub mogą być zastosowane w pompach ciepła, czyli urządzeniach, które pobierają ciepło z ziemi na płytkiej głębokości i uwalniają je wewnątrz domów w celach grzewczych. Pompy ciepła najczęściej mają zastosowanie w: gospodarstwach domowych (chłodziarki, zamrażarki); przetwórstwie spożywczym (chłodnie, zamrażalnie, fabryki lodu) ; klimatyzacji pomieszczeń (chłodzenie pomieszczeń); chłodnictwie; ogrzewaniu pomieszczeń ciepłem pobieranym z otoczenia (z gruntu, zbiorników wodnych lub powietrza). Ogniwa paliwowe- to urządzenie, które energię chemiczną paliwa i utleniacza zamienia bezpośrednio w energię elektryczną. Wszystkie rodzaje ogniw paliwowych, w przeciwieństwie do tradycyjnych metod, generują elektryczność bez spalania paliwa i utleniacza. Pozwala to na uniknięcie emisji szkodliwych związków, m.in. tlenków azotu, siarki, węglowodorów (powodujących powstawanie dziury ozonowej) oraz tlenków węgla. Zalety ogniw paliwowych: Ogniwo paliwowe produkuje energię elektryczną z paliw węglowodorowych bezpośrednio i stąd wynika względna prostota układu przetwarzania energii chemicznej na elektryczną.- Duża sprawność przetwarzania energii chemicznej na elektryczną wyprzedzająca inne przetworniki energii, - Sprawność ogniwa paliwowego w niewielkim stopniu od wymiarów urządzenia, - Produkty uboczne jak H2O, CO2, N2 są czyste i bez zapachu, - Emisja SO2, NOX, węglowodorów, tlenków węgla i cząstek stałych jest bardzo mała, - Niski poziom hałasu, - Praktycznie dowolna i zajmująca mało miejsca lokalizacja, - System modułowy: łatwa, szybka i ekonomiczna budowa, - Łatwość rozbudowy w miarę rosnących potrzeb, - Ogniwa paliwowe mogą pracować bez przerwy o ile tylko doprowadzane jest paliwo i utleniacz, - Bardzo dobra regulacyjność - ogniwo paliwowe samoczynnie dobiera paliwo i utleniacz w ilościach odpowiadających obciążeniu po stronie elektrycznej, - Możliwość bardzo dużych przeciążeń chwilowych oraz pracy z niskimi obciążeniami, brak biegu jałowego. Wady ogniw paliwowych: - Niskie napięcie prądu uzyskiwane z pojedynczej celi (< 1 V)- Produkcja prądu stałego (czasami jest to zaletą), - Drogie materiały na katalizatory, - Stosunkowo niewielkie moce uzyskiwane z modułu. Biopaliwa- paliwo powstałe z przetwórstwa produktów organizmów żywych np. roślinnych, zwierzęcych czy mikroorganizmów. Używanie biopaliw służy zmniejszeniu uzależnienia od ropy naftowej.
71. Energia promieniowania słonecznego jako odnawialne źródło energii. Energetyka słoneczna -to źródło energii odnawialnej, które wykorzystuje baterie słoneczne do przemiany promieniowania słonecznego w np. energię elektryczną (można też je wykorzystać do uzyskania energii cieplnej). Jest to modne i łatwo dostępne alternatywne źródło energii. Baterie słoneczne montuje się na dachach domów, ale są także przemysłowe elektrownie słoneczne. ZALETY:- może być wykorzystana do pozyskania różnych energii- łatwo dostępne w sklepach. WADY:- zależna od pogody.72. Energetyka wiatrowa jako odnawialne źródło energii. Energia wiatru jest jednym z odnawialnych źródeł energii. Współcześnie stosowane turbiny wiatrowe przekształcają ją na energię mechaniczną, która dalej zamieniana jest na elektryczną. Powstaje dzięki podmuchom wiatru. Za przemianę energii wiatru w mechaniczną odpowiada turbina. Historia tego źródła energii sięga aż do kodeksu Hammurabiego. Prawdopodobnie były one wykorzystywane do pompowania wody. Dzisiaj wiatraków używamy do przemiany energii wiatru w energię elektryczną. ZALETY: nie hałasuje; nie zanieczyszcza środowiska; wszechstronne wykorzystanie. WADY: jest zależna od pogody; może być zagrożeniem dla ptactwa.
73. Energia wodna jako odnawialne źródło energii. Obecnie energetyka wodna w świecie stanowi około 30 % potencjału wytworzenia energii elektrycznej. Rozwój siłowni wodnych nastąpił w drugiej połowie XX wieku, a pierwsze elektrownie powstawały już w końcu XIX wieku. Z ogółu zasobów energii wodnej występującej na świecie wykorzystuje się około 26 %. W Polsce jest to około 30 %. Hydroelektrownie mają cenne zalety, ale również stwarzają pewne problemy, które należy uwzględnić na już na etapie projektowania. Zalety hydroelektrowni: pozyskiwanie energii elektrycznej bez emisji szkodliwych gazów i pyłów,
uzyskiwanie relatywnie tańszej energii, możliwość lokalizacji małych (lokalnych) elektrowni wodnych, właściwa lokalizacja zbiorników retencyjnych działa przeciwpowodziowo i jednocześnie może być źródłem zaopatrzenia miast w wodę, uatrakcyjnienie krajobrazu, rozwój kompleksów rekreacyjnych i sportów wodnych. Problemy wynikające z budowy hydroelektrowni: trwałe zajęcie obszarów, przeważnie o charakterze rolniczym lub leśnym, konieczność przemieszczenia ludności wraz z zabudową, degradacja zabytków, konieczność stworzenia nowych połączeń drogowych i kolejowych, zmiany klimatyczne (widoczne dopiero po kilkunastu latach), degradacja roślin chronionych. Typową hydroelektrownia jest elektrownia przepływowa. Woda do turbin wodnych doprowadzana jest rurami ze zbiornika wodnego. Zbiornik wodny tworzy się przez wybudowanie odpowiednio wysokiej i długiej zapory betonowej prostopadle do nurtu rzeki. Na rzekach spławnych do przepuszczania statków buduje się specjalne śluzy umożliwiające przepływ jednostek pływających pomimo różnicy poziomów wody przed i za zaporą. Budowa elektrowni wodnej jest znacznie droższa niż węglowej, ale za to koszty uzyskania energii są niższe. Wynika to z tego, że budowa zbiornika wodnego wymaga dużych nakładów finansowych, wodoszczelnego dna, wykonania kilometrowych obrzeży i odpowiednio wytrzymałej tamy. Hydroelektrownie dzieli się na:
- małe elektrownie wodne o mocy poniżej 2 MW - elektrownie systemowe o mocy powyżej 2 MW. Moc elektrowni rzadko przekracza 1000 MW, przeważnie jest na poziomie od 100 do 400 MW. Często elektrownie zaporowe buduje się w kaskadach np.: Czorsztyn - Niedzica (92 i 2 MW). Mniejsza elektrownia pełni role elektrowni szczytowej. Ponadto takie rozwiązanie jest bardziej opłacalne z punktu ekonomicznego. Aby nie zakłócić życia biologicznego rzeki, ogranicza się ilość pobieranego strumienia wody do ok. 30 % całkowitego przepływu, buduje się przepławki dla ryb oraz odpowiednie filtry uniemożliwiające przedostanie się ryb, roślinności i większych zanieczyszczeń w okolice wirnika turbiny.
74. Biomasa jako odnawialne źródło energii. Biomasa stanowi trzecie, co do wielkości na świecie, naturalne źródło energii. Według definicji Unii Europejskiej biomasa oznacza podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roslinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich. Jako surowiec energetyczny wykorzystywana jest głównie biomasa pochodzenia roślinnego, powstała w procesie fotosyntezy. Biomasa to substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej oraz przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także inne części odpadów, które ulegają biodegradacji.Przetwarzanie biomasy może odbywać się metodami fizycznymi, chemicznymi oraz biochemicznymi.
Potencjalne zasoby energetyczne biomasy można podzielić na dwie grupy;1. Plantacje roślin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne:- rośliny roczne: zboża, konopie, kukurydza, rzepak, topinambur; - rośliny drzewiaste szybkiej rotacji: topola, wierzba, ślazowiec pensylwański; - rośliny trawiaste wieloletnie: trzcina, miscantus, palczatka Gerarda. 2. Organiczne pozostałości i odpady: - słoma i inne pozostałości roślinne z produkcji rolniczej; - odpady z przemysłu rolno-spożywczego, owocowo-warzywnego;- gnojowica lub obornik;- organiczne odpady komunalne;- organiczne odpady przemysłowe;- odpady drewna.Główne rodzaje biomasy wykorzystywanej na cele energetyczne: » drewno i odpady z przerobu drewna: drewno kawałkowe, trociny, wióry, zrębki, kora itp. » rośliny pochodzące z upraw energetycznych: rośliny drzewiaste szybkorosnące (np. wierzby, topole, eukaliptusy), » wieloletnie byliny dwuliścienne (np. topinambur, ślazowiec pensylwański, rdesty), trawy wieloletnie (np. trzcina pospolita, miskanty) » produkty rolnicze oraz odpady organiczne z rolnictwa: np. słoma, siano, buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak, pozostałości przerobu owoców, » odchody zwierzęce » frakcje organiczne odpadów komunalnych oraz komunalnych osadów ściekowych niektóre odpady przemysłowe, np. z przemysłu papierniczego. Obecny udział biomasy w zaspokojeniu światowych potrzeb energetycznych wynosi 14% i bazuje głównie na odpadach z rolnictwa i leśnictwa oraz bezpośredniego wykorzystania lasów. Zalety stosowania biomasy:» ograniczenie emisji gazów cieplarnianych » wykorzystanie lokalnych zasobów energetycznych » decentralizacja wytwarzania energii » zróżnicowanie źródeł energii » ograniczenie szkód w środowisku związanych z wydobyciem paliw kopalnych » zagospodarowanie odpadów » wspieranie rozwoju społeczno-gospodarczego poprzez tworzenie nowych miejsc pracy.Paliwo to jest nieszkodliwe dla środowiska: ilość dwutlenku węgla emitowana do atmosfery podczas jego spalania równoważona jest ilością CO2 pochłanianego przez rośliny, które odtwarzają biomasę w procesie fotosyntezy. Ogrzewanie biomasą staje się opłacalne - ceny biomasy są konkurencyjne na rynku paliw. Biomasa do celów energetycznych może być wykorzystywana w postaci stałej, ciekłej lub gazowej. Paliwa stałe produkowane z biomasy są wykorzystywane w procesie spalania, gazyfikacji lub pyrolizy do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Biopaliwa ciekłe (olej, alkohol) znajdują zastosowanie głównie w transporcie. Alkohol metylowy i etylowy pochodzenia roślinnego może być dodawany do paliw tradycyjnych. Natomiast biogaz powstały w wyniku fermentacji beztlenowej zawierający około 50-70% metanu służy do produkcji energii elektrycznej lub cieplnej albo jest dostarczany do sieci gazowej. Rodzaje paliw: Drewno, Węgiel brunatny, Brykiety drzewne oraz brykiety ze słomy zbożowej lub rzepakowej, Brykiety. Drewno jako paliwo występuje pod wieloma postaciami: szczapy (drewno rąbane), zrębki, trociny i wióry, kora, brykiety, pelety.75. Biogaz jako odnawialne źródło energii.
Biogaz to odnawialne źródło energii - naturalny gaz, który powstaje podczas rozkładu materii organicznej w warunkach beztlenowych (anaerobowych). Głównym jego składnikiem jest metan, który determinuje wartość energetyczną. Ilość metanu w biogazie zależy w głównej mierze od rodzaju biodegradowalnej materii oraz od procesu jej rozkładu (proces beztlenowej fermentacji metanowej). Biogaz może posłużyć do wytwarzania zarówno energii elektrycznej jak i ciepła, a ogrzewanie biogazem może być tańszą i bardziej przyjazną dla środowiska naturalnego alternatywą. Po wysokotechnologicznych procesach oczyszczania może zostać wprowadzony do sieci gazu ziemnego lub stanowić paliwo CNG w transporcie pojazdów. Skład biogazu: metan (CH4) 45-75%, dwutlenek węgla (CO2) 25-50%, azot (N2) 0-10 %, siarczek wodoru (H2S) 0-3 %, tlen (O2) 0-2 %, wodór (H2) 0-1 %. Proces fermentacji przebiega w ściśle kontrolowanych warunkach, szczególnie jeżeli chodzi o temperaturę oraz pH, które zapewniają żywotność bakterii metanogennych, odpowiedzialnych za wydajną produkcję biogazu. Do produkcji biogazu mogą być użyte następujące surowce biodegradowalne: odpady składowane na wysypiskach, osady ściekowe, odpady przemysłowe, rośliny energetyczne, odpady produkcji rolnej oraz odpady przetwórstwa rolno-spożywczego. W Polsce obecnie biogaz wytwarzany jest na niewielką skalę. Rozwój rolnictwa energetycznego przyczyni się nie tylko do wzrostu konkurencyjności źródeł odnawialnych w stosunku do energetyki opartej na węglu. Przyczyni się także do ograniczenia rozwoju technologii mało wydajnych energetycznie. Spośród znanych technologii pozyskiwania energii z biomasy: spalanie, współspalanie, i zgazowanie to ostatnia jest najbardziej efektywnym procesem produkcji energii. Produkcja energii elektrycznej w skojarzeniu z produkcją ciepła czyli tzw. kogeneracja charakteryzuje się największą sprawnością konwersji energii pierwotnej w energię końcową. Ponadto przy produkcji biogazu powstaje masa pofermentacyjna, która charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami nawozowymi pod uprawy. Dużą zaletą produkcji energii z biogazu jest także niezależna od warunków pogodowych wydajność produkcji tego paliwa. Najważniejszymi korzyściami, które płyną z rozwoju biogazowni, jest strukturalna przebudowa energetyki w oparciu o zrównoważony rozwój rolnictwa energetycznego, napływ prywatnego kapitału na obszary wiejskie oraz stabilizacja dostaw energii. Ponadto w obszarze bezpieczeństwa ekologicznego korzyścią jest utylizacja odpadów w produkcji rolnej i przetwórstwa rolno-spożywczego. Oczywiście bardzo istotna jest też redukcja emisji CO2 w produkcji energii elektrycznej oraz cieplnej. Rozwój biogazowni, nie tylko rolniczych, wpisuje się w realizację zobowiązań wobec Unii Europejskiej. Przyspieszenie rozwoju tego sektora w Polsce wymaga jednak wprowadzenia wielu usprawnień regulacyjnych, szczególnie w zakresie planowania przestrzennego i systemów wsparcia.76. Energia geotermalna jako odnawialne źródło energii. Energia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) - jeden z rodzajów odnawialnych źródeł energii. Polega na wykorzystywaniu cieplnej energii wnętrza Ziemi, szczególnie w obszarach działalności wulkanicznej i sejsmicznej. Woda opadowa wnika w głąb ziemi, gdzie w kontakcie z młodymi intruzjami lub aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna. Woda geotermiczna wykorzystywana jest bezpośrednio (doprowadzana systemem rur), bądź pośrednio (oddając ciepło chłodnej wodzie i pozostając w obiegu zamkniętym). Energię geotermalną na szeroką skalę wykorzystuje się w Islandii, a w Polsce m.in. na obszarze Podhala. Źródłem energii geotermalnej jest wnętrze Ziemi o temperaturze około 5400 °C, generujące przepływ ciepła w kierunku powierzchni. Początkowo, ciepło wewnętrzne Ziemi pochodziło głównie z kontrakcji grawitacyjnej w okresie formowania się planety. Obecnie, najwięcej ciepła (45 do 90%) pochodzi z rozpadu radioaktywnych izotopów potasu (40K), uranu (238U) i toru (232Th). Źródła ciepła upatruje się też częściowo w ochładzaniu się płaszcza, tarciu wewnętrznym wywołanym siłami pływowymi i zmianami w prędkości obrotu Ziemi. Część energii termicznej jądra transportowana jest do skorupy ziemskiej poprzez pióropusz płaszcza, który może powodować powstawanie plam gorąca i pokryw lawowych. Energia geotermiczna to energia wydobytych na powierzchnię ziemi wód geotermalnych. Energię tę zalicza się do energii odnawialnej, bo jej źródło - gorące wnętrze kuli ziemskiej - jest praktycznie niewyczerpalne. W celu wydobycia wód geotermalnych na powierzchnię wykonuje się odwierty do głębokości zalegania tych wód. W pewnej odległości od otworu czerpalnego wykonuje się drugi otwór, którym wodę geotermalną po odebraniu od niej ciepła, wtłacza się z powrotem do złoża. Wody geotermiczne są z reguły mocno zasolone, jest to powodem szczególnie trudnych warunków pracy wymienników ciepła i innych elementów armatury instalacji geotermicznych. Energię geotermiczną wykorzystuje się w układach centralnego ogrzewania jako podstawowe źródło energii cieplnej. Drugim zastosowaniem energii geotermicznej jest produkcja energii elektrycznej. Jest to opłacalne jedynie w przypadkach źródeł szczególnie gorących. Zagrożenie jakie niesie za sobą produkcja energii geotermicznej to zanieczyszczenia wód głębinowych, uwalnianie radonu, siarkowodoru i innych gazów. Gorące źródła tzw. gejzery są charakterystycznym elementem krajobrazu Islandii, która wykorzystuje je jako źródło ogrzewania i ciepłej wody. Nie wpływa to ujemnie na środowisko naturalne. Polska ma bardzo dobre warunki geotermalne, gdyż 80% powierzchni kraju jest pokryte przez 3 prowincje geotermalne: centralnoeuropejską, przedkarpacką i karpacką. Temperatura wody dla tych obszarów wynosi od 30-130 °C (a lokalnie nawet 200 °C), a głębokość występowania w skałach osadowych od 1 do 10 km. Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych: Bańska Niżna (4,5 MJ/s, docelowo 70 MJ/s), Pyrzyce (15 MJ/s, docelowo 50 MJ/s), Stargard Szczeciński (14 MJ/s), Mszczonów (7,3 MJ/s), Uniejów (2,6 MJ/s), Słomniki (1 MJ/s). Lasek (2,6 MJ/s), Klikuszowa (1 MJ/h).
1. Działy toksykologii.
2. Podaj działy toksykologii teoretycznej oraz omów czym one się zajmują.
3. Podaj działy toksykologii stosowanej (praktycznej) oraz omów czym one się zajmują.
4. Definicja i działy ekotoksykologii
5. Definicja trucizn, toksyczności, zatruć.
6. Zanieczyszczenia żywności - podział i przykłady.
7. Omów czynniki decydujące o toksyczności trucizn.
8. Klasyfikacja trucizn.
9. Podział związków chemicznych na podstawie LD50.
10. Wyjaśnij skróty: LD5o,LC5Oj, ADI, NOEL.
11. Omów rodzaje dawek substancji toksycznych rozróżnianych przez toksykologię.
12. Rodzaje zatruć.
13. Współczesne przyczyny zatruć.
14. Omów drogi wchłaniania ksenobiotyków.
15. Omów drogi wydalania ksenobiotyków.
16. Biotransformacja ksenobiotyków - omów rolę enzymów mikrosomalnych.
17. Podaj i omów reakcje I fazy biotransformacji ksenobiotyków.
18. Podaj i omów reakcje II fazy biotransformacji ksenobiotyków.
19. Działanie toksyczne substancji - zatrucia ostre , podostre i przewlekłe.
20. Źródła wolnych rodników tlenowych.
21. Peroksydacja lipidów - przebieg i znaczenie.
22. Skutki działania wolnych rodników.
23. Enzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
24. Nieenzymatyczne mechanizmy obrony przed działaniem wolnych rodników.
25. Omów działanie rakotwórcze związków chemicznych oraz ich podział ze względu na działanie onkogenne.
26. Na czym polega działanie mutagenne substancji toksycznych.
27. Co to jest działanie teratogenne i embriotoksyczne oraz wpływ na płodność i zdolność rozrodczą.
28. Omów działanie alergiczne ksenobiotyków oraz ich rolę w obecnym środowisku.
29. Kancerogeny występujące w produktach spożywczych.
30. Biogeny i ksenobiotyki wymienić i zdefiniować.
31. Mechanizm toksycznego działania metali na organizm.
32. Wymień i krótko scharakteryzuj główne klasy zanieczyszczeń.
33. Szlaki, którymi zanieczyszczenia dostają sie do ekosystemów wymienić i krótko scharakteryzować.
34. Droga wnikania zanieczyszczeń do wód powierzchniowych.
35. Na czym polega emisja zanieczyszczeń do atmosfery.
36. Gdzie kumulują się w organizmie pierwiastki (metale ciężkie).
37. Na czym polega mechanizm toksycznego działania metali ciężkich na organizm
i środowisko.
38. Czynniki decydujące o toksycznym działaniu pierwiastków.
39. Czynniki wpływające na fizjologie organizmów i postać metalu w wodzie.
40. Biologiczne zanieczyszczenia wody - eutrofizacja.
41. Objawy zatrucia rtęcią.
42. Objawy zatrucia ołowiem.
43. Objawy zatrucia kadmem.
44. Objawy zatrucia arsenem.
45. Jakie substancje i dlaczego zaliczane są do chemicznych zanieczyszczeń wody.
46. Na czym polega degradacja gleby.
47. Wymień rodzaje degradacji gleby i krótko je scharakteryzuj.
48. Co to znaczy że gleba jest zanieczyszczona?
49. Wymień czynniki wpływające na zanieczyszczenia gleby.
50. Wymień i scharakteryzuj naturalne źródła zanieczyszczenia gleby.
51. Wymień i krótko scharakteryzuj antropogeniczne źródła zanieczyszczenia gleby.
52. Co to jest „zmęczenie gleby".
53. Rodzaje zanieczyszczeń gleby.
54. Na czym polega mechaniczne zanieczyszczenie gleby?
55. Co składa się na biologiczne zanieczyszczenie gleby?
56. Wpływ zanieczyszczeń gleby na środowisko i życie człowieka.
57. W jaki sposób można chronić glebę przed jej degradają?
58. Co to jest rekultywacja gleby?
59. Zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego zdefiniować i podzielić.
60. Rodzaje zanieczyszczeń powietrza.
61. Naturalne źródła zanieczyszczenia powietrza.
62. Antropogeniczne źródła zanieczyszczenia powietrza.
63. Tlenki siarki, azotu, węgla jako zanieczyszczenia powietrza - źródła, efekt działania.
64. Ozon jego źródła i znaczenia.
65. Warunki powstawania dziury ozonowej.
66. Skutki niszczenia warstwy ozonowej.
67. Ochrona warstwy ozonowej.
68. Na czym polega efekt cieplarniany (szklarniowy).
69. Mechanizm powstawania kwaśnych opadów atmosferycznych.
70. Odnawialne źródła energii — wymienić i scharakteryzować.
71. Energia promieniowania słonecznego jako odnawialne źródło energii.
72. Energetyka wiatrowa jako odnawialne źródło energii.
73. Energia wodna jako odnawialne źródło energii.
74. Biomasa jako odnawialne źródło energii.
75. Biogaz jako odnawialne źródło energii.
76. Energia geotermalna jako odnawialne źródło energii
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Pytania na egzamin prawo ochrony srodowiska od 2 grupy, Ochrona środowiska
pytania na egzamin zestawy, ochrona środowiska PB
pytania na gospodarkę odpadami, Ochrona Środowiska, Gospodarka odpadami
pytania na egzamin z chemii nieorg II semestr
Pytania na egzamin z fizyki, BUDOWNICTWO, Inżynierka, semestr 2, Fizyka
Pytania na egzamin z Systemu ochrony prawnej UE, Uniwersytet Wrocławski MGR, mgr 2 rok, system ochro
Ochrona biosfery na terenach zagrożonych, Ochrona środowiska, semestr 2
Pytania na egzamin ustny - zabiegi II semestr pracownia chemii kosmetycznej2, Wymagania egzaminacyj
pytania z zarz+dzania-opracowane, Ochrona Środowiska, semestr VI, Zarządzanie ochroną środowiska
PYTANIA NA EGZAMIN Z GIP 2011, gik, semestr 5, GIP
Zagadnienia na egzamin - technologie ochrony środowiska
Pytania na egzamin 2011, Szkoła, PWSZ, semestr VI, stal, wykład
SST na oczyszczanie ulic, Ochrona Środowiska, semestr VII, titom 2014
POKO1 - pytania na egzamin, PW WIP ZIIP, Semestr 3, POKO - Podstawy konstrukcji maszyn
Chemia- pytania na egzamin(1), Technologia Żywności UR, I semestr, Chemia, Egzamin
Pytania na Egzamin z GIP 2012, gik, semestr 5, GIP, gip mój, egzamin
więcej podobnych podstron