1. Działy toksykologii

2. Podaj działy toksykologii teoretycznej oraz omów czym one się zajmują

Toksykologia ogólna - zajmuje się definiowaniem podstawowych pojęć i terminów jak: trucizna, zatrucie, toksyczność oraz opisem zjawisk i współzależności warunkujących powstawanie, rozwój, siłę i zakres działania toksycznego. Obejmuje współzależność budowy chemicznej i działania biologicznego podstawowy biochemiczno- kinetyczny przemieszczania się trucizn w organizmie, biotransformację oraz mechanizmy działania toksycznego.

Toksykologia szczegółowa - zajmuje się systematycznych badaniem i opisem trucizn, uwzględniającym podział na grupy, wynikający z podobieństw ich budowy chemicznej, właściwości lub zastosowań użytkowych

Najważniejsze działy toksykologii szczegółowej

- toksykologia leków w szerokim ujęciu zatruć ostrych, działań niepożądanych i odległych, uzależnień lękowych, narkomanii, dopingu farmakologicznego oraz ograniczeń zdolności psychofizycznych, np. kierowców

- toksykologia metali

- toksykologia rozpuszczalników

- toksykologia środków ochrony roślin i środków chemicznych stosowanych w rolnictwie

- toksykologia tworzyw sztucznych i środków stosowanych w gospodarstwie domowym

- toksykologia związków promieniotwórczych

Toksykologia doświadczalna- podstawowym zadaniem jest:

- opracowanie modeli badawczych umożliwiających śledzenie losów trucizn w organizmie

- wyjaśnianie mechanizmów popowstawania wywoływanych przez nie skutków toksycznych

- przystosowanie ich potrzeb rutynowej oceny toksykologicznej nowych związków chemicznych

- możliwość odniesienia uzyskanych wyników doświadczalnych do organizmu człowieka

Toksykologia przemysłowa zajmuje się:

- swoistym rodzajem trucizn, ekspozycją i terenem narażenia zawodowego

- zmierza do określania zagrożenia oraz ryzyka wynikającego z charakteru produkcji na środowisku pracy

- zajmuje się bieżącą kontrolą zawartości substancji toksycznych w powietrzu pomieszczeń produkcyjnych oraz określenie realnego narażenia organizmu na podstawie testów ekspozycyjnych i wskaźników biochemicznych (nds, dsb)

Ocena narażenia zawodowego

Opis stanowiska pracy, czyli przestrzeni w tym:

- rodzaj i przebieg procesu technologicznego

- rodzaj stosowanych substancji chemicznych, ich działania toksycznego oraz wartości NDS

- czas trwania czynności zawodowych

- liczba pracowników(płeć, wiek, stan zdrowia)

- stosowane środki ochrony osobistej i zbiorowej

- dotychczasowych wyników pomiarów stężenia substancji szkodliwych dla zdrowia w powietrzu środowiska pracy

- identyfikację substancji chemicznych występujących na danym stanowisku pracy

- pobieranie próbek powietrza do badań

- oznaczanie stężenia substancji szkodliwych w próbkach powietrza

- interpretacja wyników. Na podstawie wyników oznaczeń stężenia substancji w powietrzu (oblicza się tzw wskaźnik narażenia, które porównuje się z wartościami NDS, NDSCH i NDSP)

Toksykologia żywności- jej zadaniem jest ochrona konsumentów przed ewentualnym szkodliwym działanie artykułów żywnościowych. W tym celu:

- wykonuje się szczegółowe badania toksykologiczne nowych środków spożywczych i pasz, a także substancji dodawanych lub stykających się z żywności,

- kontroluje się żywność w celu wykrycia obcych substancji pochodzących z: zanieczyszczonego środowiska, z urządzeń przemysłowych, z naczyń i sprzętu domowego, opakowań, środków myjących czy czyszczących oraz odkażających stosowanych podczas chowu zwierząt

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 godzin i śmierć) oraz zatrucia przewlekłe

- stosuje się hemodializę, leczenie monitorowane

b) Toksykologia sądowo- lekarska:

- starsza dziedzina toksykologii, z góry określona sądami i przepisami

- dotyczy zatruć śmiertelnych

c) Toksykologia doświadczalna:

- kierunek użytkowy toksykologii

- służy do określenia pewnych modeli doświadczalnych

- działanie rakotwórcze, teratogenne, odpornościowe

d) Analityka toksykologiczna:

- jedna z dziedzin chemii analitycznej

- zajmuje się poszukiwaniem danych trucizn

- zabezpieczenie analityczne próbek doświadczalnych (jałowe pojemniki)

- diagnostyka chemiczno- toksykologiczna zatruć przyżyciowych (pomaga w toksykologii sądowo- lekarskiej)

- monitoring (ciągła kontrola w przemyśle, środowisku; dotyczy narkomanii, uzależnień lekowych)

e) Ustawodawstwo toksykologiczne:

- bezpośrednio oddziałuje na toksykologię ogólnospołeczną

- dotyczy bezpośredniego oddziaływania

- monitoring (bieżąca kontrola)

- profilaktyka (perspektywy działania zapobiegawczego)

4. Definicja i działy ekotoksykologii

Ekotoksykologia- jest dziedziną wiedzy, która bada występujące w środowisku substancje chemiczne w aspekcie ich oddziaływania na organizmy żywe w sposób długotrwały, systematyczny oraz w niskich dawkach (Rejner 1997)

Ekotoksykologia zajmuje się ochroną systemów ekologicznych przed szkodliwym działaniem syntetycznych substancji chemicznych (Calow)

Ekotoksykologia zajmuje się badaniem szkodliwego działania substancji chemicznych na ekosystemy (Walker i In.)

Ekotoksykologia nauka integrująca ekologiczne i toksykologiczne efekty chemiczne zanieczyszczeń z losami tych zanieczyszczeń w środowisku(przemieszczanie się, przemiany) (Forbes i Forbes)

Na nasz użytek

Ekotoksykologia- nauka polega na kreowaniu intelektualnego modelu świata materialnego. Technologia zajmuje się procedurami i narzędziami oraz ich ogólnym zastosowaniem w zdobywaniu lub wykorzystaniu wiedzy. Praktyka skupia się na rozwiązywaniu poszczególnych przypadków. Mieszanie tych pojęć może być niebezpieczne.

Ekotoksykologia jest nauką o oddziaływaniu substancji toksycznych na organizmy żywe i konsekwencjach tych oddziaływań ujawniających się na poziomach organizacji wyższych niż pojedynczy organizm

5. Definicja trucizn, toksyczności, zatruć

Trucizna- substancja, która po wprowadzeniu do organizmu może powodować uszkodzenia, zaburzenia czynności fizjologicznych i śmierć

Toksyczność - zdolność substancji do wywołania zaburzeń fizjologicznych czynności organizmu i powodowania śmierci

Zahamowanie lub zmiana przebiegu naturalnych procesów biochemicznych zachodzących w organizmie - zachowanie homeostazy, obniżenie „sprawności” organizmu, np. obniżenie płodności, skrócenie czasu trwania życia, wzrost wrażliwości na patogeny, spadek sprawności

Zatrucie- zespół objawów chorobowych wywołanych działaniem substancji toksycznych na organizm

6. Zanieczyszczenia żywności- podział i przykłady

Zanieczyszczenia żywności:

- związki metali: ołów, kadm, rtęć arsen, cynk, miedź, cyna, selen, mangan, chrom, nikiel

- pestycydy- zwiazki te są na ogół związkami o dużej toksyczności, wile z niach za pośrednictwem żywności kumuluje się w organizmie człowieka, co może prowadzić do zatruć przewlekłych, trwałego uszkodzenia układu nerwowego bądź narządów wewnętrznych

- polichlorkowe bifenyle

- dioksyny

- wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)

- azotany (III), azotyny (V) oraz związki N- nitrozowe

- mykotoksyny- ulegają w organizmie człowieka procesowi metabolicznej aktywacji, działając teratogennie i mutagennie

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, lotnośc, stopień rozdrobnienia, budowa chemiczna

8. Klasyfikacja trucizn

Trucizny drażniące- zalicza się do nich związki o dużej aktywności chemicznej (pary i gazy kwaśne oraz amoniak)

Trucizny duszące- uniemożliwiają proces oddychania wskutek obniżenia stężenia tlenu w powietrzu (duszące proste) lub też przez specyficzne działanie na krew i enzymy wpływają na czynności oddechowe(duszące chemiczne); mechanizm ich działaniea polega na:

- wiązaniu hemoglobiny (tlenek węgla) - kompleks tlenku węgla z hemoglobiną jest 25- razy trwalszy niż z tlenem

- pozbawieniu hemoglobiny zdolności do odwracalnego wiazania z tlenem

- blokowaniu enzymów sterujących procesem oddychania (cyjanowodór i jego sole oraz witryle)

Trucizny narkotyczne- wpływają na o.u.n., zwłaszcza na kore mózgową

Trucizny proplazmatyczne- należą do nich związki niszczące strukturę białkową protoplazmy, np. rtęć, ołów, arsen i ich związki oraz organiczne pochodne (np. czteroeltylek ołowiu). Skutki zatrucia nie są początkowo zauważalne, objawiają się one dopiero po długim czasie

9. Podział związków chemicznych na podstawie LD50

Na podstawie (LD50) dokonuje się podziału:

- bardzo toksyczne - LD50  25mg/kg

- toksyczne - LD50 ponad 25 do 200 mg/kg

- szkodliwe - LD50 ponad 200 do 2000 mg/kg

10. Wyjaśnij skróty LD50, LC50, ADI, NOEL, NDS

LD50- dawka smiertelna- wyrażająca się liczbą mg substancji toksycznej na kg masy ciała, która po jednorazowym podaniu powoduje śmierć 50% badanej populacji zwierząt laboratoryjnych

LC50- stężenie śmiertelna, stężenie substancji toksycznje, przy krótym 50% badanej populacji umiera po 14 dniach(lub innycm określonym czasie) od ekspozycji

ADI- dopuszczalna dzienna dawka, określa liczbę miligramów substancji toksycznej wprowadzonej w ciągu dnia do organizmu bez ryzyka zachorowania

NOEL- najwyższe możliwa dawka substancji, która przy przedłużonym okresie przyjmowania (do 6 miesięcy) nie wywołuje żadnych widocznych lub dających się zmierzyć skutków

NDS- takie stężenie substancji, które nie powoduje żadnych zmian w organizmie u pracowników przebywających przez 8 godzin w pracy przez cały okres zawodowy.

11. Omów rodzaje dawek substancji toksycznych rozróżnianych przez toksykologię

Rodzaje dawek:

- dawka graniczna (DC)

- dawka lecznicza

- dawka toksyczna (DT)

- dawka śmiertelna (DL)

Dawka graniczna lub progowa (dosis minima) - ilośc substancji, która wywołuje pierwsze spostrzegalne reakcje biologiczne tkanek; poniżej której nie ma rekacji na podaną toksynę

Dawka lecznicza- dawka, która wykazuje działanie farmakodynamiczne nie wywołując zakłóceń procesów fizjologicznych, odnosi się to do leków i substancji niezbędnych dla organizmu

Dawka toksyczna- najmniejszą ilością substancji mogącą wywołać objawy toksyczne, tzn. wywierać szkodliwy wpływ na organizm. Określana jest w gramach na kilogram ciężaru ciała.

Dawka śmiertelna- wartość LD oznacza dawkę substancji, jaka powoduje śmierć określonego procenta, określonego gatunku zwierząt po jej wchłonięciu.

12. Rodzaje zatruć

Zatrucie ostre- charakteryzują się szybkim rozwojem objawów chorobowych (do 24h) po przujęciu dużej, jednorazowej dawki trucizny

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

Zatrucia rozmyślne- samobójcze, samozatrucia bez tendencji samobójczych, zatrucia zbrodnicze, egzekucje za pomocą trucizn

Zatrucia przypadkowe- omyłkowe przyjęcie trucizny, powikłania lecznicze, zatrucia w wyniku skażenia środowiska naturalnego lub środowiska pracy

13. Współczesne przyczyny zatruć

- leki: narkomania, lekomania, doping

- zatrucia zawodowe: produkcja przemysłowa, magazynowanie, obrót handlowy

- zatrucia rozmyślne: samobójcze, mordercze

- skażenia biosfery: powietrze, gleba, woda

- zatrucia w gospodarstwach domowych: chemikalia, tworzywa sztuczne, kosmetyki

- pestycydy: w ochronie roślin, w higienie ludzi i zwierząt, pozostałości w żywności

- żywność: obce substancje chemiczne, naturalne toksyny, drobnoustroje

14. Omów drogi wchłaniania ksenobiotyków

Sposoby wchłania trucizn

TRUCIZNA=TOKSYNA=KSENOBIOTYK

- przenikanie przez skórę

- drogi układu oddechowego

- wnikanie przez układ pokarmowy

Ksenobiotyki występujące w stanie stałym lub ciekłym oraz ich roztwory mogą przedostawać się do ustroju przez przewód pokarmowy lub skórę. Ksenobiotyki w stanie gazowym, w postaci par lub aerozoli, najłatwiej są wchłaniane w drogach oddechowych. Możliwa jest resorpcja par i gazów przez skórę. Aerozole gromadzą się szczególnie łatwo na owłosionych częściach skóry, dlatego łatwo przenikają do organizmu.

Przenikanie przez skórę:
Skóra składa się z trzech warstw

- naskórek: najbardziej zewnętrzna, ochronna

- skóra właściwa: środkowa, unaczyniona,

-warstwa podskórna: tkanaka tłuszczowa

Trzy sposoby przenikania przez skórę:

- dyfuzja przez naskórek do skóry właściwej

- wnikania przez kanaliki potowe

- wgłąb torebek włosowych

Wchłanianie przez warstwę komórek naskórka stanowi głowny sposób przenikania ksenobiotyków do organizmu.

Wnikanie przez układ oddechowych

Toksyczność pyłów zależy od rozmiarów cząstek

Głównym miejscem wchłaniania ksenobiotyków w drogach oddechowych są płuca ze względu na ich dużą powierzchnię (ok. 90m2) oraz na budowę pęcherzyków płucnych. Tworzy je cienka błona przepuszczalna o słabych właściwościach selektywnych. Do pęcherzyków płucnych dostają się ksenobiotyki występujące w postaci gazów, par i częściowo aerozoli.

Czynniki warunkujące wchłanianie gazów i par w układzie oddechowym

- rozpuszczalnośc w wodzie- rozpuszczalnie w śluzie

- chemiczna reaktywnośc

Wnikanie przez układ pokarmowy

Schemat drogi ksenobiotyku w układzie pokarmowym

- kwasy i zasady organiczne są absorbowane jedynie w formie niezdysocjowanej na drodze dyfuzji pasywnej

- pH płynów ustrojowych:

- soki trawienne (żołądek) 1

- zawartość jelita cienkiego 6,5

- płyny międzykomórkowe 7,4

- mocz 6,8-7,8

Ksenobiotyk wchłonięty przez śluzówkę jamy ustnej omija krążenie wątrobowe, a tym samym metaboliczną aktywność wątroby, może on dłużej pozostać w tkankach w postaci niemetabolizowanej, a więc w biologicznie czynnej postaci. Ze względu na krótki kontakt, w jamie ustnej wchłaniaja się na ogół niewielkie ilości związków.

W żołądku związki chemiczne mieszają się z pokarmem, kwasami żołądkowymi, enzymami trawiennymi i bakteriami. Każdy z tych czynników może zmienić toksyczność wprowadzonego związku chemicznego bądź w skutek modyfikacji związku, bądź też przez wpływ na jego absorpcję. Ze względu na to, że pH soku żołądkowego ma wartośc ok. 1, w żołądku wchłaniaja się, metodą dyfuzji, substancje o charakterze słabych kwasów.

Wchłanianiu w jelitach sprzyja olbrzymia powierzchnia czynna błony śluzowej oraz zmienność treści jelit od słabo kwaśnego w jelicie cienki,, do słabo alkalicznego w końcowych odcinkach. Dla działania ksenobiotyków wchłanianych z jelit istotne znaczenie ma fakt, że przed dotarciem do krwiobiegu trafiają one do wątroby, w której są poddawane działaniu różnorodnych czynników biochemicznych, zmniejszających lub zwiększających toksycznośc substancji. Ponadto wiele substancji wchłoniętych z jelit jest ponownie wprowadzonych do przewodu pokarmowego z żółcią (krążenie wątrobowo- jelitowe)

Wchłanianie ksenobiotyków przez błony

- transport dyfuzyjny

- transport aktywny

Przejście substancji z miejsca kontaktu z ustrojem do krwiobiegu, a także jej transport do różnych tkanek wymagają przekroczenia licznych barier, jakie stanowią błony biologiczne: komórkowe i subkomórkowe.

Ze względu na mechanizm przenikania substancji obcych przez błony biologiczne rozróżnia się następujące możliwośc:

- dyfuzja przez pory

- bierna dyfuzja przez warstwę białkowo- lipidową błony,

- transport przenośnikowy

- transport aktywny

- pinocytoza

15. Omów drogi wydalania ksenobiotyków

Z punktu widzenia toksykologii najważniejszymi drogami wydalania są

- drogi oddechowe(z powietrzem wydychanym)

- układ moczowy (z moczem)

- przewód pokarmowy (z kalem)

- niewielkie ilości wydalone z potem lub sliną nie maja większego znaczenia; wydalanie z mlekiem matki może być istotne z uwagi na wchłanianie trucizny przez niemowlęta

Wydalanie z powietrzen wydychanym

Ten sposób wydlania ma istotne znaczenie w przypadku substancji lotnych. Przyjmuje się, że wydlanie z powietrzem wydychanym jest zalezne od współczynnika podzialu substancji w układzie powietrze/osocze, który dla uproszczenia zastępowany jest układem powietrze/woda. W praktyce ilości wydalone tą drogą są zwykle małe dla substancji mającej współczynnik podziału rzędu 10^-4- 10^-3. Substancje o wyższym wspołóczynniku podzialu wydalane są w znaczących ilościach. Współczynnik podziału z zakresu 0,1-1 powoduje, że szybkość wydalania tą drogą jest duża. Szybkość wydalania substancji obcych przez płuca na ogół nie rośnie liniowo ze wzrostem współczynnika podziału z uwagi na zachodzące procesy biotransformacji

Wydalanie z moczem

Substancjde obce wydalane są z moczem głównie w postaci metabolitów, a tylko nieliczne(np. kwas ftalowy) w niezmienionej postaci. Proces wydalania jest bardzo złożony i składa się z trzech procesów cząstkowych: sączenia kłębuszkowego, biernej dyfuzji kanalikowej i czynnego transportu kanalikowego. Procesy te zachodzą w trzech różnych odcinkach nefronu.

Mechanizm wydalania nerkowego,a szczególnie aktywnego transportu są słabo rozwinięte u noworodków i niemowlat, co z równoczesnym niedorozwojem mechanizmów biotransformacji, zwłaszcza sprzęgania, jest przyczyną ich dużej wrażliwości na zatrucia zarówno lekami, jak i substancjami występującymi w środowisku. W biernym transporcie kanalikowym istotną rolę odgrywa rozpuszczalność danego związku w tłuszczach, sprzyjająca resorpcji zwrotnej, a także postac chemiczna, w jaką przeprowadzony jest związek w procesie II fazy metabolizmu. W efekcie wydajnośc wydalania z moczem substancji o charakterze kwasów sulfonowych, amonoarylowych, hipurowych czy glukoronidów jest duża, co w połączeniu z ich małą aktywnością biologiczną przepsiesza procesy detoksykacji organizmu. W celu okreslenia szybkości usuwania substancji z krwi przez nerki stosuje się pojęcie klirensu. Określa się ja objętością krwi „oczyszczonej” z danej substancji, wyrażoną w mililitrach na minutę.

Wydalanie z kałem

Związki toksyczne zawarte we krwi wnikają do watroby, gdzie są absorbowane z zatokowych naczyń włosowatych do komórek miąższu wątroby. Po metabolizacji przechodzą do zółci lub tez powracają do krwi i sa wydalane przez nerki. Z żółcią so światła przewodu pokarmowego wydalane są związki polarne (sole żółciowe, glukoronidy, bilirubina) oraz związane substancje toksyczne występujące we krwi jako kompleksy o masie czasteczkowej wiekszej od 300. Wydalanie z żołcią związków organicznych zwieksza się wraz ze wzrostem ich amsy cząsteczkowej oraz zawartością grup hydrofilnych i lipidowych. Substancje wydalane z żółcią do dwunastnicy mogą ulegać resorpcji zwrotnej w jelitach na tej samej zasadzie, na jakiej wchłaniaja się inne substancje.

16. Biotransformacja ksenobiotyków- omów rolę enzymów mikrosomalnych

Biotransformacja- przemiany enzymatyczne i nieenzymatyczne jakim ulegają ksenobiotyki. Może przebiegać w płucach, nerkach, jelitach i wątrobie. Najczęściej jednak przebiega w wątrobie przy udziale enzymów wewnątrzkomórkowych zlokalizowanych w mitochondriom, siateczce śródplazmatycznej, lizosomach i cytozolu. Proces ten przebiega w 2 fazach gdzie dochodzi do zniesienia lub zmniejszenia właściwości toksycznych biologicznie czynnych ksenobiotyków. Zachodzi przy udziale enzymów. Reakcje 1-ej fazy czyli r. utl. red. hydrolizy są katalizowane przez układ MOS. Komponenty MOS: cytochrom P450, reduktaza cytochromu P450,fosfolipidy pełnia dwie role: transport gdzie donorem jest NADPH związany z cytochromem P450 oraz transport gdzie dawcą jest NADP związany z cytochromem B5.Enzymy te należą do monooksygenaz i są to enzymy kat w/w reakcje uczestnicząc w biosyntezie i metabolizmie kwasów żółciowych, cholesterolu, hormonów sterydowych jak i ich detoksykacji. Pod wpływem monooksygenaz dochodzi też do reakcji hydroksylacji w wyniku której dochodzi do zwiększenia rozpuszczalności i wydalenia zw.(ksenobiotyków) R, kat przez system MOS; substrat (ksenobiotyk z gr RH) tworzy kompleks z cytochromem P450 ulega następnie redukcji a niezbędne w tej reakcji pochodzą z NADPH związany z cyt. P450, powstały kompleks zredukowany łączy się z 0₂ i powstaje kompleks utleniony, dalej dochodzi do kolejnej redukcji a e pochodzą z NADP związanego z cyt.B5 dochodzi do wytworzenia produktu z gr. OH i wydzielenie wody. Cytochrom P450 powraca do pierwotnej postaci.

17. Podaj i omów rekacje I fazy biotransformacji ksenobiotyków

Reakcje 1-ej fazy to przyłączenie grupy polarnej do ksenobiotyku aby był bardziej rozpuszczalny w wodzie katalizowane przez system MOS. Należą tu reakcje utleniania, redukcji, hydrolizy.

Reakcji utleniania ulegają alkohole, węglowodory aromatyczne i alifatyczne, zw. organiczne zawierające S i N. Reakcja utleniania alkoholi do aldehydom przy udziale dehydrogenazy alkoholowej jest odwracalna, aldehyd jest utleniany do kwasu przy udziale dehydrogenazy aldehydowej jest to reakcja nieodwracalna.

Reakcja redukcji: wodzian chloralu ulega redukcji wg równania CCL₃-C-OHHOH→CCL₃-CH₂OH (alkohol etylowy).

Reakcja hydrolizy: ulegają estry, etery, amidy :Arekolina →arekoidyna + CH₃OH.

Reakcja hydroksylacji: p-nitrotoluen pod wpływem MOS przechodzi w alkohol p nitrobenzylowy dalej pod wpływem enzymów frakcji cytozolowej w aldehyd p-nitrobenzoesowy i w kw. p-nitrobenzoesowy.

18. Podaj i omów rekacje II fazy biotransformacji ksenobiotyków

Powstałe metabolity w l-ej fazie są sprzęgane z substancjami łatwo rozpuszczalnymi w wodzie.

Reakcja sprzęgania z kw. glukuronowym: kw. glukuronowy sprzęgany z fenolem przy udziale glukuronylotransferazy która przenosi aktywny kw. glukuronowy na grupę hydroksylową metabolitu ksenobiotyku, powstaje glukuronian i UDP. Reakcji tej ulegają ponadto kw. karboksylowe, aminy.

Sprzęganie z siarczanem: ATP+SO₄^2-→APS+PP(adenozyno 5'fosfosiarczan) APS+ATP→PAPS+ADP (3fosfoadenozyno5'fosfosiarczan) PAPS+ROH→ROSO3^- +PAP (3fosfoadenozynoS 5'fosforan) aktywacja siarczanu przy udziale ATP powstaje PAPS który jest donorem siarczanu

Sprzęganie z glutationem:

a) tworzenie pochodnych N-acetylocysteiny (kw merkapturowych) z udziałem S-transferazy glutationowej

b) nieenzymatyczne reakcje z udziałem metali ciężkich i związków metaloorganicznych

c) rozkład nadtlenków przez peroksydazę glutationową.

Podczas tego sprzęgania powstają metabolity toksyczniejsze niż związki macierzyste.

Reakcja metylacji: proces w wyniku którego nie dochodzi do zwiększenia rozpuszczalności powstałych metabolitów i nie dochodzi do ich wydalania z ustroju. To proces przeniesienia grupy metylowej z koenzymu S-adęnozynometioniny na cząsteczkę akceptora w obecności metylotransferazy. Produktem jest etylowany substrat i s- adenozylohymocysteina która jest wytworzona z ATP w obecności Mg.

Reakcja acylacji: substancje ulegające tej reakcji to kw. karboksylowe, aminy. Reakcja jest katalizowana przez mitochondrialną acetylotransferazę.

19. Działanie toksyczne substancji- zatrucia ostre, podostre, przewlekłe

Działanie toksyczne może dotyczyć określonych narządów i układów. Działanie to może być fizyczne, substancja nie wchodzi w reakcje chemiczną ze składnikami układu. Działania chemiczne zachodzi reakcja między trucizną a układem biologicznym ustroju. Działanie toksyczne subst. wywołuje niepożądane skutki biologiczne.

Zatrucie ostre- charakteryzują się szybkim rozwojem objawów chorobowych (do 24h) po przujęciu dużej, jednorazowej dawki trucizny

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

20. Omów działanie rakotwórcze związków chemicznych oraz ich podział ze względu na działanie onkogenne

Dzialanie rakotwórcze zw chemicznych w wieli przypadkach jest wynikiem ich przemian w ustroju. Uczestniczą w nich enzymy, zwłaszcza zlokalizowane w wątrobie , a takze enzymy mikroflory przwodu pokarmowego. Wytworzone aktywne metabolity reaguja dopiero z kwasami nukleinowymi i białkami.

Reakcja z DNA wskazuje na podobny mechanizm mutagenezy. W uszkodzeniach DNA Komorek somatycznych upatruje się przyczyn kancerogenezy.

Na występowanie nowotrorow u zwierzat wpływa ogolna ilość substancji jaka wniknęła do ustroju.nawet najmniejsza dawka niezabezpiecza , lecz przedłuza czas ujawnienia się uszkodzem.

O działalniu rakotwórczym niekiedy decyduje droga wnikania(np. nikiel przez skore) . Niektóre związki charakteryzuja się takim dzialanie w stosunku do jednego narzadu , inne do licznych ( związki N-nitrozowe).

Pod wpływem niektórych związków zmiany nowotworowe SA poprzedzone innymi zmianami patologicznymi(np. powstanie kamieni w pęcherzu)

Dość liczna grupa związkow rakotwórczych charakteryzuje się właściwościami alkilującymi in vivo . Są wśrod nich związki naturalne ( alkaloidy pirolizydynowe i syntetyczne ,np. zw Nitrozowe ,epoksydowe,nadtlenki i wiele innych.

Związki rakotwórcze rożnia się znacznie pod wzg.siły dzialania.

Dzialanie rakotworcze to wynik przemian substancji w organiżnie.

Do chemicznych czynnikow rakotwórczych należa ksenobiotyki, które mogą powodowac rozwoj nowotworów złośliwych.wiekszość ksenobiotyków ma aktyw ość genotoksyczną. Mogą indukować dziedziczne zmiany w DNA jadrowym Komorek somatycznych płciowych.

Na etapie inicjacji kancerogenezy indukuja w materiale genetycznym mutacje, które ulegają ekspresji w fazie promocji prowadząc ostatecznie do transformacji nowotworowej komorki. Równocześnie z aktywacja mutagenu zostaje uruchomiony cykl reakcji drożących do usuwania mutagenu przez komorkę.

Kancerogenny to biologiczne aktywne zw. chemiczne, które mogą wiazac się kowalencyjnie z makrocząsteczkami (DNA ,RNA, BIALKA) bez uprzedniej aktywacji w obrębie komorki.

Promutageny to zw o charakterze lipofilowym, które nie działają na DNA bez wcześniejszej aktywacji ( SA biologicznie nie aktywne) w organizmie w wyniku reakcji I fazy mogą być przekształcone do czynników genotoksycznych. Promutagen może pogrupować wielonienasycone węglowodory aromatyczne i heterocykliczne, I,II,III rzędowe aminy, barwniki azotowe, nitrofuran, chlorowcopochodne węglowodory. Niektóre substancje nie są rakotwórcze , ale w momencie podania wcześniejszego lub równoczesnego z kancerogenem wzmagaja jego aktywność.np katechol składnik dymu tytoniowego wzmacnia dzialanie policyklicznych węglowodorów aromatycznych zawartych w dymie.

Aby czynnik rakotwórczy zadziałał musi mieć określoną dawke np. azbest jest rakotworczy gdy jest wdychany przez kilka lat. Kancerogeneza może być kilku etapowa( inicjacja, promotor powstawania raka)

Podzial 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 przygotowaną żywność na grillu powstają WWA.

21. Na czym polega działanie mutagenne substancji toksycznych

Substancje mutagenne charkteryzuja się zdolnościami dowywołania mutacji,tzn zmian w materiale genetycznym, które mogą być dziedziczone .Powstaja one nagle , skokowo, wskutek zmiany genu w nowy allel lub zmiany struktury czy liczby chromosomow. Mutacje wynikaja z budowy związków mutagennych (analogi zasad purynowych i pirymidynowych) ,

Przyłączenia się ich do DNA lub interakcji z wytworzeniem nowych wiazań w DNA. Mutacje powoduja trwałe zmiany w naturalnych genotypach.

Mutacje mogą wywoływac czynniki fizyczne ,chemiczne, niedobor enzymow,promieniowanie,zw.fosfoorganiczne,pestycydy,formalina,benzopiren. np

-HNO₃ dziala dezaminujaca na zasady purynowe (zmiana grupy NH₂ na OH) ,może spowodowac to powstawanie zasad np.ksantyny i dezoksantyny co powoduje nie możliwość replikacji

-formaldechyd -zwiazek alkizujacy zmienia sklad łańcucha DNA przez wyracenie z niego guaniny,ktorą można zastąpić inna zasada.

W mutacjach spowodowanych przez czynniki fiz i chem występujące w srodowiskumozna upatrywac przyczyny chorob genetycznych , wynikających z niedoboru określonego enzymu.

22. Co to jest działanie teratogenne i embriotoksyczne oraz wpływ na płodność i zdolnośc 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).

23. Omów działanie alergiczne ksenobiotyków oraz ich rolę w obecnym środowisku

Ksenobiotyki - subst. obce dla organizmu o charkterze chemicznym i biologicznym, nie występuja w naturalnych przemianach komórkowych. Wnikaja ze środowiska przezskorę, układ pokarmowy i oddechowy.

Działają toksycznie, mutagennie,kancerogennie i teratogennie, ; ulegaja metabolizmowi i biotransformacji w wątrobie.

Trafiaja do biosfery powstając w toku syntez lub podczas rozpadu wieli milionów związków i ich produktów ubocznych wytwarzanych w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym

( leki, trucizny, srodki ochrony roślin, kosmetyki, srodki owadobójcze, konserwanty zywnosci, używki, mykotoksyny i inne)

Reakcje organizmu na ksenobiotyki;

-obnizenie odporności komórkowej i humoralnej

-obnizenie odporności przeciwzakaźnej i przeciwnowotworowej

-niedobory pierwotne i wtórne

-choroby autoagresyjne

-nadwrażliwość typu póżnego

-alergie

Toksyczność:
- ostra (wywołuje śmierć)
- przewlekła może być na poziomie
• molekularnym
• komórkowym
powoduje uszkodzenie tkanek i narządów wewnętrznych oraz upośledzenie funkcji
Uszkodzenie funkcji jest to ostatnia faza toksyczności przewlekłej.
Rodzaje ksenobiotyków:
- działanie hepatotoksyczne (wątroba)
- działanie nefrotoksyczne (nerki)
- działanie embriotoksyczne
- działanie genotoksyczne ( w czasie tworzenia DNA)
- działanie neurotoksyczne (zaburzenia natury psychicznej)
Konsekwencje działania ksenobiotyków:
- blokowanie oddychania tkankowego
- unieczynnienie hemoglobiny i transportu tlenu
- imunosupresja ( obniżona odporność immunologiczna)
- uszkodzenie błon komórkowych cytoplazmatycznych ( przenikanie bakterii w całym organizmie)
Ksenobiotyki łączą się z białkami i ulegają biotransformacji i mogą być wydalone jako metabolity. Metabolity powstają w wyniku działań mikrosomalnych. W przypadku powstania metabolitów o słabszej toksyczności ( to jest nie aktywnych biologiczne) następuje detoksykacja organizmu. Gdy metabolity mają silniejsze działanie od związków wyjściowych występuje aktywacja metaboliczna.
Przykładem biotransformacji ksenobiotyków są jednoelektrolitowe reakcje utleniania i redukcji w wyniku, których powstaje woda i wolne rodniki,które są szalenie toksyczne. Mimo krótkiego trwania w organizmie niszczą bony cytoplazmatyczne.
Tkanki zwierzęce wrażliwe na ksenobiotyki:
- nabłonkowa
- łączna
• szkieletowa
• chrzęstna
• włóknista
- mięśniowa
• poprzecznie prążkowana
• gładka
• poprzecznie prążkowana serca
- tkanka nerwowa
- płyny ustrojowe
• krew
• limfa
• płyn tkankowy
Wpływ ksenobiotyków na rozwój płodu
- uszkodzenie materiału genetycznego komórek rozrodczych rodziców
- zaburzenia w metabolizmie matki
- zaburzenia w oddychaniu zarodka
- zaburzenia procesów kostnienia
- upośledzenia psychiczne i neurologiczne
- niedobory enzymatyczne
Niekiedy zatrucie jest widoczne w tkance, mimo że toksyna została wydalona. Zachodzi to w tedy, gdy enzym zdezaktywował się przez ksenobiotyk a tym samym pozbawił organizmu funkcji życiowych. Największą odporność na ksenobiotyki mają osobniki dojrzałe płciowo.
Przykładem enzymu zdezaktywowanego może być zatrucie związkami fosforoorganicznymi, które łączą się praktycznie nieodwracalnie z esterazą acetyholiną

Celem wydalania jest całkowita dezaktywacja ksenobiotyku w całym organizmie lepsze rozpuszczenie i szybsze wydalanie. Biotransformacja ksenobiotyku zachodzi głównie w komórkach wątroby, choć zaangażowane są nerki, płuca i skóra. W wątrobie najistotniejsze są mikrosomy (białka) najbogatsze źródło enzymów metabolizujących ksenobiotyki. Enzym te to monooksygenazy.
Niektóre ksenobiotyki wprowadzane do ustroju mogą stać się czynnikiem toksycznym w wyniku biotransformacji. (reakcja utleniania i redukcji)
ALERGIA-obrona organizmu

jest swoista nabytą r-cja organizmu na substancje typu bałka, glikoproteiny, wielocukry, które zostały do niego wprowadzone - pierwszy inicjujący kontakt przebiega bezobjawowo , dopiero nastepny wyzwalający wywołuje zmiany chorobowe.

jest przyczyną wielu chorob ;katar sienny,pokrzywki, skurcze,wymioty, biegunki itd.

mechanizm polega na zaburzeniu przemian biochemicznych . wkomorkach prowadzi do uwolnienia subst toksycznych gł.histaminy. uklad immunologiczny ma zdolność do zapamiętywania struktury określonego antygenu i w chwili ponownego jego wniknięcia jest onlikwidowany przez gotowe przeciwciala. czasem w przypadku częstej inwazji uklad immunologiczny zaczyna reagowac w sposób przesadnie silny. doprowadza do likwidacji tego antygenu kosztem uszkodzonych własnych komorek i narządów, w ten sposób powstaje alergia.

srodki spozywcze mogą być czynnikiem uczulajacym(mleko jaja ryby orzechy banany pomidory guma do zucia)

testy alergiczne:proby naskorkowe, wcierania mechanicznego, wielokrotnego nawizania, oznaczaie połowicznego czasu drażnienia .

24. Kancerogeny występujące w produktach spożywczych

Mykotoksyny- są silnie toksycznymi związkami produkowanymi przez pleśnie. Stanowią one najgroźniejsze zanieczyszczenie pojawiające się przede wszystkim w czasie przechowywania licznych produktów żywnościowych, wśród których najczęściej wymienia się kukurydzę i orzechy ziemne. Spośród wielu klas związków należących do grupy mykotoksyn tylko dla trzech udowodniono, iż mają właściwości rakotwórcze, a są to aflatoksyny i sterigmatocystyna wpływające na tworzenie się nowotworów wątroby oraz ochratoksyna A wywołująca nowotwory nerek.
Nitrozoaminy
W produktach pojawiają się jako dodatki wykorzystywane w produkcji żywności, czy też jako konserwanty dodawane do gotowych produktów. W diecie zbilansowanej, bez zdecydowanej przewagi jednego ze składników nitrozoaminy nie są zbyt szkodliwe. Najbardziej niebezpieczną, bo najpowszechniej występującą w pożywieniu nitrozoaminą jest N-nitrozodimetyloamina. Zbyt wysokie spożycie produktów bogatych w konserwanty i poddanych obróbce termicznej może powodować indukcję nowotworów wątroby, jelita grubego, płuc, trzustki, czy też żołądka. Wszystkie nitrozoaminy mają także właściwości mutagenne. Szczególnie duża koncentracja nitrozoamin występuję w wędzonych kiełbasach, salami, bekonie, szynce, wołowinie czy hamburgerach.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) pojawiają się w wyniku obróbki termicznej mięsa. Zostały one wykryte również w liściach herbaty, produktach mlecznych, owocach, warzywach, olejach oraz zbożach. W produktach żywnościowych WWA powstają przede wszystkim podczas smażenia oraz pieczenia, szczególnie nad otwartym ogniem, np. na ruszcie. Tworzą się wskutek nie tyle samego ogrzewania, co przemian tłuszczu. Silnie rakotwórczym przedstawicielem tej grupy jest najszerzej badany kancerogen benzopiren.
Heterocykliczne aminy aromatyczne (HAA) powstają w wyniku obróbki termicznej wielu rodzajów żywności, przede wszystkim o dużej zawartości białka. Związki te są niezwykle silnymi mutagenami i kancerogenami. Pojawiają się one w żywności w wyniku ich obróbki termicznej w temperaturach powyżej 150°C. Właśnie w takiej temperaturze dochodzi do reakcji aminokwasów budujących białka z kreatyną i cukrami występujących w mięśniach (proces ten nazwany został reakcją Maillarda). HAA powstają głównie na powierzchni mięsa i ryb pieczonych nad otwartym ogniem (chrupiąca skórka). Na ilość HAA wpływ mają: czas i temperatura obróbki. Im dłużej pieczemy, smażymy, grillujemy czy też gotujemy, tym większa ilość HAA pojawia się w produkcie finalnym; rodzaj mięsa. Największa ilość HAA znajduje się w dobrze wysmażonym, czerwonym mięsie; sposób przyrządzania. Mięso gotowane i niemarynowane ma mniej HAA niż poddane jakiejkolwiek obróbce. Nawet niewielka ilość HAA może powodować uszkodzenia DNA. Istnieją również udokumentowane przypadki uszkodzenia komórek mięśnia sercowego. Jednak to działanie mutagenne i kancerogenne jest najbardziej niebezpieczne. Udowodniono, że HAA mają wpływ na powstawanie raka jelita grubego oraz raka piersi.
Nasycone kwasy tłuszczowe- jak wykazują badania, wysokie spożycie przetworzonych produktów zawierających tłuszcz zwierzęcy w szczególności promuje rozwój raka piersi, jelita grubego i prostaty. Mechanizm tego zjawiska nie jest do końca poznany, jednak najprawdopodobniej nasycone kwasy tłuszczowe sprzyjają zwiększonej produkcji hormonów płciowych, mających pronowotworowy wpływ na niektóre tkanki. Ważny udział w powstawaniu i rozwoju nowotworu może mieć nadmiar cholesterolu. W jelicie grubym składnik ten przekształcany jest przez bakterie do koprostanolu oraz cholestanonu. Związki te stymulują rozwój raka jelita grubego i odbytu. Nadmierne spożycie tłuszczów zwierzęcych może także prowadzić do zwiększonego wytwarzania prostaglandyn (hormonów tkankowych), które dynamizują rozwój komórek nowotworowych oraz sprzyjają niepohamowanemu ich rozrostowi.
Pestycydy stosowane są w procesie niszczenia pasożytów zarówno roślin jak i żywych organizmów. Liczbę tego typu związków szacuje się na ok. 1000. Zatrucie człowieka pestycydami może nastąpić w skutek pomyłki, celowo lub też w wyniku gromadzenia się niewielkich ilości pestycydów przez dłuższy okres czasu w organizmie człowieka. Najbardziej niebezpieczne są insektycydy, które mogą doprowadzić do poważnego uszkodzenia nerek i wątroby. Wymienione już wcześniej DDT, kumuluję się również w wątrobie, a także mózgu i sercu. O ile wiele pestycydów może zostać zneutralizowanych w wyniku działania czynników deoksydancyjnych, o tyle DDT wykazuje bardzo dużą odporność na nie. Na szczęście w całej Unii Europejskiej oraz w państwach określanych jako zachodnie przepisy dotyczące zawartości pestycydów w produktach finalnych są bardzo restrykcyjne, a odpowiednie kontrole bardzo powszechne. Ryzyko ze strony pestycydów jest z biegiem czasu coraz mniejsze.
Dioksyny są bardzo niebezpiecznymi związkami mającymi działanie mutagenne i kancerogenne. Powstają w wyniku procesów spalania odpadów przemysłowych, węgla kamiennego itp. Do organizmu najczęściej dostają się z pożywieniem, gdyż pyły pozostające z procesów spalania przenoszą się na bardzo duże odległości zanieczyszczając glebę oraz wodę. Podobnie jak pestycydy dioksyny bardzo dobrze rozpuszczają się w tłuszczach, a ich źródłami są: mięso i jego przetwory, ryby, mleko i jego przetwory oraz jaja. W mięsie pojawiają się głównie z powodu zanieczyszczenia pasz, którymi karmione są zwierzęta. Również opisana już obróbka termiczna pożywienia wpływa na powstawanie dioksyn.
Metale ciężkie- największe zagrożenie z pewnością stanowią kadm, ołów oraz rtęć. Potrafią one kumulować się w organizmie, mają długi okres półtrwania, a tym samym toksyczność chroniczną. Poważne zatrucia są raczej rzadkie, to jednak ciągłe ich przyjmowanie nawet w niedużych dawkach może prowadzić do zaburzeń przewlekłych. Należą do nich: zmiany w syntezie białek, zaburzenia wytwarzania ATP, uszkodzenia układu nerwowego, krwionośnego, czy też pokarmowego. Metale ciężkie kumulują się głównie w kościach, mózgu, wątrobie, nerkach i mięśniach. Bardzo ważne w przypadku "profilaktycznej" walki z metalami ciężkimi jest odpowiednia dieta. Zdolności do redukcji zagrożenia mają białka, błonnik pokarmowy, witaminy C, D i E, B1, a także niektóre minerały. Głównym "źródłem" metali ciężkich są rośliny w związku ze stałym kontaktem z zanieczyszczoną glebą, ryby i skorupiaki w przypadku rtęci, a także kadm i ołów w przypadku ziemniaków.

25. Biogeny i ksenobiotyki, wymienić i zdefiniować

BIOGENY - 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 - substancja obca o potencjalnym działaniu toksycznym, egzogenne, hydrofobowe, lipofilowe (rozpuszczalne w tłuszczach, estrach); nie można ich zaliczyć do żadnej grupy charakterystycznej dla składników chemicznych, nie ulegają normalnym reakcjom metabolizmu, większość z nich ulega w organizmie ludzkim biotransformacji;

Ich toksyczne działanie wynika z kowalencyjnego wiązania z podstawowymi makrocząsteczkami komórki,; działanie: mutagenne i kancerogenne (rakotwórcze)

Zalicza się do nich:

- leki (np. antybiotyki)

- środki bardzo silnie działające (trucizny, np. dioksyna)

- środki produkowane przez przemysł (kosmetyki, środki ochrony rośli, środki owadobójcze, używki, konserwanty żywności.

26. Mechanizm toksycznego działania metali na organizm

Toksykologia metali ciężkich obejmuje wiele pierwiastków, których masa atmowa jest większa od masy atomowej sodu, a gęstość większa od 5g/cm³. Tradycyjnie do grupy tej zalicza się także pierwiastki o charakterze półmetali (As, Sb). Czynnikiem wpływającym na „priorytetowość” danej trucizny oraz na zainteresowanie nią toksykologów jest wsytąpienie epidemii zatruć u ludzi. Ze względu na specyficzne warunki panujące w przemyśle, niemal wszystkie metale ciężkie wywołują zatrucia śmiertelne u ludzi. Choć epidemie zatruć w populacji generalnej występują rzadko, budzą jednak duży niepokój społeczny. Istotną cechą metali ciężkich jest ich duża trwałość środowiskowa, a rozwój cywilizacyjny przyczynia się do dalszego wzrostu ich poziomów w różnych elementach środowiska. Spośród omawianych metali: kadm, ołów oraz rtęć ulegają kumulacji w ustroju człowieka, natomiast inne są stosunkowo szybko wydalane z organizmu. Pochodzenie organiczne tych metali (tetraetylek ołowiu, metyl ortęć) wykazują duże powinowactwo do tkanki nerwowej, a efektem krytycznym jest uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego. Z kolei formy nieorganiczne (Cd, Hg, Pb, Ni) cechuje działanie neurotoksyczne, choć nie zawsze jest to efekt krytyczny. Toksyczność związków o dużej lotności (arsenowodór, tetraetylek ołowiu oraz częściowo karbonylek niklu) zasadniczo ogranicza się do zatruć ostrych. Cechą wspólną chromu oraz niklu jest silne działanie uczulające, obserwowane zarówno u osób narażonych zawodowo, jak również populacji generalnej. W przypadku rtęci można wymienić trzy grypu związków, które wywołują różne działanie i na które sa narażone różne populacje. O ile zatrucia parami rtęci oraz pochodnymi nieorganicznymi tego metalu występują głównie w przemyśle, o tyle pochodne organiczne (metyl ortęć) stanowią przede wszystkim problem toksykologi środowiskowej. Wiele metali ciężkich uznano za czynniki rakotwórcze dla człowieka, lecz właściwość tę wykazano wyłącznie w przypadku narażenia zawodowego i tylko w odniesieniu do raka płuc. Wyjątek stanowi arsen, którego działanie kancerogenne wykazano także w populacji generalnej, a ponadto stwierdzono jego rolę w powstawaniu nowotworów również innych organów.

27. Wymień i krótko scharakteryzuj główne klasy zanieczyszczeń

Ze względu na pochodzenia:

- naturalne- zasolenia, zanieczyszczenia związkami żelaza

- sztuczne- pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych

Ze względu na stopień szkodliwości

- bezpośrednio szkodliwe np. fenole, kwas siarkowy

- pośrednio szkodliwe- prowadzące do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie

Ze względu na źródło

- punktowe- ścieki pochodzące głównie z zakładów przemysłowych z aglomeracji miejskich

- zanieczyszczenia powierzchniowe/ obszarowe- zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych

- ze źródeł liniowych lub pasmowych- zanieczyszczenia komunikacyjne

Wg kryteriów trwałości zanieczyszczeń

- rozkładalne- ścieki domowe

- nierozkładalne- sole metali ciężkich

- trwałe- pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej

28. Szlaki, którymi zanieczyszczenia dostają się do ekosystemów, wymienić i krótko scharakteryzować

- niezamierzone- uwalniane, towarzyszące aktywności człowieka np. katastrofy, prace górnicze i wydobywcze, katastrofy okretów, pożary

- usuwanie odpadów: ścieków, odpady przemysłowe,

- rozmyśle stosowanie biocydów

29. Droga wnikania zanieczyszczeń do wód powierzchniowych

- wloty ścieków: zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne pochodzące z obiektów produkcyjnych i gospodarstw domowych, detergenty, są wysoce zmienne: zalezne od rodzaju ścieków, od podjętych zabiegów oczyszczania ścieków

- wloty z obiektów produkcyjnych zależne od rodzaju aktywności źródła: szerokie spektrum zanieczyszczeń z przemysłu chemicznego, metale ciężkie w związku z pracami wydobywczymi, zakłady celulozowe

- wyloty z elektrowni jądrowych- podlegają regularnej rejestracji skażeń oraz ścisłej kontroli w większości krajów

- spływy z lądów- różnorodne źródła, zanieczyszczenia składowane na powierzchni ziemi, pestycydy. W zasadzie niekontrolowane i trudne do zmierzenia

- z powietrza- strącane z deszczem lub śniegiem, bezpośrednie stosowanie biocydów, przypadkowe zanieczyszczenia w wyniku oprysków i opyleń

- zrzucanie do morza- ścieki surowe, substancje promieniotwórcze i toksyczne odpady w zaplombowanych kontenerach zrzucanych na dno oceanu( czasem wyraża sięo bway czy po dłuższym czasie kontenery nie niszczą i odpady nie wydostają się z nich do wody)

- uwalnianie z szybów i terminali naftowych: węglowodory. Czasami przypadkowo, czasami w wyniku wojny

- katastrofy okrętów: węglowodory i niektóre inne zanieczyszczenia organiczne

30. Gdzie kumulują się w organizmie pierwiastki (metale ciężkie)

nerki (Kadm, Ołów, Rtęć), wątroba (Kadm, Arsen, Ołów, Rtęć ), nadnercze(kadm), płuca (kadm), kości (Kadm, Arsen, Ołów), narządy rozrodcze(kadm), włosy (Arsen, Rtęć), paznokcie (Arsen, Rtęć), skóra (Arsen), zęby(Ołów )

Pierwiastek Akumulacja Działanie toksyczne
Kadm nerki, wątroba, nadnercze, płuca, uszkodzenie nerek
nadciśnienie
deformacja kości
zmiany nowotworowe
zaburzenia nowotworowe
bezpłodność
Arsen włosy, paznokcie, skóra, kości, wątroba zmiany skórne
zmiany nowotworowe
uszkodzenie przewodu pokarmowego
Ołów nerki, wątroba, kości, zęby uszkodzenie wątroby i nerek
uszkodzenie komórek mózgu
uszkodzenie kości
uszkodzenie układu nerwowego i naczyniowego
Rtęć włosy, paznokcie, nerki, wątroba uszkodzenie struktury DNA
zaburzenia enzymatyczne
zaburzenia psychiczne
porażenie układu nerwowego

31. Na czym polega mechanizm toksycznego działania metali ciężkich na organizm i środowisko

Mechanizmy działania toksycznego metali można podzielić na trzy zasadnicze kategorie: blokowanie ważnych grup funkcyjnych w biomolekułach (np. białkach i enzymach); wypieranie ważnych jonów metalu z biomolekuł; zmiana aktywnej konformacji biomolekuł. Takie oddziaływania mogą spowodować śmierć w przypadku ekspozycji na duże stężenia. Kiedy poziom ekspozycji nie przekracza dawki śmiertelnej, zatrucia przejawiają się w postaci uszkodzenia strukturalnego (histologicznego lub morfologicznego), funkcjonalnego (wzrost, rozwój), biochemicznego (krew i enzymy) oraz reprodukcji.

Toksyczne działanie powyższych metali wiąże się m.in. ze zdolnością do kumulacji w organizmie, w tym w kościach, nerkach, i mózgu, zaburzenia w funkcjonowaniu układu rozrodczego między innymi u zwierząt. Na ich szkodliwe działanie narażone są również rośliny. Najbardziej skażone są rośliny uprawiane na terenach uprzemysłowionych, w miejskich ogródkach działkowych oraz pobliżu dróg o dużym natężeniu ruchu samochodowego Ich sole oraz tlenki mogą być przyczyną groźnych zatruć ostrych i przewlekłych, chorób układu krążenia, układu nerwowego, nerek, chorób nowotworowych. Część metali ciężkich nie wchłania się do organizmu w postaci pierwiastkowej.

32. Czynniki decydujące o toksycznym działaniu pierwiastków

Działanie metali ciężkich może być jednak różne w zależności od rodzaju metalu i postaci, w jakiej występuje, spożytej dawki oraz stanu organizmu (wiek, ogólna kondycja). Stężenie tego pierwiastka, częstość występowania

33. Czynniki wpływające na fizjologie organizmów i postać metalu w wodzie

34. Źródła rtęci w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

jest toksyczna zwłaszcza w postaci metylortęci lub jej pochodnych. Jej działanie toksyczne związane jest z powinowactwem do grup sulfhydrylowych, karboksylowych, aminowych, aminokwasów. Polega na blokowaniu ich biochemicznych funkcji. Wnika przez układ pokarmowy, przez układ oddechowy (80%). Najwięcej rtęci kumuluje się w nerkach. Powoduje ona choroby układu nerwowego, świadczące o uszkodzeniu tkanki mózgowej, takie jak: zaburzenia psychiczne, utratę wzroku, osłabienia sluchu, zaburzenia funkcji nerek. Wydalanie rtęci z organizmu odbywa się głównie z moczem, kałem śliną i mlekiem

Źródła: przemysł wydobywczy, duże zakłady chemiczne, , produkcja barwników, fungicydów

35. Źródła ołowiu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

Do organizmu dostaje się przez układ oddechowy i pokarmowy. Pb wprowadzony do organizmu przechodzi prawie w całości do krwi łączy się z białkiem osocza. Część podlega odkładaniu w kościach tkankach miękkich, reszta jest wydalana. Pb gromadzony stopniowo powoduje zmiany patologiczne. Najbardziej narażone narządy to: wątroba, nerki, szpik, mózg. Może prowadzić do uszkadzania układu sercowo- naczyniowego, powoduje zaburzenia hormonalne, a także cytogenetyczne mogące prowadzić nawet do bezpłodności.

36. Źródła kadmu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

Żródła: produkcja akumulatorów, antykorozyjne powlekanie galwaniczne powierzchni stalowych, barwniki do tworzywa sztucznych i szkła, stabilizatory PCV, fungicydy, pręty kontrolne w reaktorach atomowych, aktywność wulkaniczna. U ludzi istotne są dwie drogi wchłaniania kadmu: inhalacyjna i pokarmowa (wchłanianie przez skórę jest niewielkie). Wchłanianie kadmu z przewodu pokarmowego wynosi ok. 5%, natomiast droga inhalacyjną 5-20%. U ludzi kad kumuluje się w początkowym odcinku jelita cienkiego. Ok. 50% ustrojowego kadmu wiążą nerki i wątroba. Okres połowicznego wydalania kadmu z ustoju wynosi ok. 20lat. Przy narażeniu inhalacyjnym stwierdzono gorączkę, bóle głowy, gardła i w klatce piersiowej, zaburzenia oddychania, kaszel i zapalenie spojówek. Powstaje obrzęk płuc, śródmiąższowe zwłóknienie płuc. Przy zatruciach droga pokarmowa obserwuje się: wymioty, biegunkę i silne bóle brzucha, po II wojnie światowej w dolinei rzeki Jintsu stwierdzono Chorobę Itai-itai- silne bóle stawów i kości, zmiany w kościach, wielkokrotne złamania i zniekształcenia będące bezpośrednią przyczyną zgonów.

37. Źródła arsenu w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

Arsen zyskał sonie miano „króla trucizn”. Otrzymywany jest głównie jako produkt uboczny przy wytopie rud miedzi, ołowiu, niklu i złota. Znaczne ilości arsenu używa się również w garbarstwie oraz do impregnacji drewna w celu zabezpieczenia przed owadami i grzybami. Droga inhalacyjna jest główną droga wchłaniania. Ograniczone dane wskazują, że wydajnośc wchłaniania w płucach wynosi co najmniej 40-60%. Nieorganiczne związki arsenu wchłaniają się z przewodu pokarmowego z wydajnościa 55-90%. Wykazuje duże powinowactwo do grup -SH. Dawka śmiertelna arszeniku dla człowiek wynosi 70-180mg. Zatrucia ostre drogą pokarmową objawia się uszkodzeniem żołądka i jelit- silnymi wymiotami i biegunką, często krawą. Następuje w skutek tego odwodnienie ustroju może doprowadzić do wstrząsu. Ponadto występują skurcze mięśni, obrzęk twarzy i zaburzenia czynności serca.

38. Źródła WWA w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

39. Źródła PCB w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

Głównymi źródłami emisji PCB do środowiska są

• urządzenia elektryczne (transformatory i kondensatory)

• energetyka

• produkcja żelaza i stali.

• Składniki plastyfikatory i impregnaty

• Składniki płynów hydraulicznych

• smary odporne na wysoką temperaturę

• do wyrobu opakowań

• jako składniki farb drukarskich

• jako dodatki w preparatach owadobójczych

• jako dodatki do klejów i tworzyw sztucznych

• nielegalne wysypiska

• pożary urządzeń zawierających PCB,

• wylewanie przepracowanych olejów bezpośrednio do gleby

• wycieki z kondensatorów i transformatorów, itp.

Najwięcej PCB organizm ludzki pobiera wraz z żywnością (ok 97%), zdecydowanie mniej z powietrzem i wodą. Najbardziej skażone są surowce i produkty pochodzenia morskiego oraz ryby słodkowodne. W żywności pochodzenia zwierzęcego najwięcej PCB znajduje się w produktach bogatych w tłuszcz (tłuste ryby, wątroby, tkanka tłuszczowa).

Najwyższe stężenia PCB stwierdza się w żywności pochodzenia zwierzęcego, zwłaszcza w rybach, tłuszczach, jajach i mięsie, a najniższe w warzywach i owocach. W Polsce zawartość PCB w zbożach i jego przetworach oraz w innych artykułach spożywczych pochodzenia roślinnego jest na ogół niska i nie przekracza 10 mg/kg. Ma to istotny wpływ na stężenia tych związków w mleku krowim, tłuszczach, jajach i mięsie. Istotny problem stanowi jednak skażenie ryb i ich przetworów, przy czym stopień skażenia zależy od gatunku ryb i lokalizacji łowiska.

W organizmach:

ulega biokumulacji w tkance tłuszczowej, powodując trwałe uszkodzenia układu nerwowego, wątroby, śledziony, nerek, może być przyczyną chorób skóry, zaniku grasicy, a nawet bezpłodności.

W obrazie ostrego zatrucia PCB dominuje trądzik chlorowy manifestujący się zaskórnikami i torbielami na skórze twarzy, klatki piersiowej i pleców, przebarwieniem skóry oraz utratą włosów na twarzy i klatce piersiowej. Z innych objawów ostrego zatrucia PCB należy wymienić powiększenie tarczycy, zapalenie oskrzeli, uszkodzenie wątroby, upośledzenie odporności humoralnej i komórkowej, wzrost podatności na choroby infekcyjne, obwodową neuropatię czuciową oraz zaburzenia miesiączkowania u kobiet. U noworodków, pochodzących od kobiet zatrutych PCB, obserwowano obniżoną masę urodzeniową ciała, przebarwienie skóry i błon śluzowych, obrzęk twarzy, przerost dziąseł, wytrzeszcz oczu oraz upośledzenie procesu mineralizacji kości czaszki.

40. Źródła pestycydów w środowisku, wnikania do organizmu, objawy zatrucia

41. Podział i zastosowanie pestycydów

1. Zoocydy - środki do zwalczania szkodników zwierzęcych:

1. Insektycydy - środki owadobójcze,

2. Rodentycydy - środki gryzoniobójcze,

3. Moluskocydy - środki slimakobójcze,

4. Nematocydy - środki nicieniobójcze,

5. Larwicydy - środki larwobójcze,

6. Aficydy - środki mszycobójcze,

7. Akarycydy - środki roztoczobójcze,

8. Owicydy - środki do niszczenia jaj owadów i roztoczy.

2. Fungicydy - środki grzybobójcze.

3. Herbicydy - środki chwastobójcze.

4. Regulatory wzrostu - środki stymulujące
   lub hamujące procesy życiowe roślin:

1. Defolianty - środki do odlistniania roślin,

2. Desykanty - środki do wysuszania roślin,

3. Defloranty - środki do usuwania nadmiernej ilości
   kwiatów.

5. Atraktanty - środki zwabiające.

6. Repelenty - środki odstraszające.

42. Metody usuwania pestycydów z roztworów wodnych

Sorpcja- proces sorpcji jest realizowanu najczęściej z zastosowaniem granulowanego węgla aktywnego na złożach wysokości od 0,4 do 4,0m, co przy stosowanych najczęściej prędkościach filtracji (3-17m/h) zapewnia czas kontaktu 5-24min. Na skuteczność sorpcji pestycydów wpływa ich rozpuszczalność; pestycydy fosforoorganiczne (lepiej rozpuszczalne) są gorzej usuwane od chloro organicznych (trudno rozpuszczalnych)
Utlenianie chemiczne z zastosowaniem chloru, ozonu lub nadmanganizniu potasu okazało się skuteczniejszym sposobem rozkładu pestycydów fosforoorganicznych niż chloro organicznych. Wyniki utleniania były funkcją rodzaju i stężenia badanych pestycydów i utleniaczy oraz czasu kontaktu. Zastosowanie chloru i nadmanganizniu potasu prowadziło w niektórych przypadkach do powstania ubocznych produktów toksycznych.
Po chemicznym utlenianiu (zwłaszcza chlorem) jest wskazana sorpcja węglu aktywnym.
Metody usuwania pestycydów z roztworów wodnych
Stosowane procesy membranowe:
- odwróconą osmozę (RO)
- nanofiltrację (NF),
- ultrafiltrację (UF),
W procesie RO efektywność usuwania pestycydów dochodziło do 99,5%, natomiast zastosowanie NF pozwoliło na usunięcie tych zanieczyszczeń w 70-90%
Biodegradacja
Bakterie należą m.in. do rodzaju: Pseudomonas, Xantobacter, Arthobacter, Acinetobacter wykorzystują związki organiczne jako źródło węgla, rozkładając je do CO2 i H2O. Coraz częściej stosuje się kultury mieszane, nazywane też konsorcjami drobnoustrojów, które posiadając dużą aktywność enzymatyczną, mogą doprowadzać do całkowitej degradacji niektórych pestycydów. Podatność pestycydów na biodegradację można zwiększyć, stosując wstępne ozonowanie.
Procesy kombinowane
Najlepsze efekty w usuwaniu zanieczyszczeń pestycydowych można osiągnąć, stosując kilka procesów jednostkowych, połączonych w ciąg technologiczny. 

43. Na czym polega emisja zanieczyszczeń do atmosfery.

To wprowadzanie do środowiska wytworów działalności człowieka a w szczególności: substancji (np. zanieczyszczeń stałych, ciekłych lub gazowych), energii (np. hałasu, wibracji, promieniowania) do atmosfery. Najczęściej i najbardziej zanieczyszczają atmosferę: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz pyły. Ogólnie zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są: uprzemysłowienie, przemysł energetyczny, przemysł transportowy. Pochodzenia antropogenicznego: najważniejsze z nich to: dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NxOy), pyły węglowe (X2), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2), ozon troposferyczny (O3), ołów (Pb), pyły. Źródłami zanieczyszczeń powietrza są m.in.: chemiczna konwersja paliw, wydobycie i transport surowców, przemysł chemiczny, przemysł rafineryjny, przemysł metalurgiczny, cementownie, składowiska surowców i odpadów, motoryzacja. Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza to: wybuchy wulkanów, wietrzenie chemiczne skał, pożary lasów i stepów, wyładowania atmosferyczne, pył kosmiczny, procesy biologiczne.

44. Zasady unieszkodliwiania i składowania odpadów.

Unieszkodliwianie odpadów polega na poddawaniu ich procesom przekształcania biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu, który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska. Unieszkodliwianie odpadów obejmuje:

• Składowanie odpadów,

• Spalanie odpadów - mineralizację odpadów

• Zgazowanie i pirolizę (odgazowanie)

• Przerób na paliwo stałe

• Kompostowanie

• Fermentację metanową w komorach

Decyzje o wyborze sposobu postępowania z odpadami powinny uwzględniać inwentaryzację, analizę i prognozę gospodarki odpadami.

Składowanie

Wysypisko odpadów komunalnych przeznaczone jest przeznaczone do unieszkodliwiania odpadów komunalnych lub komunalno podobnych powstających na terenie objętym obsługa (gmina, miasto)

Składowanie na składowisku odpadów występuje zawsze jako metoda uzupełniająca, albo jako końcowy element procesu zagospodarowania

Z procesu kompostowania pozostaje około 40%-50% odpadu technologicznego do składowania Z procesu spalania pozostaje około 40%-60% odpadu do składowania

Unieszkodliwiane przez składowanie na składowisku odpadów komunalnych mogą być następujące rodzaje odpadów:

1. Gospodarczo-bytowe

2. Wielkogabarytowe

3. Żużel i popiół

4. Gruz budowlany

5. Odpady przemysłowe o charakterze komunalnych

Termiczne metody unieszkodliwiania odpadów

Najbardziej radykalne metody unieszkodliwiania odpadów w zakresie znaczącej redukcji objętości oraz zapewnieniu pełnej higieny pozostałości po spaleniu

Wymagają one budowy kosztownych instalacji do samego spalania, a także stosowania wysokosprawnych metod oczyszczania gazów spalinowych

Koszty inwestycyjne spalarni są najwyższe ze wszystkich metod unieszkodliwiania odpadów komunalnych.

Spalanie pozwala na znaczące zmniejszenie ilości odpadów kierowanych na składowiska (o 80-90% objętościowo, 40-60% wagowo) W wyniku procesu unieszkodliwiania odzyskuje się energię cieplną, którą można wykorzystać do ogrzewania osiedli lub przetworzyć na energię elektryczną

Efektywność stosowania omawianej metody unieszkodliwiania jest odpowiednio wysoka wartość opałowa odpadów

Metody termiczne unieszkodliwiania odpadów:

1. Spalanie

2. piroliza

45. biologiczne zanieczyszczenie wody - eutrofizacja

Biologiczne zanieczyszczenia wody są powodowane przez mikroorganizmy chorobotwórcze: bak­terie, pierwotniaki i grzyby. Stopień skażenia określa się tzw. wskaźnikiem coli - czyli liczbą bakterii Escherichia coli w 100 cm3 wody. Woda skażona biologicz­nie może być przyczyną takich chorób, jak wirusowe zapalenie wątroby (żółtacz­ka), cholera, tyfus.

Z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych związane jest zjawisko eutrofizacji. Jest to proces wzbogacania wód w zbiornikach wodnych pierwiastkami biogennymi (azot (N), fosfor (P) i inne) najczęściej w wyniku odprowadzania do nich nie oczyszczonych ścieków. Skutkiem zwiększenia ilości składników pokarmowych w środowisku jest przyspieszone rozmnażanie mikroorganizmów (głównie glonów, sinic, bakterii). Widocznym efektem jest tzw. zakwit wody. Wzrost liczebności drobnoustrojów powoduje zwiększenie biologicznego zapotrzebowania na tlen. Rozpuszczony w wodzie tlen zużywany jest również do rozkładu martwych szczątków organizmów. Wody zmieniają swoją barwę i zapach. Stają się bardziej mętne. W górnych warstwach wody charakterystyczne są wahania stężenia tlenu oraz odczynu. Zaczynają powstawać obszary wody, w której zapasy tlenu zostały wyczerpane. Są one określane, jako pustynie tlenowe. W zbiorniku wszystkie organizmy tlenowe wymierają, natomiast dominują mikroorganizmy beztlenowe. Na dnie zbiornika zaczynają gromadzić się muły, co prowadzi do zmniejszania się jego głębokości. Na skutek eutrofizacji jezioro może ulec przekształceniu w bagno lub torfowisko.

46. Jakie substancje i dlaczego zaliczane są do chemicznych zanieczyszczeń wody.

Zanieczyszczenia chemiczne wody, to rozpuszczone w wodzie substancje pogarszające jej jakość lub niebezpieczne dla środowiska. Substancjami nie wpływającymi szkodliwie na zdrowie człowieka przy przeciętnie występujących stężeniach są związki żelaza i manganu oraz wapnia i magnezu. Podstawowe zagrożenie dla zdrowia człowieka stanowią metale ciężkie, cyjanki, substancje powierzchniowo czynne, pestycydy i inne związki występujące w stężeniach większych niż dopuszczalne. Skład wód podziemnych w odróżnieniu od wód powierzchniowych nie ulega znacznym zmianom. Spotyka się w nich dwutlenek węgla, który reagując z węglanami żelaza i wapnia powoduje ich rozpuszczanie. Poza tym w wodach tych występują siarczany, chlorki, azotyny, azotany, sole amonowe, sole potasowe, fosforany, krzemionka, a czasem siarkowodór.

47. Na czym polega degradacja gleby

Degradakcja gleby to proces prowadzący do spadku żyzności gleby wskutek zniszczenia wierzchniej warstwy próchniczej

(np. wskutek erozji gleby, niewłaściwej uprawy, pożarów, zbytniego odwodnienia), zanieczyszczenia substancjami szkodliwymi (np. metalami ciężkimi) lub zamiany drzewostanów liściastych na iglaste, które powodują jej zakwaszenie. Degradację gleb możemy podzielić na chemiczną i naturalną. Na naturalną degradację gleb składają się czynniki środowiskowe takie jak klimat czy ukształtowanie terenu oraz dobór roślin uprawnych i ich usytuowanie do spadku terenu. Na terenie gminy gleby są narażone na degradację naturalną związaną przede wszystkim z intensywnym użytkowaniem rolniczym. Degradacja chemiczna gleb objawia się w postaci podwyższonej kwasowości. Jest ona ważnym wskaźnikiem degradacji gleb uprawnych. Nadmierna kwasowość najczęściej jest powodowana przez naturalne czynniki klimatyczno - glebowe, w mniejszym stopniu przez zanieczyszczenia kwasotwórcze powstające przez zanieczyszczenia przemysłowe i komunikacyjne lub przez niektóre nawozy. Jednym z kierunków działań mogących przyczynić się do poprawy wydajności i jakości produkcji rolnej jest wapnowanie gleb.

48. Wymień rodzaje degradacji gleby i krótko je scharakteryzuj.

Wyróżniamy dwa rodzaje degradacji gleby: rzeczywistą i względną.

Degradacja bezwzględna (rzeczywista) gleby objawia się trwałym obniżeniem lub zniszczeniem aktywności biologiczo-chemicznej gleby. Następuje przy tym wyraźne pogorszenie się walorów gleby, w tym ekologicznych i rolniczych. Można wyróżnić cztery rodzaje degradacji gleb:

1. Geotechniczna degradacja gleb - powoduje zewnętrzne zmiany na powierzchni. Występuje ona na terenie całego kraju, a szczególnie na terenach górniczych i budowlanych. Zmiany te dotyczą zniekształceń w rzeźbie terenu w wyniku działalności górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego i kolejnictwa.

2. Fizyczna degradacja gleb - polega na zagęszczeniu masy glebowej, pogarszaniu się struktury gleby, nadmiernemu odwodnieniu gruntów wywołanym lejem depresyjnym, wadliwej melioracji, zawodnieniu osuwiska, oddziaływaniu zbiorników wodnych oraz działaniu erozyjnym wody i wiatru.

3. Biologiczna degradacja gleb - charakteryzuje się spadkiem ilości i masy edafonu, wywołanym pogorszeniem się struktury gleby, jej wilgotności i stosunków powietrznych lub pośrednio przez niszczenie szaty roślinnej; formą biologicznej degradacji jest także tzw. zmęczenie gleb.

4. Chemiczna degradacja gleb - przejawia się zakwaszeniem lub nadmierną alkalizacją naruszeniem równowagi jonowej, wysoką koncentracją soli w roztworach glebowych, toksyczną koncentracją metali ciężkich, a także siarki i fluoru oraz związków biologicznie czynnych (węglowodorów, środków ochrony roślin).

Degradacja względna jest to przeobrażenie struktury, cech gleby, w sposób stopniowy lub skokowy, bez zmiany jej aktywności biologicznej. Przykładowo zmiana kwasowości gleby od kwaśnej do obojętnej następująca wskutek oddziaływania zanieczyszczeń przemysłowych stanowi poważny czynnik degradujący dla lasu iglastego, natomiast jest korzystna dla roślin uprawnych. W tym przypadku produktywność gleby nie zmienia się, a zmieniają się jedynie możliwości jej użytkowania.

49. co to znaczy, że gleba jest zanieczyszczona?

Zanieczyszczona gleba to taka, w której są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach. Pochodzą m.in. ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych, gazów i pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.), gazów wydechowych silników spalinowych oraz z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin).

Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Obniżają jej urodzajność, czyli powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, zakłócają przebieg wegetacji roślin, niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, a także mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.

Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.

50. wymień czynniki wpływające na zanieczyszczenia gleby.

Czynniki wpływające na zanieczyszczenia gleb:

• monokultury, które prowadzą do zubożenia gleby,

• wycinanie lasów i pożary roślinności wzmagające erozję gleby, co prowadzi do pustynnienia obszaru,

• osuszanie podmokłych terenów i regulacja rzek obniżająca poziom wód gruntowych,

• zbyt intensywne nawożenie,

• ścieki i różnego rodzaju odpady niewłaściwie składowane,

• intensywny wypas bydła prowadzący do erozji,

• stosowanie chemicznych środków owadobójczych, chwastobójczych i grzybobójczych,

• zajmowanie obszarów rolniczych pod budownictwo przemysłowe i mieszkalne.

Wśród przyczyn degradacji gleby wymienić należy przede wszystkim:

• rabunkowa, niezrównoważona gospodarka rolna,

• zmiany klimatu,

• obniżanie się poziomu wód gruntowych,

• antropopresja - np.: wylesianie i idąca za nim denundacja, czyli ciągłe niszczenie gleby i wyrównywanie powierzchni ziemi, będące wynikiem erozji wodnej i wietrzenia,

• zmęczenie gleb, czyli obniżenie żyzności na skutek zachwiania jej równowagi przez nieumiejętne nawożenie czy też zanieczyszczenia,

• wyczerpywanie składników troficznych gleby.

51. Wymień i scharakteryzuj naturalne źródła zanieczyszczenia gleby.

-wietrzenie skał macierzystej( w wyniku tego procesu uwalniane są różnego rodzaju związki)

-erupcje wulkanu( wydostają się szkodliwe pyły i gazy które zanieczyszczają glebe)

-kwaśne deszcze( deszcze takie zawierają szkodliwe związki które dostają się z deszczówką do gleby)

52.Wymień i krótko scharakteryzuj antropogeniczne źródła zanieczyszczenia gleby.

-przemysł( zanieczyszczenie okolicznych terenów)

-transport(zw ze spalin zanieczyszczają teren i przy pomocy deszczu dostają się do gleby)

-urbanizacja(tereny zagospodarowane narażone są na różnego rodzaju zanieczyszczenia)

-działalność bytowa ludzi(ścieki zawierają wiele szkodliwych żw)

53. 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.

54. rodzaje zanieczyszczeń gleby.

Podział zanieczyszczeń gleb

* mechaniczne

* biologiczne

* chemiczne

Chemiczne zanieczyszczenia gleb

Chemiczne zanieczyszczenia gleb to przede wszystkim wynik niewłaściwej działalności ludzkiej, prowadzącej do degradacji gleb. W odróżnieniu od powietrza lub wód zanieczyszczonych, nie można praktycznie szybko oczyścić gleb, a proces samooczyszczenia się gleb jest bardzo powolny. Gleby zdegradowane chemicznie wykazują niekorzystne zmiany aktywności biologicznej i zmiany właściwości fizycznych. Stają się również bardziej podatne na erozje zarówno wodne jak i powietrzne.

55. Na czym polega mechaniczne zanieczyszczenie gleby?

Zanieczyszczenia mechaniczne

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.

56. Co składa się na biologiczne zanieczyszczenie gleby?

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.

57. Wpływ zanieczyszczeń gleby na środowisko i życie człowieka

Prawidłowy rozwój człowieka jest uzależniony od struktury i składu gleby, która z pożywieniem roślinnym i zwierzęcym dostarcza mu odpowiedniej ilości wysokokalorycznych składników odżywczych, witamin, substancji mineralnych, niezbędnych do budowy i właściwego funkcjonowania organizmu. Razem z pożywieniem człowiek pobiera składniki korzystne, jak i niekorzystne dla swego rozwoju.

Ekologiczne skutki chemizacji gleby dotyczą - rzecz jasna - nie tylko człowieka, ale całego świata organicznego (roślin, zwierząt). Zreasumujmy zatem przyczyny, mechanizm oddziaływania i skutki skażeń gleby.

1. Kumulacja substancji toksycznych w roślinach staje się przyczyną skażenia wszystkich ogniw łańcucha pokarmowego.

2. Przemieszczanie się środków chemicznych z gleby do wód powoduje eutrofizację wód powierzchniowych i podziemnych.

3. Zakwaszenie gleby, wywołane zanieczyszczającymi powietrze związkami siarki i azotu, a docierającymi do gleb i wód w postaci kwaśnych deszczów lub suchego opadu, powoduje hamowanie rozwoju organizmów, niszczenie szaty roślinnej.

4. Zatrucie gleby metalami ciężkimi (nikiel, rtęć, kadm, arsen, ołów), a następnie kumulowanie się tychże w tkankach roślin jest przyczyną nieodwracalnych zmian w organizmach roślinnych, powoduje zmniejszenie przyrostu masy roślinnej, zmniejszenie plonowości. U człowieka nadmiar metali ciężkich może powodować miażdżycę i nowotwory.

5. Zatruwanie gleby nawozami mineralnymi, w wyniku nieumiejętnego i nadmiernego ich stosowania, może prowadzić do pogorszenia się jakości plonów, powodować zanik aktywności mikroflory glebowej, w szczególności niekorzystnie oddziaływać na procesy nitryfikacji i procesy wiązania azotu atmosferycznego. Nadmierna przewaga potasu (K⁺) w roślinach rosnących na glebach przenawożonych prowadzi do groźnych chorób zwierząt (np. tężyczki pastwiskowej). Przewapnowaniu gleb może spowodować chlorozę liści, zakłócenie metabolizmu węglowodanów i białek. Niebezpieczne jest także przenawożenie nawozami azotowymi . Nadmiar azotu pobranego przez rośliny kumuluje się w tkankach w formie azotanów. Zbyt wysoka zawartość azotanów w roślinach jest szkodliwa dla ludzi i zwierząt. U zwierząt nadmiar azotanów przejawia się wzrostem ronień, obniżeniem mleczności, niepłodnością, powolnym wzrostem. U ludzi

powoduje rozliczne, niekiedy ciężkie schorzenia (m.in. methemoglobinemię - wielostronne niedotlenienie organizmu, szczególnie niebezpieczne dla dzieci) notowane stosunkowo często w okolicach Puław.

6. Przenawożenie gnojowicą może spowodować zaburzenia właściwości chemicznych i biologicznych gleb oraz skażenie gleb i roślin bakteriami chorobotwórczymi. Skutkiem tego może być wzrost zachorowań zwierząt, a nawet człowieka, na brucelozę, różycę, pryszczycę, gruźlicę.

7. Skażenie pestycydami wskutek nieumiejętnego ich stosowania może spowodować zatrucia ptactwa i zwierząt oraz liczne schorzenia u człowieka. Do organizmu człowieka, jak i zwierząt, pestycydy wnikają drogą pokarmową, oddechową i przez skórę. Trudno ulegając przemianom metabolicznym, kumulują się w tkankach (zwłaszcza tłuszczowej), powodują osłabienie ochronnego działania skóry, alergie, nowotwory, patologiczne zmiany w układzie nerwowym i układzie krążenia, zaburzają procesy biochemiczne, przemiany węglowodanowe, białkowe, inaktywują wiele enzymów.

58. w jaki sposób można chronić glebę przed jej degradacją?

Chronić glebę przed degradacja możemy poprzez:

- minimalizacje erozji wodnej i wietrznej;

- przeciwdziałanie chemicznej degradacji gleb pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, motoryzacyjnych,

- ograniczenie do minimum technicznych deformacji gruntu i mechanicznego zanieczyszczenia gleby

- ograniczenie przejmowania gruntów pod zabudowę techniczną i eksploatację kopalin.

- zwiększanie zalesień i zadrzewień

- ograniczenie emisji pyłowo - gazowych

- budowa osłon biologicznych (fitosanitarnych) w postaci pasów zieleni

- właściwe składowanie odpadów przemysłowych (hutniczych, górniczych) i komunalnych

- wykorzystywanie gleb najsłabszych na cele budownictwa, przemysłu, komunikacji

- racjonalne i umiarkowane stosowanie środków ochrony roślin

- stosowanie nawozów naturalnych (kompostu, obornika, biohumusu) w nawożeniu gleby

- stosowanie biologicznych i mechanicznych metod ochrony roślin

59. 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.

60. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego zdefiniować i podzielić.

Zanieczyszczenia powietrza stanowią gazy, ciecze i ciała stałe obecne w powietrzu, ale nie będące jego naturalnymi składnikami, lub też substancje występujące w ilościach wyraźnie zwiększonych w porównaniu z naturalnym składem powietrza.

Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na:

* chemiczne substancje w postaci gazów lub pary;

* cząstki organiczne w postaci stałej;

* organizmy wirusowe, bakteryjne oraz grzyby;

* kropelki cieczy.

61. rodzaje zanieczyszczeń powietrza.

a) Stałe: pyły, sadze, nawozy sztuczne

b) Ciekłe: środki ochrony roślin

c) Gazowe: dwutlenki siarki, dwutlenek węgla, tlenek węgla, tlenki azotu, węglowodory,

62. Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza

- wybuchy wulkanów

- wietrzenie chemiczne skał

- pożary lasów i stepów

- wyładowania atmosferyczne

- pył kosmiczny

- procesy biologiczne

63. ANTROPOGENICZNE ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA.

1.energetyczne - spalanie paliw;

2.przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach i cementowniach;

3.komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy;

4.komunalne - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków).

64. Tlenki siarki, azotu, węgla, jako zanieczyszczenia powietrza - źródła, efekt działania.

TLENKI AZOTU. Związki należące do grupy podstawowych zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego powstają w procesach przemysłowych, które przebiegają w wysokiej temperaturze: w procesie energetycznym spalania paliw, w procesie wytopu stali, w procesie koksowania węgla (w trakcie spalania gazu w komorach grzewczych baterii koksowniczych), w silnikach spalinowych pojazdów mechanicznych.

Tworzące się w procesie spalania związki azotu to tlenek azotu (NO) oraz dwutlenek azotu (NO2). Tlenek azotu jest związkiem nietrwałym i w zależności od istniejących warunków albo ulega rozkładowi albo dąży do tworzenia trwałego związku jakim jest dwutlenek azotu. Czynnikiem sprzyjającym przechodzeniu NO w NO2 jest szybkie obniżenie temperatury spalin przy równoczesnej zawartości w nich wolnego tlenu.

Innym źródłem zanieczyszczenia powietrza związkami azotu jest rozpowszechnienie niektórych typów nawozów sztucznych. Z pól uprawnych nawożonych chemicznie, ale także i gnojowicą, unosi się w powietrze duża ilość amoniaku.

DWUTLENEK SIARKI. Występuje w powietrzu w różnych postaciach. Największym zagrożeniem jest kwas siarkowy(VI), który powstaje w wyniku rozpuszczenia suchego kwasu w wodzie. Powoduje to powstawanie tzw. kwaśnych opadów atmosferycznych. Dla wielu obszarów Polski problem tzw. kwaśnych deszczy jest bardzo poważny, zwłaszcza dla świata roślinnego. Dla przykładu: stężenie rzędu 20 g/m3 jest szkodliwe dla lasów szpilkowych, a powyżej 50 g/m3 powoduje drugi stopień uszkodzenia lasów, gdy dopuszczalne u nas stężenie SO2 wynosi 100 g/m3. Stężenie dwutlenku siarki osiąga różne wartości. Największe stężenie jest zimą ze względu na pogarszanie się warunków meteorologicznych (brak wiatrów, gęsta mgła itp.). Może być on przenoszony przez wiatr na znaczne odległości (nawet ponad 1000 km) w ciągu 2-4 dni. Jako związek chemicznie niestabilny przechodzi w procesach fotochemicznych do utlenionej postaci SO3. Jako bezwodnik kwasu reaguje z wodą przechodząc w kwas siarkowy (H2SO4 ). W rejonach przemysłowych stężenie SO2 w powietrzu zwykle nie przekracza w pewnej odległości od emitera 105 mg/m3. Jednak stężenie SO2 w niektórych punktach wielu miast przekracza w krytycznych warunkach 2 i 3-krotnie dopuszczalną normę 0.35 mg/m3.

TLENKI WĘGLA. W procesie spalania niezupełnego wywiązuje się tlenek węgla (CO). Powstaje on praktycznie we wszystkich procesach energetycznych spalania paliw. Szczególne zagrożenie stanowi jako składnik spalin pojazdów mechanicznych, które wytwarzają około 70-80% ogólnej emisji CO. W gazach odlotowych silników pojazdów samochodowych znajdują się: tlenek węgla, węglowodory, tlenek azotu, cząstki stałe (koksy, opiłki metali), a także związki ołowiu, które wprowadza się do benzyny dla podniesienia liczby oktanowej. Tlenek węgla jest gazem bezbarwnym i nie działa drażniąco na drogi oddechowe, co utrudnia wykrycie jego obecności w powietrzu. Najwięcej z procesów spalania emituje się dwutlenku węgla, który nie stanowi bezpośredniej groźby pod warunkiem, że nie nastąpi naruszenie równowagi biologicznej. W przyrodzie dwutlenek węgla spełnia oprócz roli naturalnej izolacji termicznej, również niezwykle ważną rolę jako materiał do budowy substancji organicznej w roślinach zawierających chlorofil. Jest on podstawowym źródłem węgla pobieranego przez rośliny z powietrza lub wody w procesach fotosyntezy. Systematyczne dokonywanie bilansu CO2 w powietrzu

65. Ozon, jego źródła i znaczenia.

Ozon jest naturalnym składnikiem atmosfery. Powstaje w stratosferze, na wysokości około 30 km, jako wynik działania promieni ultrafioletowych na tlen. W niższych warstwach powstaje na skutek wyładowań atmosferycznych. Zarówno tlen jak i ozon mają właściwości absorbowania tych promieni. W ten sposób stają się one niezbędnymi składnikami atmosfery, warunkującymi życie na ziemi. Wysoka energia promieniowania ultrafioletowego, nie zatrzymywana przez warstwę ozonu, powodowałaby zniszczenie organizmów żywych wywołując w nich denaturację białek. Stąd też tak ważne stało się w ostatnich dziesięcioleciach dokładne poznanie wszystkich właściwości ozonu i jego wpływu zarówno korzystnego, jak i toksycznego na organizmy żywe, w tym także na tkanki ludzkie. Konstrukcja aparatów do sztucznego wytwarzania ozonu, zwanych ozonizatorami, umożliwiła poznanie właściwości fizycznych, biochemicznych ozonu, a także jego wpływ na metabolizm komórek.

66. Warunki powstawania dziury ozonowej.

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.

67. 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;

• jednak najważniejszym skutkiem dziury ozonowej może być całkowite zniszczenie warstwy ozonu, co w rezultacie doprowadzi do biologicznej śmierci planety Ziemi

68. Ochrona warstwy ozonowej.

O niszczącym wpływie freonów na środowisko naturalne ludzkość wiedziała już od dawna., jednak dopiero w latach 80 podjęto działania w sprawie ochrony warstwy ozonowej. W produkcji kosmetyków freony nie znajdują już zastosowania. Zakazana jest też produkcja freonów oraz import zagranicznych urządzeń zawierających freony - dotyczy to tych państw, które są członkiem Konwencji Wiedeńskiej (Konwencja Wiedeńska w sprawie ochrony warstwy ozonowej), a więc obowiązuje wszystkie państwa członkowskie UE. Tak więc lodówki i chłodziarki są urządzeniami nie zawierającymi związków freonowych.

69. Na czym polega efekt cieplarniany (szklarniowy).

Efekt cieplarniany, wzrost temperatury planety spowodowany zwiększoną koncentracją dwutlenku węgla (lub innych gazów nieprzezroczystych dla podczerwonego promieniowania - tzw. gazów cieplarnianych), jeden z negatywnych skutków skażenia środowiska naturalnego.

Polega na zatrzymywaniu się w atmosferze coraz większych części promieniowania podczerwonego, co prowadzi do ogrzewania się Ziemi. Przypuszcza się, że jest to wynik zmiany zawartości gazów w powietrzu, a szczególnie gwałtownego wzrostu stężenia dwutlenku węgla. Prognozy zakładają, że jeśli tempo spalania paliw kopalnych utrzyma się, to w ciągu 40-45 lat może nastąpić nasycenie nim atmosfery, co spowodowałoby średni wzrost powierzchniowej temperatury Ziemi o ok. 1,5-4,5°C.

70. Mechanizm powstawania kwaśnych opadów atmosferycznych.

Kwaśne deszcze, to opady atmosferyczne zawierające w kroplach wody zaabsorbowane gazy -dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu i inne bezwodniki kwasowe oraz produkty ich reakcji w atmosferze - słabe roztwory kwasu siarkowego (IV), znacznie groźniejszego kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V).

Kwaśne opady powstają wskutek połączenia atmosferycznych kropli wody z wyżej wymienionymi zanieczyszczeniami gazowymi powietrza. Pochodzenie tych zanieczyszczeń jest dwojakie. Mogą mieć one źródła naturalne takie, jak pożary lasów, wybuchy wulkanów, rozkład materii organicznej, erozja skał (około 50% ilości SO2 i NOx ma takie właśnie pochodzenie), ale także mogą pojawiać się w wyniku działalności ludzkiej, czyli w efekcie spalania paliw, przemysłowych procesów, komunikacji oraz z gospodarstw domowych.

Kwaśne opady zawierają w sobie zaabsorbowane na kropelkach wody tlenki siarki i azotu oraz produkty ich atmosferycznych reakcji, czyli roztwory kwasów (głównie rozcieńczony roztwór kwasu siarkawego H2SO3 oraz bardzo szkodliwego siarkowego H2SO4, jak i kwasu azotowego HNO3).

71. Odnawialne źródła energii - wymienić i scharakteryzować

ENERGIA ODNAWIALNA

Odnawialne źródło energii - źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, 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 albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych”.

Najważniejszym ze źródeł odnawialnych jest energia spadku wody. Pozostałe źródła odnawialne:

• energia wiatru,

• energia słońca,

• energia wody,

• energia geotermalna,

• energia biomasy.

• i inne - są używane na mniejszą skalę.

Najbardziej rozwiniętą energie odnawialną ma Dania.

Energia wody

- Wykorzystywana gospodarczo energia mechaniczna płynącej wody. Współcześnie energię wodną zazwyczaj przetwarza się na energie elektryczną (hydroenergetyka, często oparta na spiętrzeniach uzyskanych dzięki zaporom wodnym). Można ją także wykorzystywać bezpośrednio do napędu maszyn- istnieje wiele rozwiązań, w których płynąca woda napędza turbinę lub kolo wodne.

-wykorzystywana w krajach o dużych wzniesieniach;

-w Polsce słabo rozwinięta, a i tak stanowi największy procent energii odnawialnej;

-hydroelektrownie: *Żarnowiec; *Solina; *Czorsztyn; *Wrocławek;

Energia wiatru

-wykorzystywane w miejscach o nasilonych ruchach powietrznych (Dania, Holandia, Niemcy), -większe ruchy powietrza występują nad wodą, więc elektrownie wiatrowe budowane są także na morzu;

-są drogie, dostarczają ok 1% zapotrzebowania na energię elektryczną;

-zagrożenie stwarzają głównie dla ptactwa, a także emitują hałas i drgania;

Energia słoneczna

-polega na wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego;

-kolektory słoneczne wymagają dużego nasłonecznienia, zamieszczane są na dachach bloków;

-Lubelszczyzna ma sprzyjające warunki, jeżeli chodzi o nasłonecznienie, najwięcej kolektorów w Zamościu;

Energia geotermalna

-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 (ciało skalne powstałe z zastygłej w głębi skorupy ziemskiej magmy) lub aktywnymi ogniskami magmy, podgrzewa się do znacznych temperatur. W wyniku tego wędruje do powierzchni ziemi jako gorąca woda lub para wodna

-uzyskiwana ze strumienia ciepła, niosącego przez wodę, pochodzącego z wnętrza Ziemi;

-bardzo droga;

-wykorzystywana w Islandii, Reykjavik (dymiąca zatoka)- pierwsze miasto na Ziemi bez kominów i kotłowni;

-w Polsce wykorzystywana m.in. Na obszarze Podhala.

Energia pływów morskich

-stanowi mały procent wykorzystania;

-wykorzystywana jest energia pływów morza (tam gdzie amplituda pływów jest wyższa o 10).

Energia jądrowa

-To energia wydzielana podczas przemian jądrowych. Uwalnianie się energii podczas tych przemian związane jest z różnicami w energii wiązania poszczególnych jąder atomowych;

-koszt budowy jest wysoki;

-wymaga zabezpieczenia przed promieniowaniem;

-1 kg uranu dostarcza tyle energii co 250 ton węgla;

-wymaga dużo wody do ochładzania;

-niesie duże zagrożenia związane z niewłaściwym wykorzystaniem i awariami;

-najwięcej elektrowni jest w USA, Francji, Rosji;

-wyczerpują sie materiały do produkcji tej energii;

-w Polsce większość społeczeństwa sprzeciwia się dudowie elektrowni jądrowej.

Biomasa

-masa materii zawarta w organizmach; wyróżnia się fitomasę (biomasę roślin) oraz zoomasę (biomasę zwierząt), a także biomasę mikroorganizmów;

-energia pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego;

-każda substancja organiczna, która ulega biodegradacji (drewno, słoma, odpady organiczne, obornik, gnojowica, odpady z przemysłu rolno spożywczego) - to wszystko można wykorzystać na cele energetyczne.

72. Energia promieniowania słonecznego, jako odnawialne źródło energii.

Energia promieniowania słonecznego jest jednym z odnawialnych źródeł energii.

Do Ziemi dociera promieniowanie słoneczne zbliżone widmowo do promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze ok. 5700 K.

Wykorzystanie energii słonecznej
Energię promieniowania słonecznego można wykorzystywać na dwa podstawowe sposoby:
• zamieniać ją bezpośrednio w energie elektryczną w ogniwach fotowoltanicznych (konwersja fotowoltaniczna),
• zamieniać ją w ciepło, które z kolei może być wykorzystane np. do ogrzewania wody użytkowej, lub w elektrowniach słonecznych do wytwarzanie energii elektrycznej

Energię słoneczną w postaci bezpośredniej wykorzystuje się do produkcji energii elektrycznej przy pomocy fotoogniw - energia fotowoltaiczna, oraz do produkcji energii cieplnej. Ogniwa fotoelektryczne, wykonane z półprzewodników na bazie krzemu charakteryzują się dużą niezawodnością i długą żywotnością. Są one jednak stosunkowo mało wydajne i bardzo kosztowne. Ich podstawową wadą jest wysokie zapotrzebowanie na powierzchnię instalacyjną. Energia wytwarzana przez takie ogniwa jest w tej chwili kilka razy droższa od energii wytwarzanej w konwencjonalny sposób.

73. 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.

Energetyka wiatrowa (aeroenergetyka) zajmuje się przetwarzaniem energii wiatru (za pomocą silników wiatrowych) w elektrowniach i siłowniach wiatrowych. Moc elektrowni wiatrowych jest zależna od prędkości wiatru, w wielu rejonach (w tym na większej części obszaru Polski) warunki klim. nie sprzyjają wykorzystaniu energii wiatru.

Energia wiatru jest dziś powszechnie wykorzystywana - w gospodarstwach domowych, jak i na szerszą skalę w elektrowniach wiatrowych. Stosowanie tego typu rozwiązań nie jest bardzo kosztowne, ze względu na niezbyt skomplikowaną budowę urządzeń jak i nieskomplikowaną eksploatację.

74. Energia wodna, jako odnawialne źródło energii.

Energetyka wodna (hydroenergetyka) zajmuje się pozyskiwaniem energii wód i jej przetwarzaniem na energię mechaniczną i elektryczną przy użyciu silników wodnych (turbin wodnych) i hydrogeneratorów w siłowniach wodnych (np. w młynach) oraz elektrowniach wodnych, a także innych urządzeń (w elektrowniach maretermicznych i maremotorycznych). Energetyka wodna opiera się przede wszystkim na wykorzystaniu energii wód śródlądowych (rzadziej mórz - w elektrowniach pływowych) o dużym natężeniu przepływu i dużym spadzie - mierzonym różnicą poziomów wody górnej i dolnej z uwzględnieniem strat przepływu.

Najpopularniejsze wykorzystanie wody do produkcji energii to elektrownie wodne, które zamieniają energię spadku, lub przepływu wody na energię elektryczną za pośrednictwem turbin wodnych. Turbina wodna często nosi nazwę turbiny hydraulicznej i jest nic innego jak silnik wodny przetwarzający energię mechaniczną wody na ruch obrotowy za pomocą wirnika z łopatkami. Obracający się wirnik z łopatami napędza prądnicę lub ich układ.

Wykorzystanie w elektrowniach energii wód śródlądowych oraz pływów wód morskich polega na zredukowaniu w granicach pewnego obszaru ( odcinek strumienia , rzeki , część zatoki ) naturalnych strat energii wody i uzyskaniu jej spiętrzenia względem poziomu odpływu .

75. biomasa, jako odnawialne źródło energii.

Biomasę określa się jako masę materii organicznej, zawartą w organizmach zwierzęcych lub roślinnych. Wyrażana jest w jednostkach tzw. świeżej masy (naturalna masa organizmów) oraz suchej masy (masa bezwodna).

Termin biomasa dotyczy całego szeregu odnawialnych technologii energetycznych, obejmujących:

• spalanie biomasy roślinnej (np. drewno opałowe z lasów, odpady drzewne z tartaków, zakładów meblarskich i in., słoma, specjalne uprawy energetyczne; spalanie biomasy może tu odbywać się:

• w sposób bezpośredni - w paleniskach otwartych (ogniska) lub zamkniętych (piece, kotły),

• przy wstępnej gazyfikacji w odrębnych gazyfikatorach, a następnie poprzez spalanie otrzymanego w ten sposób gazu palnego np. w kotłach lub zasianie nim silników spalinowych.

• spalanie śmieci komunalnych (wstępna gazyfikacja lub metoda bezpośrednia);

• wytwarzanie oleju opałowego z roślin oleistych (np. rzepak) specjalnie uprawianych dla celów energetycznych);

• fermentację alkoholową trzciny cukrowej, ziemniaków lub dowolnego materiału organicznego poddającego się takiej fermentacji, celem wytworzenia alkoholu etylowego do paliw silnikowych,

• beztlenową fermentację metanową odpadowej masy organicznej (np. odpady z produkcji rolnej lub przemysłu spożywczego) w celu wytworzenia biogazu, a następnie spalanie biogazu w paleniskach kotłowych lub zasilanie nim silników spalinowych, napędzających np. generatory prądu elektrycznego,

• energetyczne wykorzystanie gazu wysypiskowego (stosowana jest technologia odmienna niż w poprzedniej kategorii).

76. biogaz, jako odnawialne źródło energii.

Biogaz, gaz wysypiskowy - gaz palny, produkt fermentacji anaerobowej związków pochodzenia organicznego (np. ścieki, m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody zwierzęce, gnojowica, odpady przemysłu rolno-spożywczego, biomasa) a częściowo także ich rozpadu gnilnego, powstający w biogazowni. W wyniku spalania biogazu powstaje wbrew przekonaniom tyle samo tlenków azotu, co w przypadku spalania paliw kopalnych. Biogaz składa się z metanu i dwutlenku węgla, powstaje w procesie beztlenowej fermentacji biomasy.

77. 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.

78. Recykling odpadów

Recykling polega na odzyskiwaniu surowców wtórnych i ich ponownym przetwarzaniu w procesie produkcyjnym w celu uzyskania materiału o przeznaczeniu pierwotnym lub innym. Wykorzystywać można w ten sposób, nawet wielokrotnie, substancje zawarte w odpadach lub poszczególne materiały.

Przetwarzając surowce wtórne ograniczamy wykorzystanie surowców pierwotnych, co przyczynia się do ochrony naturalnych zasobów. Odzyskiwanie i przetwarzanie redukuje także ilość odpadów, tym samym ilość miejsca na składowiskach. Wreszcie, wykorzystywanie surowców, które są nośnikami energii, jest elementem oszczędnego gospodarowania energią. Podstawową zasadą recyklingu jest maksymalizacja ponownego wykorzystania tych samych materiałów, przy najmniejszym nakładzie surowcowym i energetycznym potrzebnym do ich przetworzenia.

Odpady komunalne nadające się do przetworzenia można podzielić na 4 podstawowe grupy: papier, plastik, szkło, metale.

Papier - Przetwarzając makulaturę oszczędzamy wodę, zmniejszamy zanieczyszczenie powietrza przez papiernie oraz zyskujemy miejsce na składowiskach.

Tworzywa sztuczne można przetwarzać na włókna i przędze, folie, oleje opałowe, a nawet meble.

Szkło jest doskonałym surowcem wtórnym, z uwagi na to, że może być przetworzone bezstratnie na identyczne opakowanie, jakim było poprzednio.

Odpady aluminiowe nadają się w całości do recyklingu. Proces można przeprowadzać wielokrotnie bez strat w jakości materiału.

14

---