Экотоксикология

Эусапробная группа. Относится к категории сточных вод, содержащих большое количество органических веществ, разложение которых протекает почти в анаэробных или аэробных условиях с помощью микроорганизмов и биохимическим путем. Включает
изо-, мета-, гипер- и ультрасапробные зоны.
Индекс сапробности эусапробных вод —4,6—8,0. Количество психрофильных бактерий в 1 мл изосапробных вод — 2—10 млн, метасапробных — 10—20 млн, гиперсапробных — 20—50 млн, уль-трасапробных — менее 10 млн, а бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды — соответственно от 20 млн до 3 млрд, 3— 10 млрд, менее 1 млрд и 0.

Транссапробная группа. Характеризуется большим количеством токсичных и минеральных веществ, радиоактивных стоков и т. п.; биохимический распад органических веществ не происходит; включает антисапробную, радиосапробную и криптосапробную зоны. Антисапробные воды содержат большие концентрации токсических, радиосапробные — радиоактивных веществ, криптосапробные — испытывают значительное влияние физических факторов (высоких или низких температур, минеральных суспензий и т.д.). Эти воды полностью непригодны для какого-либо использования.
Оценку качества или степени загрязнения вод по биологическим показателям проводят путем сравнения численности обитателей водоемов на загрязненных и незагрязненных участках или по индикаторным организмам (Макрушин, 1974). Организмы-индикаторы активно участвуют в процессах биологического самоочищения воды и позволяют определить степень загрязнения зоны водоема, в которой они обитают. В европейских странах наибольшее распространение получила основанная на экологическом принципе система индикаторных организмов Колквица—Марссо-на (Kolkwitz, Marsson, 1909) в модификации Пантле и Букка (Pantle, Buck, 1955), Зелинки и Марвана (Zelinka, Marvan, 1966), Сладечека (Sladecek, 1973) и др. Один из последних обобщенных списков организмов — индикаторов загрязнения воды включает около 660 видов (Унифицированные методы исследования качества вод, 1966, 1974). К важнейшим индикаторным группам при оценке качества воды относятся свободноживущие инфузории, представители макрозообентоса, предлагаемые для использования в целях биоиндикации многими исследователями.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ СОДЕРЖАНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ВРЕДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Содержание вредных химических веществ в питьевой воде регламентируется СанПиН 2.1.4.1074—01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». В список вредных веществ включены катионы фосфора, кремния, 15 металлов, анионы 12 неорганических соединений, около 30 углеводородов, 75 галогенсодержащих и 40 кислородсодержащих органических соединений.
Большинство неорганических веществ списка имеют санитарно-токсикологический лимитирующий признак вредности, относятся ко второму классу опасности (высокоопасные). Их ПДК в питьевой воде составляют, мг/л: 0,0001 (таллий, фосфор), 0,003 (сероводород), 0,01 (ниобий, теллур), 0,03 (литий), 0,05 (сурьма, вольфрам, серебро), 0,1 (ванадий, висмут, кобальт, рубидий, пероксид водорода), 0,2 (хлорит-ион, бромид-ион), 0,5 (хром, персульфат-ион), 3,0 (гидросульфид-ион, нитрит-ион), 5,0 (перхлорат-ион), 10,0 (кремний), 20,0 (хлорат-ион), 200,0 (натрий).
Большинство углеводородов имеют органолептический признак вредности, изменяя запах или привкус воды. Санитарно-токсико-логическое значение среди них имеют циклогексан, циклогексен, бензол, диизопропилбензол, бенз(я)пирен, дифенил. Они относятся к первому и второму классу опасности. Остальные углеводороды списка включены в третий и четвертый класс опасности. ПДК бенз(я)пирена в питьевой воде — 0,000005, изопрена — 0,005, бензола, этилбензола, нафталина —0,01, ксилола, бутадиена—0,05, прочих (этилен, бутилен, циклогексан, стирол, толуол) — 0,1 —0,5 мг/л.
Среди галогенсодержащих соединений наиболее токсичные компоненты питьевой воды — хлорсодержащие бифенилы, относящиеся к первому и второму классу опасности и имеющие низкие ПДК (0,001 мг/л).
Среди кислородсодержащих соединений в питьевой воде преобладают спирты и фенолы, относящиеся ко второму—четвертому классу опасности. Их ПДК составляют 0,004—0,5 мг/л.

Наличие в воде болезнетворных микроорганизмов и вирусов делает ее непригодной для хозяйственно-питьевых нужд. Число сапрофитных бактерий в 1 мл водопроводной воды должно быть не более 100 кл., колититр —не меньше 300, колииндекс — не больше 3.
Обеззараживание воды от болезнетворных микроорганизмов проводят с помощью хлорирования, озонирования, ультрафиолетового облучения. Наиболее распространено хлорирование воды жидким или газообразным С12, гипохлоритами — NaCIO, Ca(C10)2. Хлор взаимодействует с водой с образованием НС10 и НС1. При рН > 4 свободный С12 практически отсутствует, при рН > 5,6 НС10 диссоциирует на Н+ и СЮ~. Бактерицидность недиссоциирован-ной НСЮ в 70—80 раз больше, чем у С10~. При обеззараживании воды хлором образуются галогенсодержащие соединения (ГСС). В питьевой воде выявлено несколько сотен таких соединений, которые приобретают статус фактора риска для здоровья населения (Красовский, Егорова, 2002). По данным ВОЗ, существенное неблагоприятное влияние на здоровье могут оказывать 19 ГСС, наиболее опасными среди них признаны тригалометаны, ведущим — хлороформ.
Большая часть ГСС, образующихся при хлорировании, относится к веществам с умеренно выраженной острой токсичностью (LZ)5o — 1000—5000 мг/кг). Однако некоторые ГСС являются высоко- и даже чрезвычайно токсичными. К ним 'относятся трихлор-ацетонитрил (LD50 — 245), хлорацетальдегид (LD50 — $9), 1,3-ди-хлорпропанон (LDSQ — 25), хлористый циан (LD50 — 6 мг/кг). Хроническая токсичность ГСС в целом выражена умеренно, недействующие их концентрации составляют 0,01—0,2 мг/л. По показателям кумулятивное™ ГСС относятся к высокоопасным веществам. При умеренной общей токсичности ГСС способны вызвать различные отдаленные эффекты (нарушение репродуктивных функций, мутагенный и канцерогенный эффекты). Вероятными канцерогенами для человека признаны хлороформ, бромдыхлорметан, четыреххлористый углерод, 2,4,6-трыхлорфенол. В настоящее время накопились данные, указывающие на связь между хлорированием питьевой воды и увеличением заболеваемости населения раком. Образующиеся при хлорировании воды хлороформ и четыреххлористый углерод высокостабильны в водной среде и относительно устойчивы к биоразлагаемости. Хлороформ почти не подвергается гидролизу, период его полураспада при 25 °С составляет несколько сотен лет. Хлороформ, четыреххлористый углерод, бромдихлорметан могут аккумулироваться в рыбе в количествах, в 10—20 раз превышающих их концентрации в воде. Некоторые летучие продукты хлорирования легко переходят из воды в воздух (хлороформ, четыреххлористый углерод, бромдихлорметан, хлористый циан и др.), что повышает их опасность. В частности, хлороформ накапливается в воздушном пространстве бассейна в количествах, превышающих максимальную разовую концентрацию для атмосферного воздуха почти в два раза. Хлороформ и четыреххлористый углерод легко проникают из воды через неповрежденную кожу, что особенно опасно для новорожденных и детей младшего возраста. В условиях закрытого плавательного бассейна с хлорированной водой из воздуха поступает 76—78 %, через кожу — 22—24 % всего поступившего в организм хлороформа.

Лечебно-профилактическое питание повышает устойчивость организма, его способность противодействовать нарушениям, возникающим под действием яда.
Хорошо изучено профилактическое значение белка и ряда аминокислот, особенно содержащих серу (цистеин, метионин). Свободные SH-группы могут непосредственно связывать яд. Наиболее ценные по питательным свойствам, усвояемости и высокому содержанию цистеина и метионина продукты — творог, студень, казеин и его гидролизат.
Для жиров характерна разнонаправленность действия в зависимости от особенностей интоксикации. Повышенное содержание жиров в рационе повышает всасывание некоторых ядов в пищеварительном тракте (свинец, углеводороды), усиливает интоксикацию нитробензолом, тринитротолуолом. Богатая жирами пища резко усиливает поражение печени гепатотоксичными ядами.
Углеводный режим питания способствует увеличению содержания гликогена в печени и усиливает таким образом ее барьерные функции, повышая устойчивость организма к действию фосфора, хлороформа, цианистых соединений.
Среди минеральных веществ наибольшее значение имеет кальций. Недостаток его в рационе снижает сопротивляемость организма ко многим ядам, особенно к фторидам и хлорзамещенным углеводородам жирного ряда. Повышенное содержание кальция в пище облегчает течение интоксикаций.
Прием препаратов железа облегчает течение отравления сернистым и цианистым натрием, а также некоторыми ядами, действующими на кровь.
Витамин С способствует переводу малорастворимых соединений свинца в легко растворимые и быстро выделяющиеся из организма. Токсичные соединения свинца переходят в менее токсичный аскорбат свинца. Обезвреживающие свойства аскорбата кальция доказаны при отравлении бензолом, фосфором, мышьяком, синильной кислотой, анилином, дихлорэтаном, метиловым спиртом, повышается устойчивость организма к гексахлорциклогексану, тиофосу, сероуглероду, фосгену и другим ядам.
Витамины группы В облегчают течение отравления хлорзаме-щенными углеводородами, бензолом, ртутью, свинцом, фтором, сероуглеродом. Витамины Вь В6, В12 применяют при отравлениях азотной, серной, уксусной и другими кислотами, хлорорганическими соединениями, дихлорэтаном, фенолами, мышьяком, этиловым спиртом, В12 — синильной кислотой, В1—метиловым спиртом.
Витамин К влияет на течение интоксикации хлорзамещенными углеводородами, бензолом, свинцом, фтором, антикеагулянтами (гепарин, фенилин и др.). Никотиновая кислота (витамин РР) снижает повышенную проницаемость капилляров при действии кремнийсодержащей пыли, рекомендуется при отравлении хлор-органическими соединениями, этиловым спиртом. Велика роль витамина D для предупреждения костных поражений при кадмиевой интоксикации.
Сопротивляемость организма при работе со многими токсическими веществами повышает ежедневный прием молока — полноценного продукта, содержащего в оптимальных соотношениях основные пищевые компоненты — белки, жиры, углеводы, минеральные соли.
Проведение периодических медицинских осмотров способствует раннему выявлению признаков хронического отравления или заболевания.

Лимносапробная группа. Включает ксено-, олиго-, в-, б- мезо-и полисапробную зоны:
а) ксеносапробная зона — практически чистые воды, содержащие крайне незначительные количества растворенных органических веществ, индекс сапробности — менее 1,0;
б) олигосапробная зона —H2S отсутствует, С02 мало, содержание 02 близко к норме, растворенных органических веществ почти нет, численность обитателей воды невысокая, видовое разнообразие значительное. Индекс сапробности — 1,0;
в)мезосапробная зона — подразделяется на в- и ос-мезо-сапробные подзоны. в)-Мезосапробная подзона характеризуется присутствием аммиака, азотистой и азотной кислот, аминокислот нет, сероводорода очень мало, кислорода много, происходит полное окисление органического вещества; видовое разнообразие гидробионтов высокое, но их численность и биомасса ниже, чем в следующей подзоне. В водах б-мезосапробной подзоны имеются аммиак, аминокислоты, кислород в заметных количествах, сероводорода и СС>2 немного, неразложившихся белков нет; минерализация органического вещества идет в основном за счет его аэробного окисления. Индекс сапробности в-мезосапробных вод— 1,1—2,0, б-мезосапробных — 2,1— 3,0;
г) полисапробная зона — характеризуется наличием в воде неразложившихся белков, следов H2S, низким содержанием кислорода, значительным количеством С02, восстановительным типом биохимических процессов. Число видов живых организмов в полисапробных водоемах невелико, но они встречаются здесь, как правило, в массовых количествах. Индекс сапробности — 3,1-4,5.
Психрофильных бактерий в 1 мл ксеносапробных вод 0,5— 1,0 тыс., олигосапробных — 1—10, в-мезосапробных— 10—50, б-мезосапробных — 50—250, полисапробных — 250—2000 тыс., а бактерий группы кишечной палочки в 1 л — соответственно 0,01—10, 10—50, 50—100, 100—1000, 1000—20 000 тыс. Ксено- и олигосапробные воды после обработки пригодны для питья, мезо- и поли-сапробные воды используются главным образом для бытовых и технических нужд.