Экотоксикология

Нитраты — соли азотной кислоты с радикалом (NO3-), широко распространенные в окружающей среде, главным образом в почве и воде. Ион N03~He поглощается почвой, поэтому весь нитратный азот находится в почве в растворе, легко подвижен и доступен для растений. Нитраты входят в состав удобрений, а также являются естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Нитриты —соли азотистой кислоты (N02~) — содержатся в растениях в небольшом количестве, в среднем 0,2 мг/кг, поскольку они представляют собой промежуточную форму восстановления окисленных форм азота до аммиака. На первой стадии с помощью фермента нытратредуктазы нитраты восстанавливаются до нитритов. На второй стадии с участием фермента нитритредуктазы происходит восстановление нитритов до аммиака, который растения используют для синтеза аминокислот и других азотсодержащих органических веществ. Концентрация нитратов в пищевой продукции зависит в основном от неконтролируемого использования азотных удобрений. При этом некоторые пестициды, например гербицид 2,4-Д, усиливают накопление нитратов растениями в 10—20 раз.
В больших количествах нитраты опасны для здоровья человека. Человек относительно легко переносит дозу нитратов в 150—200 мг/сут, 500 считается предельно допустимой дозой, а 600 мг/сут —доза, токсичная для взрослого человека. Для грудных детей токсичной является доза 10 мг/сут.
Министерством здравоохранения РФ утверждена ДСД нитратов — 5мг/кг массы тела человека, ДСД нитритов — 0,2 мг/кг, за исключением детей грудного возраста. Острое отравление отмечается при одноразовой дозе —200—300 мг, летальный исход — 300—2500 мг. Взрослый человек может получать с продуктами питания 300—350мг нитратов ежедневно. Поступление допустимого количества нитратов не вызывает никаких изменений ни у человека, ни у его потомков. Эта доза нитратов соответствует рекомендациям ВОЗ.
Для увеличения урожайности растительной продукции в почву вносят повышенное количество азотсодержащих удобрений. Это приводит к увеличению содержания нитратов в растительном сырье и продуктах. Если овощи выращены без дополнительного внесения азотных удобрений, содержание в них нитратов будет примерно следующим: салат — 2900 мг/кг, петрушка — 250, капуста — 100, картофель — 20 мг/кг. При избытке азота в почве наибольшее количество нитратов накапливается в шпинате — до 6900 мг/кг, свекле — до 5000, салате —до 4400, редисе — до 3500 мг/кг. Наименьшее количество нитратов содержится при таких условиях в томатах. В молодых растениях нитратов на 50—70 % больше, чем в зрелых. Их содержание возрастает по направлению к корню. Например, в листьях белокочанной капусты нитратов на 60—70 % меньше, чем в кочерыге. В листьях салата их на 40—50 % меньше, чем в листовых черенках (Донченко, Надыкта, 2001).
Однако повышенное содержание нитратов в растениях может быть обусловлено не только применением больших доз азотных удобрений, но и рядом других факторов, влияющих на метаболизм азотсодержащих соединений. Такими факторами являются соотношение различных питательных веществ в почве, освещенность, температура, влажность и др. Факторы, тормозящие процесс фотосинтеза, замедляют скорость восстановления нитратов и включения их в состав белков.
Причиной повышенного содержания нитратов в овощах, выращенных под пленкой или в теплицах при большой загущенное посева, является недостаток света. Поэтому растения с повышенной способностью аккумулировать нитраты не следует выращивать в затемненных местах, например в садах.
Известно, что овощи, выращенные в открытом грунте в период большой продолжительности светового дня, имеют большую питательную ценность, чем те, которые были выращены в защищенном грунте или в конце лета, когда продолжительность светового дня меньше. Большая освещенность и наличие большого количества солнечного света способствуют снижению содержания нитратов в растениях. Так же действует и повышение температуры и влажности воздуха, способствуя увеличению активности нитрит-редуктазы, что ведет к снижению содержания нитратов в плодах и овощах.
На концентрацию нитратов в растениях оказывают влияние и сроки уборки урожая. Так, увеличение продолжительности вегетации в весенний период положительно сказывается на снижении содержания нитратов в овощах.
Следует также отметить, что при транспортировке, хранении и переработке сырья и продуктов питания может происходить микробиологическое восстановление нитратов под действием фермента нитритредуктазы. Поэтому особенно опасно хранить готовые овощные блюда, содержащие нитраты, при повышенной температуре и в течение длительного времени.
К основным источникам нитратов в сырье и продуктах питания относятся также нитратные пищевые добавки, вводимые в мясные изделия для улучшения их органолептических показателей и подавления размножения некоторых патогенных микроорганизмов.

Ртуть аккумулируют планктонные организмы (например, водоросли), которыми питаются ракообразные. Последних поедают рыбы, а рыб — птицы. Концевыми звеньями пищевых цепей нередко бывают чайки и орланы. Человек может включаться в пищевые цепи на любом этапе и, в свою очередь, тоже становиться концевым звеном; большей частью это происходит в результате потребления рыбы. В водной пищевой цепи концентрация метил-ртути от звена к звену увеличивается, так как метилртуть растворима в жирах, она легко переходит из воды в живые организмы. Если в основных пищевых продуктах содержание ртути менее 60 мкг на 1 кг продукта, то в пресноводной рыбе из незагрязненных рек и водохранилищ оно составляет от 100 до 200 мкг/кг массы тела, а из загрязненных — 500—700 мкг/кг.
Содержание ртути в рыбах, обитающих в природных водоемах, считают равным 0,1 —0,2 мг/кг. ВОЗ предложила считать предельно допустимой концентрацией 0,5 мг/кг; эта величина, вероятно, завышена.
Метилртуть выводится из организма частично через почки, а в основном через печень и желчь, а далее с фекалиями. Продолжительность выведения соединений ртути из организма — полупериод биологического их распада, по-видимому, составляет около 70 дней, однако при массовых отравлениях он может увеличиваться до 190 дней и более.
Отказ от питания рыбой тоже не служит надежной защитой от поступления в организм ртути, поскольку рыбную муку используют в качестве корма для сельскохозяйственных животных и птицы. Даже растительные продукты могут быть источником ртути, поскольку средства для улучшения структуры почвы, добавляемые в компост, могут содержать ртуть.
Допустимое недельное поступление ртути не должно превышать 0,3мг на человека, в том числе метилртути не более 0,2 мг, что эквивалентно 0,005 мг/кг и 0,0033 мг/кг массы тела за неделю. В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078—01 ПДК ртути в рыбе и рыбопродуктах составляет 0,2—0,5 мг/кг, поваренной соли и шоколаде—0,1, прочих продуктах —0,01—0,05 мг/кг (приложение 1). ПДК ртути в воздухе — 10~5 мг/м3, воде — 5 • 10~5 мг/л.

Экологическая токсикология, или экотоксикология, представляет собой междисциплинарное научное направление, изучающее действие вредных химических веществ, находящихся в окружающей среде, на живые организмы и их популяции, входящие в состав экосистем, — от микроорганизмов до человека. Это определение экотоксикологии как самостоятельного научного направления было введено в 1969 г., когда при Международном научном комитете по проблемам окружающей среды была организована специальная Рабочая комиссия по экологической токсикологии. В 1978 г. на конференции Международного научного комитета по проблемам окружающей среды было принято уточненное определение экотоксикологии как «междисциплинарного научного направления, связанного с изучением токсических эффектов действия химических веществ на живые организмы, преимущественно на популяции организмов и биоценозы, входящие в состав экосистем. Она изучает источники поступления вредных веществ в окружающую среду, их распределение и превращение в окружающей среде, действие на живые организмы. Человек, несомненно, является наивысшей ступенью в ряду биологических мишеней» (Криволуцкий, 1990. — С. 49). Сопредельное положение с экоток-сикологией занимает биоиндикация.
В отличие от медицинской токсикологии экотоксикология изучает влияние химических веществ как на индивидуальные организмы, так и на их популяции. Экотоксикология пользуется классическими приемами токсикологии, имея при этом и свои собственные методы и объекты исследований. В последние годы в рамках международного и национального обществ экотоксиколо-гов регулярно проводятся научные совещания, конференции, симпозиумы; по проблемам экотоксикологии издается около 10 специализированных научных журналов. К основным направлениям экотоксикологии относятся следующие:
• исследование источников поступления экотоксикантов, их распространения и превращения в почве, воде, атмосфере, растениях, животных, по трофическим цепям в целом, оканчивающимся человеком; химических изменений экотоксикантов с образованием новых соединений с модифицированными токсическими свойствами;
• изучение воздействия токсического вещества на разные виды организмов, прогнозирование опасности загрязнения окружающей среды для людей, животных, растений и экосистем в целом;
• выяснение ответных реакций организма на действие вредного вещества на уровне клетки, организма, популяции, сообщества; исследование механизмов токсичности и разработка критериев оценки вредного действия экотоксикантов;
• исследование механизмов токсического действия и токсических эффектов химических веществ, жизненно необходимых организмам, но поступающих в избыточных количествах или полно-

стью чужеродных, позволяющее понять реакцию растений и животных на внедрение в экосистему ксенобиотиков;
• разработка гигиенических основ регламентации поступления экотоксикантов в окружающую среду;
• разработка методов анализа экотоксикантов в объектах окружающей среды, методов диагностики, лечения и профилактики поражений.