Понятие о ядах и отравлениях

ИХТИОТОКСИКОЛОГИЯ

 

В современной промышленности, сельском и лесном хозяйствах и различных их отраслях используется ог­ромное количество различных веществ, многие из кото­рых в конечном итоге попадают в водоемы.

Яды промышленных сточных вод, пестициды, мине­ральные удобрения, сельскохозяйственные стоки, попа­дая в водоемы, губительно действуют на молодь и икру рыб, уничтожают нерестилища и нагульные угодья, ограничивают миграции, снижают резистентность орга­низма рыб, вызывают болезни, ухудшают качество рыбной продукции. Загрязненные сточные воды изменяют физические, физико-химические и химические свойства воды водоемов, изменяют количество и качество кормо­вых организмов, нарушают биологическое равновесие в водоеме и процессы самоочищения, тесно связанные с жизнедеятельностью одноклеточных организмов — бак­терий, водорослей и простейших.

В различных отраслях промышленности с каждым днем растет число применяемых химикатов. Только в сельском хозяйстве нашей страны применяется свыше 200 ядохимикатов (пестицидов). Пестициды попадают в водоемы из почвы с талыми, дождевыми и грунтовыми водами и могут накапливаться в них в значительных количествах. Исключительная опасность пестицидов определяется тем, что они токсичны для гидробионтов даже в малых концентрациях, особенно при хрони­ческих воздействиях; склонны накапливаться в гидробионтах; передаются по трофическим цепям, особенно активно воздействуют на воспроизводительную систему водных животных; представляют потенциальную опас­ность для человека, употребляющего в пищу мясо гидробионтов из отравленных водоемов.

Ихтиотоксикология становится все более актуаль­ной проблемой в народном хозяйстве как нашей, так и любой другой страны с развивающейся индустрией. Выяснение влияния химического загрязнения водоемов на рыбу и других гидробионтов имеет решающее значе­ние как для экологии рыб, так и для решения рыбохозяйственных вопросов.

Лекция № 1 ИХТИОТОКСИКОЛОГИЯ КАК НАУКА И ЕЕ ЗАДАЧИ

Ихтиотоксикология — отрасль токсикологии, санитарной ихтиологии и гидробиологии, наука о токсических свой­ствах водной среды для гидробионтов, изучающая биоценотические взаимоотношения в условиях загрязнен­ного водоема, влияние загрязнителей на процессы самоочищения водоемов, разрабатывающая предельно допустимые концентрации (ПДК) сброса токсических веществ в водоем, методы диагностики токсикозов и дру­гие вопросы. Ее еще называют водной токсикологией. Термин «водная токсикология» предложил профессор МГУ Н. С. Строганов в 1959 г.

Объектом изучения ихтиотоксикологии являются рыбы, а в настоящее время и другие гидробионты, такие как ракообразные и моллюски.

Предметом ее изучения являются различные вещества органического и неорганического происхождения, способные оказывать негативное воздействие на состояние здоровья гидробионтов, вызывая их отравления.

Одной из основных задач ихтиотоксикологии яв­ляется определение тех границ, при которых внешние факторы среды обитания переходят физиологические пределы и становятся вредными для организма. Реше­ние этой задачи подчас бывает очень трудным, так как нет четких критериев различия между нормой и пато­логией. Живой организм, находясь под влиянием много­численных факторов внешней среды, выработал в про­цессе эволюции разнообразные механизмы приспособ­ления, и очень нелегко бывает определить ту грань, за которой физиологические реакции приспособления пере­ходят в патологические процессы.

 

Понятие о ядах и отравлениях

Яды — это чужеродные вещества (ксенобиотики), способные вступать во взаимодействие с различными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезнен­ное состояние (отравление).

Токсичность — это способность химических веществ вызывать нарушение жизнедеятельности организма, то есть отравление. При установлении степени токсичности химических веществ для гидробионтов различают:

1) смертельные концентрации (дозы) — вызывают гибель всех (СК₁₀₀) или половины (CK₅₀) животных при остром или хроническом отравлении;

2) токсические — максимально переносимые концентрации (СКо), вызы­вающие клинические признаки отравления, не обусловливая гибели организма;

3) пороговые концентрации — минимальные концентрации, вызывающие
достоверно патологические изменения в организме, регистрируемые наиболее
чувствительными методами исследования;

4) предельно допустимые концентрации (ПДК) — допустимые концентрации вредных веществ в рыбохозяйственных водоемах, которые не оказывают
отрицательного влияния на режим водоемов, не нарушают нормальную жизнедеятельность рыб и других полезных гидробионтов, не создают опасности накопления токсических веществ в объектах водоема.

Характер отравления рыб зависит от сочетания следующих факторов:

а) вида источника загрязнения и токсических компонентов в сточных водах;

б) концентрации (дозы) и продолжительности воздействия ядовитых веществ;

в) вида, возраста и физиологического состояния рыб; г) состояния среды обитания, ее гидрологического, гидрохимического режима и других факторов.

Отравления рыб в естественных водоемах разделяет на три группы.

1. Природные токсикозы возникают в районах водораздела пресных и со­леных водоемов, когда происходит засоление пресной воды при падении ее уровня и переливе морской воды.

2. Токсикозы рыб от сине-зеленых водорослей при обильном развитии вы­деляют токсины, а при массовом отмирании поглощают кислород и разлагаются с образованием ядовитых продуктов.

3. Токсикозы рыб от химических веществ антропогенного происхождения (наиболее массовые) проявляются в результате «залповых» сбросов сточных вод или систематического загрязнения водоемов небольшими количествами токсических веществ.

 

В современной ихтиотоксикологии определились несколько направлений в исследованиях как теоретиче­ского, так и практического характера.

1. Борьба с загрязнениями водоемов. Ос­новной вопрос этой проблемы — установление пре­дельно допустимых концентраций сброса сточных вод в водоемы, предотвращение пестицидного загрязнения водоемов, а также разработка научно обоснованных рекомендаций, определяющих, до каких пределов надо очищать стоки, прежде чем их спустить в открытый во­доем.

Установление ПДК (предельно допустимых концентраций) токсических веществ является центральным пунктом биологической части этого во­проса.

2. Диагностика отравления рыб и рас­познавание токсичности водной среды. Центральным пунктом этого вопроса является разра­ботка комплексных методов диагностики отравления рыб и других полезных гидробионтов. Это требует углубленной разработки унифицированных методик определе­ния токсичности водной среды, в частности для малых концентраций токсикантов, и нахождения их химиче­ских форм в воде.

Для диагностики отравления рыб в настоящее время используются анамнестические сведения, клинические, патологоанатомические, гистологические, гематологиче­ские, физиологические, биохимические, биофизические методы исследования. В последние годы используется метод кислотных эритрограмм, а также метод условных рефлексов. Особенно важна в этом аспекте разработка экспресс-методов диагностики отравления рыб. Изуче­ние и подбор индикаторных организмов на различные токсические вещества, использование органолептических исследований.

3. Выяснение механизма действия токсических веществ и метаболизм токсиканта в организме гид роб ион та. Это направление ис­следований, несмотря на кажущуюся теоретичность, имеет самое непосредственное значение для практиче­ской реализации исследований по двум предыдущим направлениям. В теоретической части этой проблемы стоят вопросы воздействия токсических веществ на гидробионтов на уровне молекул, организма и популяции (биоценоза) (Н. С. Строганов, 1967).

На уровне молекул следует вскрыть: а) связь струк­туры вещества с его токсичностью; б) места поражения или точки приложения токсиканта: субстраты в клетке, изменение биохимических процессов (например, синтез белка, окислительное фосфорилирование, фотосинтез); в) хемомутацию.

На уровне организма определяют: а) количествен­ное и качественное изменение обмена веществ; б) узло­вые процессы, нарушающие регуляцию; в) связь нару­шений обмена веществ с размножением, плодовитостью и качеством потомства; г) приспособление, привыка­ние организма к ядам и степень их накопления; д) ме­таболизм токсиканта в организме гидробионта; е) осо­бенности действия на рыб сточных вод сложного со­става (синергизм и антагонизм ядов); ж) влияние не­специфических факторов водной среды на устойчивость рыб к ядам промышленных сточных вод; з) хрониче­ское действие малых концентраций вредных веществ и отдаленные последствия кратковременного контакта с высокотоксичными водами.

На уровне популяции (или биоценоза) изучают: а) поведение и изменения, претер­певаемые популяциями; б) изменение биоценотических взаимоотношений; в) изменение фауны и флоры во­доема.

4. Борьба с ненужными (или вредными) гидробионтами. Одним из многих способов управ­ления биологическими процессами является химическое воздействие на водную среду, под влиянием которого создаются условия, неблагоприятные для жизни вред­ных для человека гидробионтов, осуществляется борьба с цветением и зарастанием водоемов или обрастанием гидротехнических сооружений. С другой стороны, под влиянием химических веществ (например, удобрение водоемов минеральными и органическими веществами) создаются более благоприятные условия для полезных человеку гидробионтов.

5.