Основные проблемы современной экологии

Освобождение организма от ядов производится путем усиления определенных естественных физиологических процессов (вызывание рвоты, промывание желудка, очищение кишок, форсированный диурез, гипервентиляция), искусственной детоксикации (гемодиализ, перитониальный диализ, гемосорбция, обменное переливание крови и др.) или методом антидотной терапии.

Очистка воды от тяжелых металлов чаще всего проводится методом химического осаждения (методом нейтрализации). В сточных водах специально повышают уровень рН до 8-10.

Когда повышается величина рН, то в воде возникает избыток ионов ОН. В результате ионы тяжелых металлов начинают выпадать и в форме гидроксидов в осадок. Но этот метод лишь частично позволяет удалить из жидкости тяжелые металлы, в последующем необходима доочистка.

Очистка от тяжелых металлов может быть осуществлена следующими методами:

- Сорбция;

- Ионный обмен;

- Электролиз;

- Обратный осмос.

Под понятием «сорбция» понимают процесс поглощения какого-либо вещества. Этот процесс используется для очистки сточных вод и в водоподготовке. В качестве веществ, способных выделять из сточной воды загрязнения и накапливать их в себе, применяют активированный угль, золу, опилки, торф, глины и другие материалы с развитой поверхностью. Их еще называют сорбентами, а загрязнения, удаляемые из воды - сорбатом. Это весьма эффективный метод, например, при использовании в качестве загрузки шлака свинцовой плавки можно получить степень очистки воды от меди или цинка до 95-98%.

16. Радиобиология биологическое действие ионизированного излучения

Радиобиология - научная дисциплина, изучающая действие ионизирующих излучений на биологические объекты разной степени организации - от изолированной клетки до организма человека. Фундаментальной задачей, составляющей предмет радиобиологии, является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на воздействие ионизирующих излучений, которые являются научной основой гигиенической регламентации радиационного фактора и овладения искусством управления лучевыми реакциями организма.

Самый типичный пример радиационного поражения организма животных и человека - острая лучевая болезнь, возникающая после тотального однократного внешнего равномерного облучения. В этом случае одновременно и практически в одинаковой дозе подвергаются радиационному воздействию все системы, органы, ткани и клетки.

Различают три основных радиационных синдрома - костномозговой (кроветворный), желудочно-кишечный и церебральный, развивающиеся вследствие поражения и выхода из строя соотвествующих критических систем организма - кроветворной, кишечника и ЦНС.



17. Основные понятия экологии. Задачи науки и схема эколого-аналитического мониторинга токсических веществ в соответствии с мировыми стандартам

Одним словом, экология -- это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.[3]

• Экология -- биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

• Экология -- наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах

В задачи экологии входит изучение взаимоотношений организмов и их популяций с окружающей средой, исследование действия среды на строение, жизнедеятельность и поведение организма, установление зависимости между средой и численностью популяций. Экология исследует отношения между популяциями разных видов в сообществе, между популяциями и факторами внешней cреды, их влияние на расселение видов, на развитие и смену сообществ. Изучение борьбы за существование в популяциях и направлений естественного отбора также входит в задачу экологии. Экология неразрывно связана с эволюционным учением, особенно с проблемами микроэволюции, так как она изучает процессы, протекающие в популяциях.

Большое значение имеет экология для развития различных отраслей народного хозяйства. Наиболее важные области применения экологических знаний -- это охрана природы, сельское хозяйство, некоторые отрасли промышленности (например, создание безотходных технологий). Экология служит основной теоретической базой для развития различных отраслей народного хозяйства.

18. Ионизирующая радиация как экологический фактор

Ионизирующее излучение -- важный экологический фактор, жизненно необходимый для размножения, роста и развития растений и животных, функционирования популяций и биоценозов. Полагают, что радиоактивность способствовала возникновению жизни на Земле, становлению и развитию биосферы.[...]

Источниками естественного фона радиации на Земле являются космос, радиоактивные элементы, входящие в состав нашей планеты. Радиоактивными, хоть и в малой мере, считаются все растения и животные, населяющие биосферу.[...]

Наибольшее космическое излучение отмечается в верхних слоях атмосферы, у поверхности Земли оно во много раз ниже. Помимо космических лучей организмы подвергаются воздействию радиоактивных элементов горных пород. В земной коре широко распространены радий, уран, торий и другие радиоактивные элементы.[...]

Пути поступления в организм, распределение по органам и тканям радионуклидов цезия

Судьба радионуклидов, попавших в организм, зависит от их свойств и химической природы. Различные вещества по разному накапливаются и выводятся из организма. Одни из них в виде растворов выводятся с мочой, другие могут задерживаться в организме на различные сроки.

Существуют три основные типы распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикулоэндотелиальный, диффузный (равномерный). В основу положены принципы максимального или преимущественного содержания радионуклида в органе. Распределение считается скелетным, если более половины радионуклидов сконцентрировано в скелете. Распределение считается равномерным, если более половины радионуклидов, обнаруженных в организме, распределяются равномерно.

В процессе транспортировки радионуклиды задерживаются в тех тканях, в составе которых имеются стабильные элементы, аналогичные им по химическим свойствам.

Процесс перехода радионуклидов из межклеточной жидкости в органы завершается в течение непродолжительного времени.

Равномерное (диффузное) распределение характерно для щелочных элементов - лития, калия, натрия, цезия, рубидия, а также для трития, азота, углерода, полония и некоторых других элементов. Такие радионуклиды, как цезий, калий, рубидий накапливаются в основном в мышечной ткани.

Неоднородность распределения излучателя в тканях влияет на характер распределения, величину и мощность тканевой дозы, что особенно существенно, когда тканевые микро структуры с повышенной концентрацией излучателя имеют высокую радиочувствительность, а пробеги излучаемых частиц сравнимы с линейными параметрами (размером) этих микроструктур.

Указанные типы распределения в организме касаются только той части радионуклидов, которые поступают в кровь. Совсем другой тип распределения в организме радионуклидов наблюдается при их ингаляционном поступлении. В этом случае, как правило, содержание и концентрация радионуклидов максимальны в легких. Это обусловлено тем, что поступившие в организм радионуклиды медленно удаляются из легких, а при всасывании задерживаются в лимфатических узлах (стронций-89, цирконий-95, уран-235).

Следствием большой неоднородности накопления радионуклидов в тканях являются специфически формирующиеся патологические процессы, например, цирроз печени, очаги склероза в легких и изменения в костной ткани, в том числе образование остеосарком.

19. Экосистема. Структура экосистемы

Экосистемма, или экологимческая системма (от др.-греч. п?кпт -- жилище, местопребывание и уэуфзмб -- система) -- биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых соответственно биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.

Биотический компонент полезно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Таким образом, все живые организмы попадут в одну из двух групп. Автотрофы синтезируют необходимые им органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии. Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий) используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище. Гетеротрофы в своем существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем. Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесь неорганических и органических веществ. Свойства почвы зависят от материнской породы, на которой она лежит, и из которой частично образуется. В понятие климата входят такие параметры, как освещенность температура и влажность, в большой степени определяющий видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Для водных экосистем очень существенна также степень солености.

Влияние ионизирующей радиации на клетки. В клетках, в которых возникли биологические, радиационные изменения, они проявляются двояко:

а) в нарушении жизнедеятельности самой клетки,

б) в изменениях наследственных свойств клетки.

На патогенез этих нарушений существует три взгляда:

1) объектом первичного химического повреждения является ДНК,

2) первичное химическое повреждение ведет к образованию токсических веществ, губительно действующих на клетку,

3) первичное химическое повреждение может быть связано с нарушением свойств многочисленных мембран, образующих в клетках эндоплазматическую сеть.

Наиболее чувствительны к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждения ДНК, содержащей наследственную информацию. В результате облучения клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении.

20. Основные законы экологии

Любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно. Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны: Зона оптимума -- это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Зоны пессимума определяют отклонения от оптимума. В них организмы испытывают угнетение. Закон толерантности

Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Закон константности Однако следует учитывать, что обычно более высокоразвитые виды вытесняются другими видами, стоящими на более низком уровне развития, а полезные для человека представители флоры и фауны - менее полезными. Следствием этого закона является правило обязательного заполнения экологических ниш (Г. Ф. Гаузё). Любое изменение количества вещества в одном из регионов биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру перемену в другом регионе, но с обратным знаком. Подобный закон может быть использован в процессах управления природой.

Смысл её сводится к тому, что при слишком сильном размножении хищников жертвы уничтожаются ими очень быстро. Запасы пищи у хищников уменьшаются, и соответственно падает численность хищников. В результате число жертв снова растёт, и следом снова растёт число хищников. Процесс периодически повторяется -- в системе устанавливаются колебания. Закон системы «хищник - жертва» Колебания в системе «хищник -- жертва». Средние численности приняты за 100 %

Представьте себе бочку, в которой деревянные рейки по бокам разной высоты, как это показано на рисунке. Понятно, какой бы высоты ни были остальные рейки, но налить воды в бочку вы сможете ровно столько, какова длина самой короткой рейки. Остается только "подменить" некоторые термины: высота налитой воды пусть будет какой-либо биологической или экологической функцией (например, урожайностью), а высота реек будет указывать на степень отклонения дозы того или иного фактора от оптимума. Немецкий химик Ю. Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20% от необходимой нормы, а кальция - 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения. Бочка Либиха

Точнее - закономерность в области биологии, согласно которой только часть (примерно 10%) энергии, поступившей на определенный системный уровень, передаётся организмам, находящимся на более высоких уровнях. Закон Линдемана Например, растения могут усваивать при фотосинтезе до 1% солнечной энергии. В свою очередь, растительноядные животные потребляют около до 10% энергии растений (или: до 90% энергии, накопленной растениями, просто теряется…).

Закон необратимости и обратной связи взаимодействия в системе человек - биосфера Часть возобновимых природных ресурсов (животных, растительных и т.д.) может стать невозобновляемой, если деятельность человека сделает невозможным их жизнедеятельность и воспроизводство. Любое изменение в природной среде, вызванное хозяйственной деятельностью человека, бумерангом возвращается к человеку и имеет нежелательные последствия, влияющие на экономику, социальную жизнь и здоровье людей.

21. Определение пестицидов в продукции

Пестициды - широко используемые в сельском хозяйстве химикаты, которые распыляются на растения для защиты от вредителей (насекомых, грызунов) и различных болезней. Понятно, что распыляются они неравномерно, в результате чего у одного растения их может быть излишек, а у другого - отсутствовать.

Существует несколько способов, при помощи которых можно определить наличие и концентрацию тех или иных химических веществ в продуктах. Среди них выделяют:

• капиллярный электрофорез (КЭ);

• высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ);

• капиллярную газовую хроматографию (ГХ);

• тонкослойную хроматографию (ТСХ).

Данные способы не являются универсальными, и выбор того или иного способа зависит от исследуемых образцов и желаемого результата. В целом данные методы позволяют решить следующие задачи:

• определить наличие пестицидов в биологических пробах;

• определить пестициды в растительных продуктах и почве, на которой они произрастают;

• определить конечное количество пестицидов в сельскохозяйственных продуктах.

22. Водная среда жизни

Это самая древняя среда, в которой жизнь возникла и долго эволюционировала еще до того момента, как первые организмы появились на суше. По составу водной среды жизни различаются два ее основных варианта: пресноводная и морская среды.

Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает при переходе от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени. Адаптация: Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции



23. Радионуклид стронций. Поступления и пути в организме

Судьба радионуклидов, попавших в организм, зависит от их свойств и химической природы. Различные вещества по разному накапливаются и выводятся из организма. Одни из них в виде растворов выводятся с мочой, другие могут задерживаться в организме на различные сроки.

Существуют три основные типы распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикулоэндотелиальный, диффузный (равномерный). В основу положены принципы максимального или преимущественного содержания радионуклида в органе. Распределение считается скелетным, если более половины радионуклидов сконцентрировано в скелете. Распределение считается равномерным, если более половины радионуклидов, обнаруженных в организме, распределяются равномерно.

В процессе транспортировки радионуклиды задерживаются в тех тканях, в составе которых имеются стабильные элементы, аналогичные им по химическим свойствам.

Процесс перехода радионуклидов из межклеточной жидкости в органы завершается в течение непродолжительного времени. Так, плазма крови очищается от стронция и кальция за 4-10 часов

Наиболее важным и потенциально опасным является скелетный тип (остеотропные вещества). Он характерен для щелочноземельных металлов - кальция, стронция, бария, радия, а также иттрия, циркония, цитратов плутония. Эти радионуклиды накапливаются в минеральной части скелета, т.е. в костной ткани, концентрируются по соседству с красным костным мозгом, самым радиочувствительным органом человеческого тела. При этом поражается система кроветворения, страдает иммунитет и могут развиться злокачественные перерождения крови - лейкозы.

Полихлорированные диоксины, дибензофураны и бифенилы

Диоксины - абсолютно уникальные вещества. Специально их никто не производит, они образуются как побочные продукты высокотемпературных химических реакций с участием хлора и попадают в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий. Данные ксенобиотики (вещества, являющиеся чужеродными естественной среде и человеку) представляют собой группу химических соединений, характеризующуюся наличием хлора, связанного с атомами углерода.

В большую группу диоксинов и диоксиноподобных соединений входят как сами трициклические ароматические соединения: полихлорированные дибензо-p-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид (ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей молекуле атомы хлора.

Отличительной чертой представителей этих соединений является черезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению; они способны сохраняться в окружающей среде, концентрироваться в биомассе и переноситься по пищевым цепям. Эти вещества являются супертоксикантами, универсальными клеточными ядами, поражающими всё живое.

В настоящее время строго доказано, что диоксины имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью ни одной из существующих ныне технологий. Поступление диоксинов в окружающую среду происходит преимущественно в виде микропримесей, поэтому на фоне других техногенных выбросов их негативное воздействие на живое вещество планеты долгое время оставалось незамеченным.

Однако из-за необычайных физико-химических свойств и уникальной биологической активности они могут стать одним из основных источников опасного долговременного заражения биосферы. К сожалению, диоксины и диоксиноподобные вещества непрерывно и во все возрастающих количествах генерируются цивилизацией в последние пол-века,выбрасываются в окружающую среду и накапливаются в ней. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов еще не достигла критического значения, но при отсутствии специальных мер грозит принять необратимый характер.

24. Методологическая основа современной экологии

Сочетание системного подхода, натурных наблюдения, эксперимента и моделирования. Экология уже давно перестала быть чисто описательной дисциплиной, сейчас в ней преобладают количественные методы- измерения, расчеты, математический анализ.

Системный подход пронизывает большинство экологических исследований, так как любой объект экологии имеет системную природу.

В системном подходе объединяются аналитические и синтетические приемы исследования. Разнообразие исследовательских и прикладных задач влечет за собой и разнообразие применяемых в экологии методов.

Системный подход - это методологическое направление в науке, основная задача которого состоит в разработке методов исследования и конструирования сложно организованных объектов- систем разных типов и классов.

Системный анализ - совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам.

Система - некая мыслимая или реальная совокупность частей (элементов) со связями (взаимодействиями) между ними.

25. Организация лаборатории по анализу токсических вещества

Лаборатория химического анализа проводит исследования по определению химического строения и состава различных веществ, используя методы, основанные на химических реакциях в растворах.

Лаборатория химического анализа проводит экспертизы различных веществ следующими методами: количественный, качественный, полярография, ацидиметрия, оксидометрия, потенциометрия, колориметрия, акваметрия, электроанализ, алкалиметрия, комплексонометрия, кондуктометрия, пробирование, титрование, эвдиометрия и полярографическая стилометрия.

Основные задачи химической экспертизы:

· количественное и качественное определение вещества;

· выявление его микро- и макроструктуры;

· фрактографические исследования;

· определение состава и различных включений;

· разработка методик исследования.

Важнейшим требованием к помещению химической лаборатории является -- освещение, вентиляция и требования гигиены.

Работа в лаборатории химического анализа всегда связана с определенным риском, поэтому здесь просто необходимо четко соблюдать правила безопасности, чтобы избежать термических и химических ожогов, поражений электрическим током. К работе в таких лабораториях допускаются только лица достигшие 18 лет, которые должны пройти медицинский осмотр и не иметь противопоказаний, в связи с состоянием здоровья. Все сотрудники обязаны пройти инструктаж на тему охраны труда.

В каждой, из подобных лабораторий, существуют определенные требования к работе с органическими веществами, щелочами, кислотами, металлами, взрывчатыми веществами и т. п.

Лаборатория химического анализа подразумевает определенную планировку помещения, соответствующую нормативным актам, она включает в себя:

· комната водоподготовки,

· проборазделочная,

· кабинет лаборантов,

· арбитражная,

· аналитическая,

· муфельная,

· склад,

· моечная,

· сан узел,

· весовая,

· библиотека,

· конференц зал.

Современные лаборатории оснащены большим количеством оборудования: разнообразная лабораторная посуда, микроскопы, термометры, насосы, центрифуги, сушильные шкафы, электропечи, бани, мебель, спектрометры, колориметры, флюориметры, фильтры, поляриметры, анализаторы элементного состава, хроматографы, приборы для контроля безопасности и т. п.

Лаборатория химического анализа и ее деятельность на сегодняшний день является очень востребованной во многих направлениях человеческой деятельности.

Химический анализ требует специального оборудования, определенных очень глубоких познаний и точного соблюдения правил безопасности.

26. Накопление радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и пути ее защиты от радиоактивного загрязнения

Накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур можно снизить путем использования различных агрохимических и агротехнических приемов:

1) общепринятые (традиционные) мероприятия в агропромышленном производстве, направленные на сохранение и увеличение плодородия почвы, рост урожайности и одновременно способствующие уменьшению перехода радиоактивных веществ из почвы в растение;

2) специальные приемы (уменьшающие поступление радионуклидов в растения, но уменьшающие урожайность растений и ухудшающие плодородие почвы).

I. Основным агрохимическим способом уменьшения поступления радионуклидов в растения является химизация земледелия. В первую очередь - это внесение удобрений и различных химических мелиорантов, улучшающих физико-химические свойства почвы и увеличивающих ее плодородие. Вносятся органические удобрения, минеральные удобрения, проводится известкование почвы и другие агрохимические приемы. Фосфорные и калийные удобрения уменьшают переход радиоактивности в растения в 2 и более раз. Известкование почвы уменьшает поступление радионуклидов в продукцию растениеводства в 1,5-3 раза.

Снижение концентрации радионуклидов в урожае при внесении удобрений обусловлено рядом причин, основными из которых являются:

- улучшение условий питания растений, а отсюда и увеличение биомассы, что приводит к «разбавлению» радионуклидов в урожае;

- усиление антагонизма между ионами радионуклидов и ионами солей вносимых удобрений (цезий - калий, стронций - кальций);

- образование плохо растворимых соединений радионуклидов с удобрениями.

Снижает переход радионуклидов в растения и применение микроэлементов (бора, молибдена, сапропеля и др.). Обычно используют некорневую подкормку микроэлементами.

Основным агротехническим приемом для ограничения перехода радионуклидов в растение является пахота почв, что приводит к перераспределению радионуклидов в корнеобитаемом слое почвы. Радионуклиды перемещаются в глубину, а большинство растений обладает мелкой корневой системой.

27. Эврибионты и стенобионты

Для выражения степени толерантности применяются термины, использующие приставки стено-(узкий) и эври-(широкий). Маловыносливые организмы, узкоограниченные каким-либо эколог. фактором и способные обитать только в условиях устойчивого постоянства этого фактора называют стенобионтами. К ним принадлежат паразиты, виды, обитающие на океанич. Глубинах, в пещерах, тропич. Лесах. А организмы, способные существовать при широких амплитудах изменчивости факторов окружающей среды, назыв. эврибионтами. К ним относятся многие наземные животные. Например, ареал обитания лисицы распространяется от лесотундры до степей.

Смысл закона толерантности: плохо как недокормить, так и перекормить растение либо животное. Из этого закона вытекает следующее: любой избыток вещества или энергии является загрязняющим среду компонентом. Например, в засушливых областях избыток воды вреден, и вода может рассматриваться как обычный загрянитель.

28. Радионуклиды и их влияние на качество животноводческой продукции

В условиях длительного поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных и птиц с рационом наряду с выведением и перераспределением их в организме происходит накопление радионуклидов в скелете, мышцах и внутренних органах. По мере поступления радионуклидов в организм их концентрация в органах и тканях непрерывно растет, однако интенсивность этого роста носит затухающий характер. В начале поступления радионуклидов у животных отмечается интенсивное отложение их в органах и тканях, а затем оно увеличивается незначительно, стремясь к относительному постоянству (постоянному уровню). Через определенный промежуток времени, зависящий от вида животного, его возраста, режима кормления и других факторов, устанавливается равновесие между количеством вновь поступивших в организм радионуклидов, радиоактивным распадом и их выведением. В этот период, несмотря на продолжающееся поступление радионуклидов, дальнейшего увеличения перехода их из рациона в молоко, мясо и субпродукты не происходит.

Известно, что с молоком и молочными продуктами в организм человека в разные периоды жизни может поступать большое количество находящегося в кормах стронция-90, цезия-137, йода-131 и заметное количество цинка-65, кобальта-60, марганца-54, железа-59, поэтому при изучении миграции указанных радионуклидов по биологическим и пищевым цепочкам большое внимание уделяется переходу их из внешней среды в молоко.

Наиболее высокие уровни загрязнения продукции животноводства будут наблюдаться при экстенсивном типе кормления животных, когда используются корма с естественных или искусственных сенокосов, или при пастбищном содержании.

29. Методы определения содержания тяжелых металлов

Для определения тяжелых металлов в растительном сырье и готовых пищевых продуктах используют различные методы анализа, среди них спектральные методы анализа (атомно-абсорбционный, атомно-эмиссионный, спектрофотометрический и фотометрический анализ), электрохимические (инверсионная вольтамперометрия, полярография), рентгенофлуоресцентный анализ и т.д.

Наиболее часто для определения тяжелых металлов в пищевых продуктах применяют спектральные методы анализа. Метод твердофазной спектрофотометрии (ТФС) эффективен для определения Cu, Pb, Zn, Fe (III), Cd, Hg, Sn(IV) в пищевых продуктах. Твердофазная спектрофотометрия позволяет проводить фотометрическое определение в фазе сорбента. Изучено комплексообразование ряда токсичных элементов с красителями кислотного и основного типа в твердой фазе.

Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП) характеризуется низкими значениями нижних границ интервалов определяемых содержаний элементов в растворах, широким диапазоном интервала определяемых содержаний элементов в растворах, широким диапазоном интервала линейности градуировочных характеристик, высокой сходимостью результатов единичных определений, низким уровнем влияний сопутствующих компонентов на результаты анализа, информативностью, простым решением проблемы приготовления адекватных составу анализируемого раствора образцов сравнения [24].

Метод атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) обладает высокой экспрессностью и точностью, низким пределом обнаружения . Его основное преимущество перед другими методами в высокой селективности, простоте подготовки проб к анализу и возможности определения нескольких элементов из одного раствора по единой методике

Электротермическая атомно-абсорбционная спектрометрия (ЭТААС) используется для массового определения низких уровней концентрации металлов в различных типах образцов, позволяет напрямую анализировать твердые образцы. Высокая чувствительность метода позволяет исключить стадии экстракции и предварительного концентрирования. Однако по сравнению с ПААС он менее экспрессен и при анализе в графитовой печи в отличие от пламенных атомизаторов обязательно требуется коррекция фона. Недостатком можно считать и то, что ЭТААС не используется для анализа тугоплавких элементов [26].

Был предложен прямой атомно-абсорбционный анализ твердых пищевых продуктов, основанный на использовании электротермического атомизатора, в котором зоны испарения и атомизации разделены графитовыми фильтрами. В таком атомизаторе твердую пробу дозируют в испаритель, отделенный от аналитической зоны перегородкой - фильтром из пористого графита. При нагреве испарителя пары пробы поступают в аналитическую зону после фильтрации через графитовый фильтр, что исключает выброс неатомизированных частичек. Способ прямого экспрессного атомно-абсорбционного определения кадмия в твердых пробах с помощью модифицированной кюветы Львова с графитовым фильтром-перегородкой позволяет устранить стадию перевода твердой пробы в раствор, подавить неселективное поглощение, существенно сократить время, необходимое для проведения анализа. Предел определения кадмия при массе порошковой пробы 10 мг составляет 4,6*10^-3% [27].

30. Структура и отрасли экологии

В составе общей экологии выделяют следующие разделы?

· Аутэкологию, ?.?. которая изучает индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей его средой.

· Популяционную (демоэкология), задачей которой является изучение структуры и динамики популяций отдельных видов. Её рассматривают и как специальный раздел аутэологии.

· Синэкология (биоценология), изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех видов этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде. Необходимо изучить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы.

Экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, ?.?. различают экологию животных, растений, микроорганизмов, воздушной среды, тропиков, полярной зоны, загрязненных и незагрязненных систем, земную и космическую территорию, прикладную и т.д. Особый статус имеет экология человека и человеческого общества. Под экологией человека понимают взаимоотношение биосферы и антропосистемы, влияние природной среды (в ряде случаев и социальной) на человека и группы людей.

Под инженерной экологией понимается система инженерно-технических мероприятий направленных на сохранение качества среды в условиях растущего промышленного производства. Экологические задачи решаются с помощью инженерных мероприятий.

Ксенобиотики - вещества чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественные биогеохимические циклы.

31. Экологическая безопасность

Экологическая безопасность (ЭБ) -- допустимый уровень негативного воздействия природных и антропогенных факторов экологической опасности на окружающую среду и человека.

Экологическая безопасность строительных потоков (ЭБСП) - способность строительных потоков поддерживать экологическую систему к саморегулированию на стадии его функционирования.

Система экологической безопасности - система мер, обеспечивающих с заданной вероятностью допустимое негативное воздействие природных и антропогенных факторов экологической опасности на окружающую среду и самого человека.

· На каждом уровне организации система экологической безопасности функционально состоит из трех стандартных модулей, логически дополняющих друг друга и только в своем единстве составляющих саму систему, это: комплексная экологическая оценка территории, экологический мониторинг и управленческие решения (экологическая политика).

Каждый из указанных модулей выполняет следующие функции:

Комплексная экологическая оценка территории:

· Определение и оценка комплекса факторов экологической опасности, проявляющихся на данной территории;

· Районирование территории по устойчивости к проявлению факторов экологической опасности;

· Составление и ведение кадастра объектов воздействия на окружающую среду;

· Идентификация и оценка экологических рисков;

· Составление и ведение кадастра природных ресурсов;

· Составление и ведение кадастра "загрязненных" территорий;

· Выбор индикаторов устойчивого развития.

Экологический мониторинг:

· Нормирование воздействий на окружающую среду;

· Контроль источников воздействия на окружающую среду;

· Контроль качества компонентов окружающей среды;

· Мониторинг экологических рисков;

· Мониторинг индикаторов устойчивого развития.

Управленческие решения:

· Формирование экологической политики;

· Анализ и корректировка индикаторов устойчивого развития;

· Управление экологическими рисками:а) Предупреждение проявления антропогенных факторов экологической опасности; |б) Минимизация последствий проявления природных факторов экологической опасности;

· Разработка и совершенствование природоохранного законодательства и методов формирования экологического мировоззрения.

Методы обеспечения ЭБ:

1. Методы контроля качества окружающей среды:

1. Методы измерений -- строго количественные, результат которых выражается конкретным числовым параметром (физические, химические, оптические и другие).

2. Биологические методы -- качественные (результат выражается словесно, например, в терминах «много-мало», «часто-редко» и др.) или частично количественные.

2. Методы моделирования и прогноза, в том числе методы системного анализа, системной динамики, информатики и др.

3. Комбинированные методы, например, эколого-токсикологические методы, включающие различные группы методов (физико-химических, биологических, токсикологических и др.).

4. Методы управления качеством окружающей среды.

32. Накопление радионуклидов в органах и тканях

Связано с:

• физико-химическими свойствами изотопов. Для оценки скорости накопления используют понятие кратность накопления, под которым понимают отношение полученной активности радионуклидов в органах и тканях к их ежесуточному поступлению в организм.

Кратность накопления F определяют по формуле

F=Cm/g

где С -- удельная активность радионуклидов в органах и тканях, Бк/кг;т -- масса органа или ткани, кг;g-- активность радионуклида, ежесуточно поступающего в организм, Бк.

Радионуклиды с высокой кратностью накопления наиболее опасны (изотопы йода, стронция и цезия).

• кратность накопления у разных видов организмов каждого из радионуклидов различна.

По степени возрастания накопления стронция в скелете животные располагаются в следующем порядке: крупный рогатый скот < козы < овцы < свиньи < куры; по степени накопления в мышцах и паренхиматозных органах -- козы < крупный рогатый скот < овцы < куры. Цезий (137Cs) тоже наиболее интенсивно откладывается у кур и в меньшей степени в органах овец и крупного рогатого скота.

• с возрастом организма кратность накопления радионуклидов снижается.

• темпы всасывания и депонирования изотопов в тканях прямо пропорциональны.

При длительном поступления в организм - скорость их накопления меняется. Вначале оно происходит интенсивно, а затем, по мере насыщения тканей, постепенно замедляется, и наконец наступает равновесие между вновь поступающими радионуклидами и выводимыми. Если организм станет получать большее количество радионуклидов, то они вновь начнут накапливаться до установления нового равновесия, но уже на более высоком уровне. Напротив, если животные станут принимать с кормом меньшее количество радионуклидов, то они начнут выводиться из организма. Этот явление имеет важнейшее практическое значение для получения пригодной в пищу продукции на загрязненных территориях.

• физиологическим состоянием и уровнем обмена веществ.

Размещено на Allbest.ru

...