Факторы, влияющие на аккумулирование ксенобиотика

Площадь поверхности. Если процесс аккумулирования включает физические стадии (адсорбция, диффузия), степень накопления чужеродного вещества в большей мере зависит от площади поверхности контакта организма с окружающей средой. Величина поверхности на единицу массы или объема повышается при уменьшении размера частицы.

Распределение. Большинство организмов содержит значительные жировые отложения; в этих тканях накапливаются ксенобиотики с большими значениями коэффициента распределения. Содержание жира в организме также указывает на его способность аккумулировать данный тип веществ. Так, способность аккумулировать ПХБ коррелировала с содержанием липида в планктоне. Таким образом, степень аккумулирования зависит от способности веществ распределяться в жировых депо.

Следовательно, среда обитания конкретного организма может существенно влиять на его способность аккумулировать ксенобиотики. Организмы, обитающие на дне среди осадков, подвергаются воздействию более высоких концентраций ксенобиотика, чем находящиеся в верхних слоях того же самого участка водоема.

На процесс аккумулирования может влиять и размер частиц, проглатываемых организмами. Поскольку на более мелких частицах, как уже отмечалось, адсорбированное на их поверхности чужеродное вещество содержится в более высоких концентрациях, организмы, проглатывающие такие частицы, будут подвергаться воздействию более высокого содержания ксенобиотика.

Важным фактором является и количество потребляемой пищи. Организмы, нуждающиеся в относительно большом количестве пищи, могут аккумулировать чужеродное вещество из окружающей среды в большей степени при условии, что процесс накопления ксенобиотика не компенсируется более активным процессом его выведения.

Цепь питания

 

41. Трансформация и распределение ксенобиотиков в экосистемах: явления, выделяемые для ксенобиотиков, попавших в экосистемы.

Для ксенобиотиков, попавших в экосистемы и входящие в них организмы, можно выделить следующие явления:

· реакции превращения ксенобиотиков,

· адсорбция ксенобиотиков на частицах биологического и абиотического происхождения.

· переход ксенобиотиков из одной среды в другую.

Реакции превращения. Ферментативные превращения.

Продукты конденсации некоторых пестицидов (или их метаболитов) с веществами растений разлагаются медленнее, чем исходные вещества. Такова, например, ситуация, возникающая при конъюгации некоторых фосфорорганических пестицидов (винфос) с веществами растительной клетки, в частности с лигнином.

    Реакции превращения. Ферментативные превращения.

Продукты конденсации некоторых пестицидов (или их метаболитов) с веществами растений разлагаются медленнее, чем исходные вещества. Такова, например, ситуация, возникающая при конъюгации некоторых фосфорорганических пестицидов (винфос) с веществами растительной клетки, в частности с лигнином.

    Окислительно-восстановительные превращения.

окисленные и восстановленные формы данного ксенобиотика могут существенно различаться по биологическим и экологическим свойствам;

существуют довольно значительные вариации в окислительных или восстановительных условиях в окружающей среде, что влияет на трансформацию ксенобиотиков.

Гидролиз. Способность вещества вступать в реакции с водой обусловливает реакции гидролиза

Адсорбция ксенобиотиков на частицах. В результате такого процесса, как сорбция молекул на частицах биологического или абиотического происхождения деградабельность ксенобиотика снижается. Процессы сорбции – десорбции ксенобиотиков нередко определяют их устойчивость и взаимосвязаны с переносом в биосфере на большие расстояния.

Переходы ксенобиотиков из одной среды в другую. Изменения физико-химических свойств веществ в результате модификации структуры их молекул, сорбция ксенобиотиков на частицах и другие оказываются существенными при переходе веществ (и продуктов их превращений) из одного блока биогеоценоза в другой. Таковы переходы ксенобиотиков из воды в воздух и обратно, из организмов в воду и обратно, из почвы в воду и т. д.

Подобные переходы могут иметь решающее значение для крупномасштабного перемещения ксенобиотиков в атмосфере. Например, перенос на большие расстояния.

 

 

 

42. Экологическая опасность процессов разрушения ксенобиотиков в экосистемах. Классификация возможных последствий и форм вредного воздействия ксенобиотиков. Факторы, обуславливающие опасность сублетальных (малых) концентраций (доз).  

· нарушение функционирования экосистем, обусловленное наличием устойчивых, неразлагающихся или разлагающихся крайне медленно ксенобиотиков. Вредное действие на экосистемы здесь очевидно, поскольку в конечном итоге происходит их накопление, что и оказывает негативное воздействие;

· нарушение нормального функционирования экосистем, связанное с наличием биодеградабельных ксенобиотиков и обусловленное природой превращений и аккумуляцией ксенобиотиков; опасностью воздействия больших доз; воздействием малых (сублетальных) концентраций.

· Природа превращений и аккумуляция ксенобиотиков. Легко разрушаемые соединения большей частью не считаются потенциально опасными для окружающей среды. Тем не менее, необходимо проводить сравнительный анализ и знать способность различных организмов разрушать тот или иной ксенобиотик. Данное вещество может легко разрушаться в одной среде, но может быть устойчивым в других условиях.

· Экологическая опасность больших доз биоразрушаемых ксенобиотиков и остатков неразложившихся ксенобиотиков связана с возможностью нарушения структуры и функционирования экосистем, видового разнообразия видов, структуры популяций, стабильности и продуктивности экосистем. Экологическая опасность больших доз может определяться тем, что они способны вызывать отравление организмов раньше, чем они успевают их метаболизировать.

· Опасность сублетальных (малых) концентраций (доз) обусловлена следующими факторами:

· а) может происходить хроническое отравление малыми концентрациями (дозами), ведущее к падению репродуктивной способности. Например, отравление ПХБ и пестицидами способствовало бесплодию популяций тюленя в Балтийском море, что в конечном итоге может привести к вымиранию популяции;

· б) сублетальные концентрации ксенобиотиков могут нарушать тонкую регуляцию межвидовых и внутривидовых взаимодействий, которая опосредована различными хемомедиаторами и хеморегуляторами;

· в) сублетальные концентрации, оказывая неодинаковое влияние на конкурентные друг с другом виды одного трофического уровня, могут нарушать естественный экологический баланс в экосистемах;

· г) малые дозы ряда пестицидов, как оказалось, могут даже стимулировать воспроизводство популяций некоторых крайне нежелательных видов, наносящих экономический ущерб в агроэкосистемах. Так, в одной из серии опытов сублетальные дозы ДДТ, диэльдрина и паратиона увеличивали откладку яиц колорадским жуком на 50,33 и 65 % соответственно.