Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam...
Transcript of Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam...
![Page 1: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/1.jpg)
EkotoksiEkotoksičnost organskih polutanatačnost organskih polutanata
Dr Jasmina AgbabaDr Jasmina Agbaba
PrirodnoPrirodno--matematički fakultetmatematički fakultet, , Departman za hemijuDepartman za hemiju
![Page 2: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/2.jpg)
KINETIČKA FAZA DINAMIČKA FAZA
Ekskrecija Detoksikacija
MetabolizamApsorpcija
Protoksikant → Toksikant + Meta (receptor)
Lipidno skladištenje
Modifiko-vana meta
a, b, c ...
A, B, C ...
Biosinteza
Fiziološkiodgovor
i promena ponašanja
Primarna reakcijaBiološko-
biohemijski odgovor
Šematski prikaz različitih faza toksičnostiŠematski prikaz različitih faza toksičnosti
![Page 3: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/3.jpg)
Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatnoveća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije,dolazi do njegovog skladištenja u organizmu.
Međutim, mesta skladištenja ili mesta vezivanja polutanata, nemoraju obavezno da budu i mesta ispoljavanja toksičnosti.
Pojedine skladištene hemijske komponente mogu se zadržati uorganizmu više godina bez ispoljavanja merljivog efekat, kao naprimer DDT.
Obzirom da su vezani ili skladišteni toksikanti u ravnoteži sanjihovim slobodnim oblicima, komponenta će biti oslobođena samesta deponovanja, ako je određen deo komponente uslobodnom obliku metabolisan ili izlučen iz organizma.
![Page 4: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/4.jpg)
Biotransformacija (metabolizam)Biotransformacija (metabolizam)
Faza Itoksikant menja svoju hemijsku prirodu Uvođenje polarnih reaktivnih grupa (-OH, -COOH, -NH2, SH i dr.),oksidacija, redukcija i hidroliza.
Formiranje metabolita rastvorljivog u vodi (hidrosolubilan) koji se lakšeizlučuje iz organizma (žuč, urin).
Faza II (konjugacija)Vezivanje metabolita sa endogenim supstratima (glukuronskom kiselinom, sulfatima, sirćetnom kiselinom, nekim aminokiselinama, i dr.)nastaju više polarizovani molekuli rastvorljiviji u vodi i lakše se izlučuju iz organizma.
![Page 5: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/5.jpg)
Metabolizam Metabolizam -- biotransformacijebiotransformacije
Redosled reakcija pri procesu biotransformacije mikropolutanata
![Page 6: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/6.jpg)
U izvesnim slučajevima u toku biotransformacije (Faza I iFaza II) se iz relativno neaktivne supstance formira vrlotoksično jedinjenje.
PrimerPrimer -- insekticidinsekticid paratiomparatiom seseoksidujeoksiduje uu organizmuorganizmu uu paraokson,paraokson,kojikoji jeje vrlovrlo otrovanotrovan jerjer inhibirainhibiraaktivnostaktivnost enzimaenzima holinesterazeholinesteraze
![Page 7: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/7.jpg)
Glavni organski polutantiGlavni organski polutanti
PesticidiPesticidiOrganoOrganohlorni insekticidihlorni insekticidiOrganofosforni insekticidiOrganofosforni insekticidiKarbamatski insekticidiKarbamatski insekticidiAntikoagulantni rodenticidiAntikoagulantni rodenticidiPiretroidni insekticidiPiretroidni insekticidi
Polihlorovani bifeniliPolihlorovani bifeniliPoliciklični aromatični ugljovodoniciPoliciklični aromatični ugljovodonici
![Page 8: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/8.jpg)
PesticidiPesticidi
![Page 9: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/9.jpg)
Usvajanje pesticida od strane biljakaUsvajanje pesticida od strane biljaka
Pesticidi penetriraju u unutrašnjost biljke preko:lišćaepiderma stabljike, kore i korena Lipofilni pesticidi prodiru u biljnu ćeliju
kroz lipoidne komponente kutikulerelativno brzo.
Kutikula je delimično propustljiva zapolarne molekule → difuzija pesticidapreko vodenog puta je sporija u poređenjusa lipoidnim, ali se može ubrzatiupotrebom odgovarajućih emulzifikatora.
![Page 10: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/10.jpg)
Usvajanje pesticida od strane akvatičnih organizama:
ingestija kontaminirane hrane, usvajanje iz vode koja prolazi kroz membrane, kutikularna difuzija i direktna absorbcija iz sedimenata
Terestrijalne vrste, kao i ljudi, mogu apsorbovati pesticide:
preko organa za varenje (digestivnog trakta) u toku konzumiranja kontaminirane hrane i vodedirektno perkutnom apsorbcijom (dermalno, kroz kožu)inhalacijom iz vazduha kontaminiranog pesticidima.
![Page 11: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/11.jpg)
ToksičnostToksičnost je prvenstveno određena:
hemijskom strukturom pesticida, jačinom i prostornom orjentacijom hemijskih veza u molekulu,prirodom supstituenata, simetričnošću i asimetričnošću molekula, rastvorljivošću i sorpcionim karakteristikama molekula
![Page 12: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/12.jpg)
Mehanizam toksičnog dejstva pesticidaMehanizam toksičnog dejstva pesticida
Organohlorni i Piretroidi- Enzimi, aksonalne membrane (inhibicija Na, K i Ca ATP-aze-) – stimulatori nervnog sistema
Organofosfati i Karbamatiinhibicija acetilholin esteraze- višak acetilholina
![Page 13: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/13.jpg)
EkskrecijaEkskrecija
Mikroorganizami - ne dolazi do građenja konjugata, procesekskrecije se odvija kroz površinu ćelije.
Biljke - ne izlučuju pesticide i njihove metabolite, već ovesupstance grade konjugate sa endogenim komponentama iskladište ih u metabolički neaktivna mesta u ćeliji (vakuole)
Životinje - izlučuju konjugate ili pesticide prvenstveno preko urinai žuči, ali mogu i na drugi način koji podrazumeva ekskrecijupreko jaja, mleka i šećera.
![Page 14: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/14.jpg)
Inverzan odnos rastvorljivosti pesticida u vodi i Inverzan odnos rastvorljivosti pesticida u vodi i stepena akumulacije u ribamastepena akumulacije u ribama
Pesticid Rastvorljivost u vodi (ppm)
Maksimum akumulacije u organizmu ribe
LindanToksafenDieldrinDDT2.4-D
103
0.250.0012-0.037
725
100 X10 000 X10 000 X100 000-1 000 000 X150 X
BioakumulacijaBioakumulacija pesticida zavisi od više faktora:
fizičko-hemijske karakteristike pesticida fiziološke osobine različitih vrstabrojni faktori spoljašnje sredine
Kumulativna svojstva najčešće ispoljavaju veoma lipofilne supstance koje se dugo zadržavaju u masnom tkivu i organima bogatim lipidima (DDT, aldrin, dieldrin, hlorovani derivati difenila i dr.).
![Page 15: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/15.jpg)
Lanac ishrane i biomagnifikacijaLanac ishrane i biomagnifikacija
Porasta koncentracije pesticida kroz lanac ishrane sa porastom trofičkog nivoa.
PerzistentniPerzistentni lipofilnilipofilni organohlorniorganohlornipesticidipesticidi (DDT, DDD, aldrin,dieldrin) sese najčešćenajčešće navodenavode kaokaotipičnitipični primeriprimeri zaza procesprocesbiomagnifikacijebiomagnifikacije..
![Page 16: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/16.jpg)
1.1. Organohlorna jedinjenjaOrganohlorna jedinjenjainsekticidi, akaricidi, nematocidi, fungicidi i sterilizatori zemljišta, dok se na neobrađenim površinama upotrebljavaju rodenticidi.
TOKSIČAN EFEKAT PESTICIDA NA TOKSIČAN EFEKAT PESTICIDA NA ORGANIZMEORGANIZME
Po hemijskom sastavu to su hlorni derivati alifatičnih i aromatičnih ugljovodonika:
hlorbenzena (DDT, metokemhlor, rotan, dikofol), cikloheksana (HCH- heksahlorcikloheksan, lindan), kamfena i terpentina (kamfen, hlortipen) indana (aldrin, dieldrin, hlordan, heptahlor) ipolihlorovanih cikličnih jedinjenja (toksafen, endosulfan)
![Page 17: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/17.jpg)
Osnovne karakteristike:Osnovne karakteristike:
mali napon pare, velike molekulske mase,nepolarne strukture → mala rastvorljivost u vodi, veliku solubilnost u mastima i uljimavelika sklonost ka procesima bioakumulacije u masnim tkivima organizama stalni porast koncentracije u svakoj narednoj karici lanca ishrane.
![Page 18: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/18.jpg)
Sinaptička veza(Antiholinesteraze)Telo nervne ćelije
(organohlorni, piretroidni pesticidi)
Cl- (GABA)
ATPazaNa+
K+Ca++
Mesta delovanja neurotoksičnih insekticida
Ca++ kanali, kalmodulin
Sinaptička veza(Antiholinesteraze)Telo nervne ćelije
(organohlorni, piretroidni pesticidi)
Cl- (GABA)
ATPazaNa+
K+Ca++
Mesta delovanja neurotoksičnih insekticida
Ca++ kanali, kalmodulin
Organohlorni pesticidi biološki deluju kao:Organohlorni pesticidi biološki deluju kao:
Stimulatori nervnog sistema: menja se protok jona inhibicijomnatrijum, kalijum i kalcijum ATP-aze, koja obavlja ulogu pumpekroz nefronske membrane.
![Page 19: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/19.jpg)
Mehanizam toksičnosti DDTMehanizam toksičnosti DDT
DDT deluje na nervni sistem produkujući toksičan efekat nanervna tkiva i enzimske sisteme – vezuje se za nervne membranei narušava balans jona natrijuma i kalijuma, što rezultujeporemećajima u transmisiji nervnih impulsa .
Takođe dolazi do narušavanja i nekih drugih funkcija vezanihza membransku aktivnost (oksidativna fosforilacija umitohondrijama i Hill-ova reakcija u hloroplastima).
Eliminacija DDT je spora i nekompletna.Degradacija DDT 1. veoma spora anaerobna degradacija 2. relativno brza aerobna degradacija
![Page 20: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/20.jpg)
γ-izomer heksahlorcikloheksana (HCH), koji jedini od svih izomera ispoljava insekticidnu aktivnost.
LindanLindan
Lindan na biljke deluje preko korenovog sistema, kao i putem lišća. malformacije korena i pupoljka, nekroze vrhova korena i odsustvo korenovih dlačica.Smatra se da je uzrok ovih promena proizvod razgradnje lindana - trihlorbenzen.trihlorbenzen.
• Kod insekata, interakcije γ-izomera sa porama lipoproteina nervnog sistema rezultuju ekscitacijama transmisije nervnih impulsa, a sam mehanizam dejstva je isti kao i kod DDT-a.
![Page 21: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/21.jpg)
Lindan lakše dovodi do akutnog trovanja, a Lindan lakše dovodi do akutnog trovanja, a heksahlorcikloheksan (HCH) do hroničnog trovanja. heksahlorcikloheksan (HCH) do hroničnog trovanja.
γ-izomer HCH deluje stimulativno na centralninervni sistem, izaziva konvulzije.Svi izomeri se odlikuju sposobnošćubioakumulacije.Deponuju se najviše uu mastima,mastima, aa zatimzatimbubrezima,bubrezima, mozgu,mozgu, jetrijetri ii mišićimamišićima..Lindan je dva puta toksičniji od DDT, a delujebrže i ispoljava jače nadražajno delovanje nakožu i sluznice.LindanLindan jeje relativnorelativno isparljivisparljiv ii umerenoumereno rastvorljivrastvorljiv uuvodi,vodi, tete jeje zbogzbog togatoga ovajovaj insekticidinsekticid jedanjedan ododmanjemanje perzistentnihperzistentnih hlorovanihhlorovanih ugljovodonikaugljovodonika..
![Page 22: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/22.jpg)
Paration Malation Dihlorvos
2. Organofosforna jedinjenja2. Organofosforna jedinjenja
Jako toksični bojni otrovi (soman, sarin i tabun)Organofosforna jedinjenja su:
estri tiofosforne kiseline – tiofosfati (paration, metilparation, demeton, fenilhlorfos, bromfos); tiolofosforne kiseline – tiolifosfati (endotin, metaloksidimeton, dihlorfos, mevinfos, fosfalidon); ditiofosforne kiseline – pirofosfati (tetraetil-fosfat, sufotep, neardan) i fosforaste kiseline – fosfonati (trihlorofon).
![Page 23: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/23.jpg)
Niska perzistentnost u životnoj sredini i razlaganje uzobrazovanje produkata netoksičnih za čoveka iživotinje - očekuje se da ispoljavaju toksični efekatlokalizovano i sa ograničenim trajanjem.
UsledUsled relativnorelativno brzogbrzog metabolizamametabolizama ovih jedinjenja u organizmutoplokrvnih organizama nene depononujudepononuju se u njihovim organima itkivima i imaju malumalu hroničnuhroničnu toksičnosttoksičnost.Opasnost od trovanja ovim supstancama je vrlo velika, jer suliposolubilneliposolubilne pa zato veoma lako prodiru kroz nepovređenu kožu isve sluznice.Lako prodiru u mozak kroz hemato-encefalne barijere.Zbog povećanog napona pare (neka od ovih jedinjenja suisparljiva na običnoj temperaturi) u organizam lako prodiru iinhalacijom.
![Page 24: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/24.jpg)
NajznačajnijiNajznačajniji biološkibiološki efekatefekat ispoljavaispoljava sese putemputemdelovanjadelovanja nana nervninervni sistemsistem,, papa sese zatozato nazivajunazivaju jošjoš iinervnimnervnim otrovimaotrovima..
Primarna toksična aktivnost organofosfata je u inaktivacijienzima acetilholinesteraze, enzima koji je odgovoran zarazlaganje acetil-holina (ACh), nervnog transmitera uključenog umehanizam prenosa nervnih impulsa na sinapsama izmeđunervnih ćelija i receptora, kao što su mišićna vlakna.
![Page 25: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/25.jpg)
Inhibicija acetilholinesteraze može se koristiti kaobiomarker za određivanje letalnih i drugih toksičnihefekata organofosfornih pesticida.
Međutim, neophodno je pažljivo proceniti dobijenepodatke, ako se uzme u obzir da različite vrsteorganizama pokazuju različitu osetljivost nadelovanje ove vrste pesticida, kao i da postojedruge vrste jedinjenja koje mogu da utiču nanjihovo delovanje.
Sa ekotoksikološkog aspekta organofosfornipesticidi smatraju se manje toksičnim u odnosuna organohlorne, koji su visoko toksični iperzistenti. Međutim, postoje i situacije u kojimaova jedinjenja mogu ispoljiti visoku toksičnost.
![Page 26: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/26.jpg)
3. Karbamati3. Karbamati
Sintetički derivati monometil i dimetil karbaminske kiseline: monometil karbamati (karbaril, promekarb, dioksikarb, merkapturon, furadan, aldikarb, tranid); dimetiltiokarbamati (izolan, dimetan, dimetilan) i ditiokarbamati
Karbaril (Sevin) Karbofuran
Fenoksikarb
Metomil
![Page 27: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/27.jpg)
Komponente ove grupe mogu biti slabo toksične -karbaril, ali i jako toksične - metomil.
Akutno trovanje metil-karbamatima je, kao i kod organofosfata,praćeno inhibicijom aktivnosti acetilholinesteraze, što je uovom slučaju reverzibilne prirode.U prvom stadijumu reakcije, umesto fosforilizacije (kao kodorganofosfata) u slučaju karbamata zastupljeno je karbamilovanjeholinesteraze.
Ovaj kompleks nije tako stabilan pa se brzo razgrađuje uzregeneraciju enzima.Razgrađuje se putem oksidacije i hidrolize, a produktirazgradnje se eliminišu iz organizma.
![Page 28: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/28.jpg)
Toksičnost pojedinih karbamata
Jedinjenje Vrsta Vrsta merenja Jedinicamere
Vrednost
Karbaril
glodari Akutna oralna LD50 mg/kg 206-963
drugi sisari Akutna oralna LD50 mg/kg 700-2000ptice Akutna oralna LD50 mg/kg 56- >5000ribe 96 h LC50 mg/kg 0.7-108
Propoksurpacovi Akutna oralna LD50 mg/kg 95-175ptice Akutna oralna LD50 mg/kg 12-60
Aldikarbpacovi Akutna oralna LD50 mg/l 0.1-7.7ptice Akutna oralna LD50 mg/kg 0.8-5.3ribe 96 h LC50 mg/kg 0.05-2.4
Karbofuranpacovi Akutna oralna LD50 mg/l 6-14ptice Akutna oralna LD50 mg/kg 0.4-4.2
Dva sistemska karmbamata, aldikarb i karbofuran pokazuju veoma izraženu akutnu toksičnost, dok je karbaril daleko manje toksičan za sisare, ptice i ribe.
![Page 29: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/29.jpg)
4.4. RodenticidiRodenticidi
Derivati kumarina (npr. varfarin) - za suzbijanje pacova i drugihglodara i predstavljaju relativno bezopasna sredstva za čoveka idomaće životinje.Derivati indandiona (hlorofacinon), koji se takođe koriste kaorodenticidi, deluju potpuno istovetno.Antikoagulantna jedinjenja - Inhibicija vitamin K -zavisnesinteze biološki aktivnih oblika, značajnih faktora zgrušnjavanjakrvi.
Varfarin
![Page 30: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/30.jpg)
5.5. Piretroidni insekticidiPiretroidni insekticidi
Najčešće se sastoje od prirodnih piretrina i u širokoj su upotrebi.Prednost se ogleda u fotohemijskoj nestabilnosti i sposobnostibrze metaboličke detoksikacije.Utiču na voltažno-zavisne natrijumove kanale u aksonima nerava.Lipofilni su, lako se biodegradiraju i ne podležu u većoj meribiomagnifikaciji kroz lanac ishrane.Čvrsto se adsorbuju na zemljište i sediment gde mogu perzistirati.Piretroidi su daleko toksičniji za beskičmenjake nego zavećinu kičmenjaka - ispoljavaju štetne efekte na akvatičnebeskičmenjake, skoro uvek u relativno kratkom vremenskomperiodu.
![Page 31: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/31.jpg)
KRAJPolihlorovani bifeniliPolihlorovani bifenili
![Page 32: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/32.jpg)
PCB mogu sadržati od jednog do deset molekulahlora, supstituisanih na prstenu bifenila, pravećimogućih 209 različitih komponenti ili kongenera..
Smeše (Arohlor) - 60 do 90 različitih kongenera.
Visoka termička i hemijska otpornost PCB, lipofilnost i nizaknapon pare - zadržavaju se i nagomilavaju u životnoj sredini.
Takođe, PCB sa velikimbrojem atoma hlora sustabilniji i otporniji premabiodegradaciji →bioakumulacija u životnojsredini.
![Page 33: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/33.jpg)
ToksičnostToksičnost PCBPCB nene zavisizavisi samosamo odod brojabroja prisutnihprisutnihatomaatoma hlora,hlora, većveć ii odod položajapoložaja nana kojimakojima sese onioninalazenalaze..
U zavisnosti od hemijskih osobina(položaja atoma hlora) mogu sedefinisati dve grupe PCB:
dioksindioksin –– sličnisličnidioksindioksin –– različitirazličiti
DioksinDioksin –– sličnislični kongenerikongeneri susumeta,meta, parapara-- supstituisanisupstituisani atomimaatomimahlorahlora ii zbogzbog togatoga težeteže dada imajuimajukoplanarnukoplanarnu strukturustrukturu ii generalnogeneralnosusu toksičnijitoksičniji uu odnosuodnosu nana dioksindioksin ––različiterazličite..
![Page 34: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/34.jpg)
Problem: subletalna i hronična toksičnost.
Koncentracioni gradijent favorizuje transport iz ćelija u krv i limfu,pa dolazi do akumulacije u jetri i mišićima.
ŠtoŠto sese stepenstepen hlorovanjahlorovanjapovećava,povećava, smanjujesmanjuje sesebrzinabrzina metabolizmametabolizma ––sporaspora eliminacijaeliminacija usledusledselektivnogselektivnog vezivanjavezivanjanagrađenihnagrađenih hrodroksihrodroksimetabilitametabilita..
Akutna toksičnost smeša PCB kod kičmenjakarelativno je niska i iznosi npr. 1-10 g/kg zapacove.
![Page 35: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/35.jpg)
PostojiPostoji značajnaznačajna razlikarazlika izmeđuizmeđu različitihrazličitihkongenerakongenera uu procesimaprocesima biotransformacijabiotransformacija -metaboliti pojedinih kongenera PCB koji nastaju uorganizmu mogu biti toksičniji od roditeljskogmolekula PCB.
Različiti kongeneri PCB ispoljavaju različit model toksičnogdejstva, tako da nije iznenađujuće da smeše kongeneraprouzrokuju širok spektar toksičnih efekata.I pored ostvarenog značajnog progresa, razumevanje toksičnihefekata PCB je još uvek nekompletno.
NajtoksiNajtoksičniji PCB kongener čniji PCB kongener
![Page 36: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/36.jpg)
KoplanarniKoplanarni kongenerikongeneri kaokao grupagrupa ispoljavajuispoljavajutoksičnosttoksičnost najčešćenajčešće putemputem interakcijeinterakcije sasacitoplazmatskimcitoplazmatskim arilaril ugljovodoničnimugljovodoničnim (Ah)(Ah)receptoromreceptorom..
MnogiMnogi toksičnitoksični efektiefekti (porfirija,(porfirija, hepatotoksičnost,hepatotoksičnost, smrtnostsmrtnost embrionaembrionapticaptica ii dr)dr) uu korelacijikorelaciji susu sasa stepenomstepenom vezivanjavezivanja koplanarnihkoplanarnih PCBPCBsasa AhAh receptoromreceptorom..
Reproduktivna toksičnost, inhibicija rasta, imunotoksičnost, hepatotoksičnost, endokrini efekti, neurotoksičnost, dermalna toksičnost, kancerogenost
Predmeti mnogobrojnih ispitivanjaPredmeti mnogobrojnih ispitivanja
![Page 37: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/37.jpg)
Efekti PCB na životinjamaEfekti PCB na životinjama
Životinje kratkotrajno izložene PCB prekohrane - oštećenje jetre, pa čak i smrt.
Životinje koje su konzumirale hranu saniskim koncentracijama PCB nekolikonedelja ili meseci - anemija, akne na koži(hlorakne), oboljenja jetre, stomaka itiroidne žlezde.
Takođe, promene u imunom sistemu,promene u ponašanju i smanjenareprodukcija.
![Page 38: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/38.jpg)
Efekti na ljudimaEfekti na ljudima
Kod ljudi PCB takođe izazivaju potencijalno kancerogene inekancerogene efekte.Različiti zdravstveni efekti PCB mogu biti međusobno povezani,mogu se preklapati i uticati jedni na druge.
Nekancerogeni efekti na:
imuni sistemreproduktivni sistemendokrini sistemnervni sistemkožu (osipi i hlorakne)
Kancerogeni efekti:
EPA, IARC i SZO - PCBverovatni humani kancerogenikancer (organ meta - jetra)maligni melanom
![Page 39: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/39.jpg)
Nafta Nafta iipoliciklipoliciklični aromatični ugljovodonicični aromatični ugljovodonici
![Page 40: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/40.jpg)
Efekti na organizmeEfekti na organizme
Postoje tri vrste negativnog dejstva nafte na organizme:
FizičkoFizičko dejstvodejstvo – slepljivanje dlake/perja;
ModifikacijaModifikacija staništastaništa - redukcija svetlosti i kiseonika,promena pH vrednosti sredine, smanjena dostupnost hrane; i
ToksičnoToksično dejstvodejstvo
aromatična frakcija odgovornaza većinu slučajeva toksičnogdejstva nafte na organizme.
Sirova nafta i naftni proizvodi uz policiklične aromatičneugljovodonike (PAH), njihovih konstituenata, kaozagađenje široko su rasprostranjeni u životnoj sredini.
![Page 41: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/41.jpg)
Mehanizam toksičnosti se prvenstveno sastoji od negativnogdelovanja PAH na funkciju ćelijskih membrana, kao ienzimskih sistema vezanih za membrane.
Pored toksičnog efekta nemetaboliziranih PAH, kod životinjaveliku opasnost predstavljaju reaktivni metaboliti, kao što suepoksidiepoksidi ii dihidrodiolidihidrodioli, koji se vezuju za proteine i DNK.
Ove biohemijske promene u ćeliji dovode do pojave mutacija,razvoja malformacija, tumora i kancera.
PAH imaju toksičan efekat na organizme.PAH imaju toksičan efekat na organizme.
PAH sa četiri, pet i šest prstenova imaju veći karcinogeni PAH sa četiri, pet i šest prstenova imaju veći karcinogeni potencijal u odnosu na PAH sa dva, tri i sedam prstenova.potencijal u odnosu na PAH sa dva, tri i sedam prstenova.
![Page 42: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/42.jpg)
UU vodivodi toksičnosttoksičnost pojedinihpojedinih PAHPAH nana biljkebiljke ii životinježivotinje rasterastesasa povećanjempovećanjem njihovenjihove molekulskemolekulske masemase dodo 202202(fluoranten,(fluoranten, piren)piren)..
Iznad ove vrednosti molekulske mase, brzo padarastvorljivost u vodi, što dovodi do smanjenjakoncentracije PAH na niži nivo od letalnog, bezobzira na njihovu suštinsku toksičnost.
subletalni efekti se mogu ispoljitiKoncentracija PAH u sedimentu može biti dalekoveća u odnosu na koncentraciju u vodi, aliograničena biodostupnost ovih PAH redukuje njihovtoksični potencijal.Procena toksičnosti PAH: biodostupnost ihemijska modifikacija
![Page 43: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/43.jpg)
Biljke i mikroorganizmiBiljke i mikroorganizmiRezultati istraživanja efekata nafte na biljke i mikroorganizme odnose se
na:oštećenja ili smrt morskih trava i algi;izraženu i dugotrajnu (više od 2 godine) destrukciju vegetacije močvara i vlažnih područja;
povećanje ili smanjenje biomase i fotosintetske aktivnosti zajednica fitoplanktona;genetski efekat na terestrijalne vrste; i
promene mikrobioloških zajednica i porast broja mikroorganizama.
![Page 44: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/44.jpg)
RibeRibe
Odrasle i mlade jedinke riba, larve i jaja izloženi sunaftom putem kontakta sa naftom, rastvorenimugljovodonicima i česticama nafte ili ingestijomkontaminirane hrane i vode - < 1 ppb - 500 ppb(ukupni PAH).Primarni organ-meta je jetrajetra.Utvrđena je uzročna veza između PAH u sedimentu iprisustva kancera kod nekoliko vrsta riba (uočene sukancernekancerne ii nekancernenekancerne neoplazmeneoplazme jetrejetre ii kože,kože,deformacijedeformacije perajaperaja ii jošjoš nekihnekih delovadelova telatela).
Koncentracija ukupnih PAH u sedimentu ponekad je bila i viša od100 ppm i 50-100000 puta veća u odnosu na referentno područje.
![Page 45: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/45.jpg)
Efekti nafte na životnu sredinu sisara odnosi se na
redukcijuredukciju hrane,hrane,promenupromenu ishraneishrane iipromenupromenu staništastaništa.
Organ-mete uglavnom su koža,koža, creva,creva, bubrezibubrezi ii mlečnemlečne žlezdežlezde.
Treba obratiti pažnju na potencijal karcinogeneze i mutageneze,naročito kod humane populacije.
dugotrajni i dugotrajni i kratkotrajni efektikratkotrajni efekti
Sisari
U savremenim studijama, PAH se definišu kao „najmanje„najmanjeprepoznatljivi“prepoznatljivi“ kontaminanti, čije je potencijalne mutagene igenotoksične efekte neophodno još proučavati.
![Page 46: Ekotoksičnost organskih polutanata - ekoddd.rs · 6Kada je brzina prodora polutanta u organizam znatno veća od brzine njegovog metabilisanja i/ili ekskrecije, dolazi do njegovog](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022011810/5e0b49081020ef31ad51d6ee/html5/thumbnails/46.jpg)