46
Ekotoksi Ekotoksičnost organskih polutanata čnost organskih polutanata Dr Jasmina Agbaba Dr Jasmina Agbaba Prirodno Prirodno-matemati čki fakultet matemati čki fakultet , , Departman za hemiju Departman za hemiju

Ekotoksičnost organskih polutanata final

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ekotoksičnost organskih polutanata final

EkotoksiEkotoksičnost organskih polutanatačnost organskih polutanata

Dr Jasmina AgbabaDr Jasmina Agbaba

PrirodnoPrirodno--matematički fakultetmatematički fakultet, , Departman za hemijuDepartman za hemiju

Page 2: Ekotoksičnost organskih polutanata final

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 final

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 final

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 final

Metabolizam Metabolizam -- biotransformacijebiotransformacije

Redosled reakcija pri procesu biotransformacije mikropolutanata

Page 6: Ekotoksičnost organskih polutanata final

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 final

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 final

PesticidiPesticidi

Page 9: Ekotoksičnost organskih polutanata final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

KRAJPolihlorovani bifeniliPolihlorovani bifenili

Page 32: Ekotoksičnost organskih polutanata final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

Nafta Nafta iipoliciklipoliciklični aromatični ugljovodonicični aromatični ugljovodonici

Page 40: Ekotoksičnost organskih polutanata final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final

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 final