ERKOC F TFD Aralik 2010 [Uyumluluk Modu]content.lms.sabis.sakarya.edu.tr/Uploads/52241/54831/çevre... · Çevre Toksikolojisi 2 Araştırma Grubu soldan sağa: Doç. Dr. Aylin Sepici-Dinçel,

Prof. Dr. Figen ERKOÇGazi Eğitim Fakültesi

Gazi Üniversitesi

Klinik Toksikoloji Kursu

Çevre Toksikolojisi

1

Klinik Toksikoloji Kursu22-24 Aralık 2010

İstanbulTürk Farmakoloji Derneği KlinikToksikoloji Çalışma Grubu

Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Farmakoloji Anabilim Dalı

Refik Saydam Hıfzısıhha Merkezi Başkanlığı

1Figen Erkoç, GEF, Gazi Eğitim Fakültesi


2

Araştırma Grubu soldan sağa: Doç. Dr. Aylin Sepici-Dinçel, Doç. Dr. Mahmut Selvi, Prof. Dr. Figen Erkoç, Prof. Dr. İ. Ayhan Özkul, Doç. Dr. A. Çağlan Karasu Benli, Doç. Dr. Rabia Sarıkaya


İçerik:

Hava Kirliliği ve Toksikolojisi


3

Su Kirliliği ve Akuatik Toksikoloji

Toprak Kirliliği

Çevre toksikolojisindeki bütün kompartmanlar:

- Atmosfer (hava),


4

- Atmosfer (hava),

- Hidrosfer (yüzey suları),

- Karalar (toprak veya litosfer),

- Biyosfer (canlı organizmalar).

İnsan faaliyetleri sonucu oluşan kirleticilerin, noktasal venoktasal olmayan kaynaklardan, ekosisteme başlıca girişyolları:

1. İnsan faaliyetleri sırasında istenmeyen salınma (örnek nükleer


5

1. İnsan faaliyetleri sırasında istenmeyen salınma (örnek nükleerkazalar, madencilik faaliyetleri, gemilerin batması ve yangınlar).

2. Atıkların boşaltılıp karışmasıyla (örnek kanalizasyon,endüstriyel atıklar).

3. Biosid etkili maddelerin kullanımıyla kasıtlı olarak (örnekzararlı ve vektör mücadelesinde kullanılan kimyasallar).

Figen Erkoç, GEF, Gazi Eğitim Fakültesi

Ayrıca volkanik faaliyetler ve orman yangınlarıyla dakükürt dioksit, karbon dioksit ve aromatikhidrokarbonlar suya karışarak çok yüksek seviyelereulaşabilmektedir.


6

ulaşabilmektedir.

Endişe yaratan kimyasallar: Akuatik çevreye çokmiktarda giren, oldukça kalıcı olan ve çok potentolanlarıdır.


HAVA KİRLİLİĞİ


7

HAVA KİRLİLİĞİ

ve TOKSİKOLOJİSİ


8

http://www.elmhurst.edu/~richs/EC/101/Lectures/Pollution.ppt

Yatağan Termik Santralı, Muğla Yeniköy Termik Santralı, Muğla

9

Yatağan Termik Santralı, Muğla

Afşin Elbistan Termik Santralı, Elbistan

Yeniköy Termik Santralı, Muğla

Hava Kirliliği ve Hava Durumu İlişkisi

•Hava durumu hava kirleticilerinin dilüsyonunu vedağılmasını sağladığı için hava kirliliğini etkiler. Diğertaraftan hava kirliliği hava durumunu ve iklimi etkiler.Hava hiçbir zamana mükemmel derecede temiz değildir.


10

Hava hiçbir zamana mükemmel derecede temiz değildir.

•“DOĞAL” hava kirliliği örnekleri:– Kül,

– Tuz partikülleri,

– Polen ve sporlar,

– Duman,

– Rüzgârla taşınan toz.


• Hava Kirleticileri canlıların sağlığınıetkileyen, çevrenin fonksiyonlarını bozankonsantrasyonlarda, havada asılıpartiküller ve gazlardır.


11

• Genel olarak iki sınıf altında incelenir: – (1) Primer kirleticiler, tanımlanabilen

kaynaklardan doğrudan salınanlar, ve– (2) Sekonder kirleticiler, pirmer kirleticiler

arasında belirli kimyasal reaksiyonlar sonucunda üretilen kirleticilerdir.



• Partiküllü madde (PM),• Kükürt dioksid (SO2),

12

• Kükürt dioksid (SO2), • Azot oksitler (NOx), • Uçucu organik bileşikler (VOC’ler), • Karbon monoksid (CO), • Kurşun (Pb).


Sekonder Kirleticiler

• Atmosferik sülfürik asit,• Yerleşim yerleri ve sanayi yoğun alanlardaki hava kirliliği,genellikle “sanayi sisi” veya “kirli sis” (smog) denir.


13

genellikle “sanayi sisi” veya “kirli sis” (smog) denir.• Fotokimyasal sis (“kahverengi hava”), kuvvetli güneşışığının atmosferde fotokimyasal reaksiyonları tetiklemesiile oluşan rahatsızlık verici gaz ve partikül karışımı.• Fotokimyasal sisin başlıca komponenti ozon’dur.Hava kirliliğinin kontrolünde önemli ilerlemeler olmasınarağmen, soluduğumuz havanın kalitesi hâlâ önemli bir halksağlığı problemidir.


1952 Aralık ayında Londra’da ikinci günde 500, dördüncügününde 900 kişinin öldüğü; toplam > 4000 ölüm raporedilen hava kirliliği felaketi. Ancak rüzgâr ile havadüzelebilmiştir.



Environment: Disaster Management

Major Air Pollution Episodes: Environmental Distortions that Kill, Sunil Choukiker

Londra hava kirliliği felâketleri, 1873-1963. Sanayi devrimi ve hava durumu ile çoksayıda ölüm.Bhopal, Hindistan Felaketi, 1984. 2-3 Aralık 1984’de Bhopal’de Union Carbide pestisitfabrikasından methyl isocyanide (CH3CN) tankının katalitik malzeme içeren su tankı ilekontaminasyonu ve patlama sonrasında 40 ton toksik gazın sızması, şehire yayılması,sulara karışması ve havayı kirletmesi. 2000 den fazla ölüm, kesin rakam hala bilinmiyor.


15

sulara karışması ve havayı kirletmesi. 2000 den fazla ölüm, kesin rakam hala bilinmiyor.Donora Sisi Felaketi, A.B.D. 1948. A.B.D.’nin Donora şehrinde hava şartlarındasıcaklık inversiyonu sonucunda ağır sanayi tesislerinden flor, kükürt, CO ve ağır metaltozları dumanla birlikte şehire yayıldı; hava durumundan dolayı bu toksik kirleticilerhapsedildi ve asılı kaldılar; 14 saatte 20 ölüm rapor edildi.Meuse Vadisi, Belçika, 1930. Aralık ayında hava durumundaki aşırı kalın sisden dolayıflor ve kükürt dioksit olduğu düşünülen toksik gazlar binlerce “akut pulmoner atak” ve 60ölümle sonuçlandı.Poza Rica, Meksika Felaketi, 1950. Kasım 1950’de çok miktarda hidrojen sülfid açığaçıktı ve havaya karıştı, yanmamış gaz ve düşük sıcaklıklı inversiyon hava durumu 3 saatiçinde 320 kişinin hastanelere kaldırılmasına ve 22 kişinin ölümüne sebep oldu.


İç ortam hava kirliliği:• Dış ortamdan daha fazla kirletici olabilir.

• İç ortamda zamanımızın ortalama %90’ını geçirebiliriz.

• Halen muhtemel toksik etkileri kesin bilinmeyen sentetik materyalleremaruz kalabiliyor olabiliriz.

• Isı kaybını önlemek için alınan önlemler havalandırmayı azaltıpkirleticileri içeride hapsederek, maruziyeti arttırabilir.

Gelişmekte olan ülkelerde iyi havalandırılmamış ortamda yakıt, odun,

16

Gelişmekte olan ülkelerde iyi havalandırılmamış ortamda yakıt, odun,kömür, ziraî mahsul atıkları, tezek yakılması, duman ve karbon monoksitbaşlıca kirletici kaynakları.

Gelişmiş (sanayileşmiş) ülkelerde sigara dumanı (azalmasına rağmenşimdiye kadarki yoğun kullanımın zararları görülmekte), kayaçlardandoğal olarak açığa çıkan radon gazı, VOC başlıca kirletici kaynakları.VOC’ler küçük miktarlarda olmalarına rağmen toksisiteleri kolayfarkedilemediği için tehlikeli ve karışım halinde etkili olabilir; plastikler,yağlar, boyalar, pestisitler, formaldehit (preslenmiş ahşap içinde, sunta vekontraplak gibi). Figen Erkoç, GEF, Gazi Eğitim Fakültesi


Ayrıca çok küçük canlılar da “kirlilik” oluşturabilir.• Maytlar ve hayvan çıkartıları astımı arttırabilir.

• Mantar, küf, maya, havada asılı bakteriler allerji, astım ve diğer solunum problemleri yaratabilir.


17

astım ve diğer solunum problemleri yaratabilir.

• “Sick building syndrome” = genel ve nonspesifik belirtileri olan iç ortam kirliliğine bağlı bir hastalık.

– Çözüm: düşük-toksisiteli inşaat malzemeleri kullanmak ve iyi havalandırma sağlamak.


Sources of indoor air pollution


SU KİRLİLİĞİ


19

ve AKUATİK TOKSİKOLOJİ


Önemli Çevresel Kirleticilerin Yüzey Sularına Giriş Yolları (Walker ve Hopkin, 2006).


GİRİŞ YOLU BAŞLICA KİRLETİCİLERAtıksu “outfall” (atık madde, su veya katı madde için de kullanılabilen, herhangibir sistemde üretim sonucunda oluşan ve işe yaramayan atıkları tanımlayan terim)

Evsel ve endüstriyel kaynaklardan çok çeşitli organik ve inorganik kirleticiler; genellikle deterjanlar

Ticarî müesseselerden “outfall” Ticarî faaliyetlere bağlı olarak çok çeşitli kirleticiler (örnekler kimya sanayii, kâğıt sanayii, madencilik faaliyetlerinden metaller)

20

metaller)

Nükleer güç santrallarından “outfall” Radyonüklidler

Karasal “runoff” (yüzey akış suyu, daha çok yağışlar sonucu oluşan su akımları)

Karaya atılan çeşitli kirleticiler; pestisitler

Havadan gelenler Kar, yağmur, herbisit veya omurgasız kontrolu amacıyla uygulanan biosidler, ilaçlama ve toz ile havaya karışan kirleticiler

Denize atılma (dumping) Kanalizasyonun arıtılmadan atık olarak atılması; okyanusların derinliklerine atılan radyokimyasallar ve toksik atıklar-kapalı varillerde

Petrol aramalarından ve terminallerinden Hidrokarbonlar

Gemi kazaları, gemilerin batması Hidrokarbonlar ve diğer bazı organik kirleticiler


Evsel atıklar → başlıca kanalizasyonadeşarj edilir


21

Endüstriyel atıklar → kanalizasyonaveya direkt olarak yüzey sularına deşarjedilir


Evsel atıklarda idrar, dışkı, kâğıt, sabun,sentetik deterjanlar, ilâçlar ve kişisel bakımürünleri (PPCP) ile son zamanlarda endişeyaratan nanomateryaller bulunabilir.


22

Kanalizasyonda seviyesi önemli olanlar:Askıda katı madde (AKM), Kimyasal oksijenihtiyacı (COD), biyolojik oksijen ihtiyacı(BOD).


COD ve BOD’nin ilgili mevzuatta bulunan sınırdeğerlerin üzerine çıkması, suyun oksijenseviyesinde önemli azalmaya sebep olur; bununsonucunda da akuatik canlılar ciddî şekilde


23

sonucunda da akuatik canlılar ciddî şekildeetkilenir.

Biyolojik etkiler salınma yerinde veya yakınında enfazla görülür. Nehirlerde ilk giriş yerinde hassasorganizmalar olmayabilir, ancak aşağı kısımlardahassas organizmalar olabilir.


Hareketli yüzey sularına karışan kirleticiler dilüsyon ve yıkımauğradığından; biyolojik etkileri salınma noktalarında veya yakınçevresinde görülür.

Okyanuslar büyüklükleri sayesinde giren kirleticileri etkili şekildedilüe edebilir. Ancak göller ve küçük iç denizlerde problem


24

dilüe edebilir. Ancak göller ve küçük iç denizlerde problemönemlidir. Göllerin çıkışı yoktur, kirleticiler giderek birikir, subuharlaştıkça birikme artar.

Yıkım ve presipitasyonun kirleticileri uzaklaştırma hızı çevreseletkilerde çok önemlidir. İç sular genellikle açık denizlerden dahayüksek kirletici seviyeleri taşır.


Akuatik toksikolojide üç önemli kompartman:

�Su


25

�Su

�Sediment

�Askıda partiküller


Kimyasalların canlı organizmalarda ölçülenmiktarları ile canlının çevresine etkilerininilişkisi nadiren bilinmektedir, kimyasal


26

karışımına maruz kalan organizmalardatoksisitenin artması bu konunundeğerlendirilmesini daha da zorlaştırmaktadır.



Organizma grubu Alınma Yolu Kirleticinin kaynağı

Karasal omurgalılar Sindirim Sistemi (GI) Besin ve alınan su

Deri Kontamine yüzeyler

AkciğerlerHavadaki parçacık, damlacıklar ve buhar

Karasal omurgasızlar GI Su ve besin

Kütikül (böcekler) Kontamine yüzeyler

Vücut duvarı (salyangoz, kurt) Kontamine çevre (örnek toprak)

Trake Havadaki parçacık, damlacıklar ve buhar

Balık Solungaçlar Bulunduğu sudaki kirleticiler, çözünmüş veya süspanse

Canlıların ksenobiyotikleri/organik kirleticileri başlıca alma yolları.

27

Balık Solungaçlar Bulunduğu sudaki kirleticiler, çözünmüş veya süspanse halde

GI Başlıca besinlerle

Akuatik memeliler ve kuşlar GI Başlıca besinlerleAz miktarda bulundukları sudan, veya içtikleri sudan

Akuatik amfibiler GI Başlıca besinlerle

Deri Az miktarda bulundukları sudan

Bulunduğu sudaki kirleticiler, çözünmüş veya süspanse halde

Akuatik omurgasızlar GI Başlıca besinlerle

Solunum yüzeyleri Bir miktar bulundukları sudan, Bulunduğu sudaki kirleticiler, çözünmüş veya süspanse halde

Bitkiler Yapraklar Tanecik veya partiküller içinde kirleticiler ve buhar

Kökler Topraktaki suda çözünmüş kirleticiler



28

Di Giulio ve Hinton’dan (2008) besin ağı


Çevre kirleticisi olduğu tespit edilen toksisiteleri ya laboratuvardeneylerinde ortaya çıkan veya in situ biyolojik gözlemlerlebulunan çok sayıda madde vardır. Örnekler:

29

bulunan çok sayıda madde vardır. Örnekler:DDE’nin kuşlarda yumurta kabuğunu inceltmesi,ksenoöstrojenlerin etkisiyle tatlı su balıklarında cinsiyet (eşey)değişimi, tribütil tin ile gastropodlarda imposex (dişilerde erkekkarakterlerin görülmesi), PAH’larla ilişkili olarak deniz balıklarındatümör oluşumu, balıklarda Minamata ve itai-itai hastalıkları(sırasıyla cıva ve kadmiyumdan dolayı), böceklerde pestisitrezistansı, PCB maruziyeti ile kuş popülasyonlarında çökme, asityağmurları ve orman tahribi, San Francisco körfezindekibalıklarda selenyuma bağlı teratojenite ve deformasyonlar.

Çevre ToksikolojisiEDC-Endokrin bozucu bileşikler


Çevre ToksikolojisiEDC-Endokrin bozucu bileşikler


“Genomics”, “proteomics” ve“transcriptomics” yaklaşımlarıyla molekülerseviyede mekanizma ve cevaplarincelenebilmekte, genetik yapı hızladeğerlendirilebilmektedir.


32

değerlendirilebilmektedir.

Mikroarray teknikleri ise çevresel stresörlerebağlı gen ekspresyonu “haritalarını”çıkartmak için kullanılmaktadır.


“Ecopharmacovigilance” Prof. Dr. Yeşim TUNÇOK’un (Dokuz EylülÜniversitesi) sunum sırasındaki katkılarıyla:Tailoring noise frequency spectrum to improve NIR determinations.

• Xie S, Xiang B, Yu L, Deng H. Talanta. 2009 Dec 15;80(2):895-902. Epub 2009 Aug 18.


33

• Xie S, Xiang B, Yu L, Deng H. Talanta. 2009 Dec 15;80(2):895-902. Epub 2009 Aug 18.

The afterlife of drugs and the role of pharmEcovigilance.

• Daughton CG, Ruhoy IS. Drug Saf. 2008;31(12):1069-82.

Detection of trace triclocarban in water sample using solid-phase extraction-liquid chromatography with stochastic resonancealgorithm.

• Xie S, Deng H, Xiang B, Xiang S. Environ Sci Technol. 2008 Apr 15;42(8):2988-91.

Ecopharmacology: a new topic of importance in pharmacovigilance.

• Kümmerer K, Velo G. Drug Saf. 2006;29(5):371-3.

Veterinary pharmacovigilance. Part 3. Adverse effects of veterinary medicinal products in animals and on the environment.

• Woodward KN. J Vet Pharmacol Ther. 2005 Apr;28(2):171-84. Review.

http://www.fda.gov/downloads/AdvisoryCommittees/CommitteesMeetingMaterials/ScienceBoardtotheFoodandD


34

35

Yüzey sularında ve atık su arıtma suyu çıkışlarında PPCP’ın ng/Lden mg/L arasında tespit edilmiştir. Son zamanlarda psiko-aktif

36

den mg/L arasında tespit edilmiştir. Son zamanlarda psiko-aktifve yasa dışı maddelerden amfetamin, kokain ve metabolitibenzoylecgonine, morfin, 6-asetilmorfin, 11-nor-9-karboksi-delta-9-tetrahidrokannabinol, metadon ve ana metaboliti 2-etiliden-1,5-dimetil-3,3-difenilprilidin ve amfetaminler de yüzey suları ve atıksularda tespit edilmiştir. Günlük, mevsimler ve diurnalkonsantrasyon değişiklikleri bildirilmiştir: Nikotin, paraxanthin,amfetamin, kokain ve estasi.

37Figen Erkoç, GEF, Gazi Eğitim Fakültesi 37

38

• Düşük konsantrasyonda birkaç maddenin yüzey sularındabulunmasıyla karışımların sub-letal etki göstermeleri veözellikle de:


• günümüzde > 600 nanomateryalin (1-100 nm, tüketici vesanayi ürünlerinde) sulara karışmış olabileceği,

• nanomateryallerle ilgili yeterli veri bulunmamasındandolayı toksikolojisi ve maruz kalma yollarının tambilinememesi,

• metodların henüz standardize edilememiş olması,

endişe yaratmaktadır.

Özellikle serbest nanopartiküller ve bilhassananotüpler (örnek tozla) en önemli toksikolojik tehlikeyioluşturmaktadır. Bu haliyle de AB REACHprogramındaki bir ton sınırlamasına, çok fazla partikül


programındaki bir ton sınırlamasına, çok fazla partiküliçerdiklerinden, uymamaktadır.

in vitro testlerde karbon nanotüplerle tarama testiyaparken mevcut bioassay sistemleri hatalı sonuçverebilmektedir, yeni testlere ihtiyaç vardır (Geys et al.,2010).



42

Akuatik toksikolojide kullanılan testler:1- Canlı hayvanlarla bioassay. Aynı etki mekanizması olan iki kimyasaldabile LC50 değerleri çok fark edebilir; omurgasız türlerin sonuçları omurgalıtoksisitesi için güvenilir rehber değil. Türler, soylar arasında fark olabilir(örnek insektisitlere direnç problemi).2- Etki mekanizmasının açıklanması için bakterilerle testler (örnekmutajenite testleri-Ames testi gibi).3- QSAR, yapı-aktivite ilişkisinin araştırılması.4- in vitro çalışmalar. Metabolik hız tayini, doku konsantrasyonları veorganik kimyasalların yarı-ömür tayinleri için.5- Teorik modeller. Biyomarkırlar, arazi çalışmaları vemicrocosm/mesocosm deneyleri sonuçları matematik modellerle

43

microcosm/mesocosm deneyleri sonuçları matematik modellerleilişkilendirilebilir ve kimyasalların populasyon ve üstü seviyelerdeki etkileritahmin edilebilir.6- Histo-sitopatolojik biyomarkırların kullanılması. Birleşmiş MilletlerÇevre Programı ve ABD EPA tarafından da kullanılan örnekler; iskeletmalformasyonları, yüzgeç erozyonu,operculum anomalileri, karaciğerhistopatolojisi, böbrek histopatolojisi, lizozom integritesi, peroksizomproliferasyonu, daha çok kronik dozlarda görülen embriyonik defektler.7- Oksidatif stres için biyomarkırların kullanılması (örnek protein, lipid veDNA’ya hasarın ölçülmesi).8- Genotoksisite testleri (Drosophila SMART, mikronükleus, Comet,kromozom aberasyonu, SCE).

44

45

Nil tilapia (Oreochromis niloticus L.)Foto Doç. Dr. A. Çağlan Karasu Benli

46

Aynalı sazan (Cyprinus carpio L.)Foto Doç. Dr. A. Çağlan Karasu Benli

47

Kadife (Tinca tinca)

Ekotoksikoloji-Lepistes (balık) kullanılarak bioassay

48

Ekotoksikoloji-Kerevit (omurgasız) kullanılarak bioassay

49

50

Kerevit, tatlı su istakozu (Astacus leptodactylus Esch. 1823)

Seçilmiş Referanslar:

Calow P. Handbook of Ecotoxicology. Oxford, UK: Blackwell Science Ltd.; 1998.Walker CH, Hopkin SP, Sibly RM, Peakall DB. Principles of Ecotoxicology. Third Ed., FL, USA: CRC Press, Taylor &

Francis Group; 2006.Di Giulio RT and Hinton DE (Ed.). The Toxicology of Fishes. FL, USA: CRC Press, Taylor & Francis Group; 2008.OECD. OECD Guidelines for Testing of Chemicals. Paris, Fransa: OECD; 1993.Denslow ND, Garcia-Reyero N, Barber DS. Fish ‘n’ chips: the use of microarrays for aquatic toxicology. Molecular

Biosyst. 2007; 3: 172-177.Ankley GT, Daston GP, Degitz SJ, Denslow ND, et al. Toxicogenomics in regulatory ecotoxicology. Env Sci Tech

2006; 40: 4055-4065.Au DWT. The application of histo-cytopathological biomarkers in marine pollution monitoring. Marine Pol Bull

2004; 48: 817-834.Robbens van der Ven, Maras KM, Blust R, De Coen W. Ecotoxicological risk assessment using DNA chips and

cellular reporters. TRENDS in Biotechn 2007; 25: 460-466.REACH (Regisration, Evaluation and Authorisation of Chemicals). http://ecb.jrc.it/REACH/

51

REACH (Regisration, Evaluation and Authorisation of Chemicals). http://ecb.jrc.it/REACH/http://www.biyosidal.saglik.gov.tr/http://www.csulb.edu/~zedmason/students/classes/bio464/Lecture%201.pdfhttp://www.cbl.umces.edu/IVN-Based-courses/Even-Spring-Semesters/Mitchelmore-M743-Aquatic-

toxicology.htmlhttp://feql.wsu.edu/esrp532/ESRP532Lecture25red120604.pdfhttp://www.elmhurst.edu/~richs/EC/101/Lectures/Pollution.ppthttp://www.visionriviewpoint.com/print.asp?articleid=26http://www.abac.edu/kmccrae/Scie%201005%20Lect%20PT/Fall%2009%20PPT%201005/ch%2017.p

pt#21


52Figen ERKOÇ, GEF, Gazi Eğitim Fakültesi

TEŞEKKÜRLER

Documents

ERKOC F TFD Aralik 2010 [Uyumluluk Modu]content.lms.sabis.sakarya.edu.tr/Uploads/52241/54831/çevre... · Çevre Toksikolojisi 2 Araştırma Grubu soldan sağa: Doç. Dr. Aylin Sepici-Dinçel,