Download pdf - Osnovi Ekotoksikologije I Deo

7/22/2019 Osnovi Ekotoksikologije I Deo

http://slidepdf.com/reader/full/osnovi-ekotoksikologije-i-deo 1/81

Autor: Prim.dr Slobodan Tošović

spec.ekotoksikologije

VISOKA ZDRAVSTVENO-SANITARNA ŠKOLA

STRUKOVNIH STUDIJA „VISAN“



OSNOVNO O PREDMETUEKOTOKSIKOLOGIJE

• Ekotoksikologija je mlada naučna disciplina samultidisciplinarnim pristupom. U osnovi ona proučava iprati promene u ekosistemima sa toksikološkog aspekta.

U ekotoksikologiji je izvršena sinteza toksikologije kojase bavi štetnim (toksičnim) efektima hemijskih agenasana žive organizme i ekologije, koja proučava odnoseizmeđu organizama i njihove okoline. Pored ekologije itoksikologije, ekotoksikologija koristi znanja i metode

više prirodnih (medicine, farmakologije, fizike, hemije idr.) i društvenih nauka (prava, ekonomije, sociologije ipsihologije).



ZA ŠTA TREBA DA SE OBUĈE STUDENTI

• da učestvuju u radu multidisciplinarnim timova koji se baveispitivanjem izvora, vrsta i obima zagađenja životne sredine,kao i analizi efekata zagađenja životne sredine na živeorganizme, posebno na čoveka,

• da organizuju i sprovode monitoring životne sredine: vode,vazduha, zemljišta i buke,

• da analiziraju i tumače rezultate dobijene monitoringomživotne sredine,

• da se angažuju u okviru timova koji upravljaju rizikom od

uticaja zagađene životne sredine na živi svet, posebno uakcidentalnim (udesnim) situacijama, gde upravljanje rizikompodrazumeva prevenciju, pripravnost i odgovor na hemijskiudes i sanaciju prostora.



• Ekologija je nauka o živim bićima onakvim kakvapostoje u svom sopstvenom okruženju ili staništu ipredstavlja klasičnu biološku disciplinu. Predmetizučavanja ekologije je međusobni odnos živih bića(unutar zajednice, tj. biocenoze) i odnos premanjihovom staništu (biotopu).

• S obzirom da terminološki nije određena nauka kojasveobuhvatno proučava životnu sredinu i odnose u njoj i

koja dominantno ima multidisciplinaran karakter, upraksi je korišćen izraz ekologija i ekolog za stručnjakekoji se bave ekologijom.



PODELA TOKSIKOLOGIJE

- kliniĉka,- radna i- toksikologija ţivotnog prostora (humana ekotoksikologija)

• Kliniĉka toksikologija u najvećoj meri rešava probleme raznihvrsta trovanja (udesnih, suicidnih i dr.) gde je otrovani preko usta,disajnih organa ili kože došao u kontakt sa većim količinama otrova.

• Toksikologija radnog prostora se bavi otrovima na radnom mestu

• Humana toksikologija izučava neželjene efekte hemijskihsupstanci na zdravlje. Pored humane (medicinske) toksikologije zanastanak ekotoksikologije bile su još važnije toksikologije biljaka iživotinja kojima se bave biologija, veterina i dr. naučne discipline, stim da se sve one, kao i humana toksikologija, prvenstveno baveefektima otrovnih supstanci na pojedine organizme.



• U odnosu na Ekologiju i Toksikologiju,Ekotoksikologija je mnogo mlađa naučna disciplina.Pojam „ekotoksikologija“ nastao je 1969.g. (naučnik Truhaut), kao logičan nastavak toksikologije, ka

ekološkim efektima zagađujućih materija (polutanata).Međutim, prelazak od izučavanja pojedinačnihorganizama ka izučavanju ekosistema, dodaje ovompojmu složenost. Neposredni efekti zagađujućihmaterija nastaju bilo od direktne toksičnosti napojedinačne organizme ili od izmene životne sredine,što, opet, utiče na svaki pojedinačan organizam, iakodirektna toksičnost ne mora da bude prisutna.



• Zagađujuća materija (polutant) se definiše kao supstanca koja

se javlja u životnoj sredini makar delimično kao posledicaaktivnosti čoveka, i koja izaziva štetne posledice na živeorganizme. Nekad se koriste manje ograničene definicije, ione tada obuhvataju različite fenomene.

• Ponekad je korisno napraviti razliku između kontaminanta

(kontaminirajuće materije) i polutanta (zagađujuće materije):supstanca koja se oslobađa kao posledica aktivnosti čovekanaziva se kontaminantom, osim ako nema razloga dapretpostavimo da ona ima biološke posledice, iako se termin"polutant" često koristi prilično široko i podrazumeva obe ovesituacije. Naravno, ne retko je otvoreno pitanje da li

kontaminant izaziva ikakve biološke posledice, ili ne. • Da ne bi studente dovodili u zabunu kako nazvati štetne i

opasne materije koje slučajno ili namerno dospevaju uživotnu sredinu, kao rezultat aktivnosti čoveka u ovoj knjizićemo koristiti izraze polutanti ili zagaĊujuće materije.



• Teški metali u vodi dobro objašnjavaju ovuosobinu: oni se najčešće mere kaokoncentracije ukupnih metala iako se javljaju u

čitavom nizu oblika. Hemijski oblik i vrstenekog metala mogu uveliko da utiču na sveaspekte ponašanja tog metala i biološke efektekoje on stvara. Različiti prirodni vodni sistemisadrže različite razmere brojnih vrsta.



Slika 1. Najvažniji oblici i putevi konverzije tragova metala u prirodnim vodama



Ekološko zdravlje (humana ekologija)

• Stavljanjem težišta na čoveka, odnosnoantropogene uticaje na ekosisteme i biosferu ucelini, kao i efekte izmenjene životne sredine na

zdravlje, u svetu se razvila nuačna disciplina:Environmental Health. Nedostatak sličnih pojmova unašem jeziku je doveo do toga da se za ovu novunaučnu disciplinu koristi izraz humana (medicinska)

ekologija ili jednostavnije – ekološko zdravlje.



• Ekološko zdravlje predstavlja onaj aspektzdravlja i bolesti koji su određeni faktorima uživotnoj sredini. Pojam se takođe odnosi na teoriju ipraksu procene i kontrole faktora u životnoj sredini

koji potencijalno mogu uticati na zdravlje. Ekološkozdravlje podrazumeva i direktne patološkeposledice uticaja hemikalija, zračenja i nekihbioloških agenasa, kao i one (često indirektne)posledice na zdravlje i opštu dobrobit u širemfizičkom, tehnološkom, socijalnom i estetskomokruženju, u šta spada i stanovanje, urbani razvoj,upotreba zemljišta i saobraćaj.



• Struĉnjak za ekološko zdravlje je osoba koja jeimala formalnu obuku i koja je angažovana naposlovima upravljanja rizikom po zdravlje, ili kojarukovodi ovim poslovima.

• Sluţbe za ekološko zdravlje su Ustanove ilidelovi Ustanova koje primenjuju politiku ekološkogzdravlja kroz aktivnosti monitoringa i kontrole i kojesu angažovane na promociji zdravlja tako štopodržavaju primenu tehnologije i ponašanja koji suprijatelji životne sredine i koji funkcionišu u okviruprihvatljivog rizika.



• Ne mislimo da ovim definicijama medicina „prisvaja“ ekotoksikologiju, već samo težište

ove naučne discipline pomeramo ka čovekuuz istovremenu želju da ukažemo napotrebu trajne saradnje naučnika-stručnjakaiz više oblasti na rešavanju složenih

ekotoksikoloških problema.



• Ekosistem se može opisati kao entitet jasno definisan u prostoru i vremenu sasvim organizmima koji ga čine, fizičkim

uslovima klime i tla, kao i međusobnimodnosima u njemu samom. Prirodneekosisteme karakteriše stabilnost koja jeodređena odgovarajućim autoregulacionimmehanizmima.



• Zbog sve većeg broja intervencija u prirodi iaktivnosti čovek je uticao na to da imamo svemanje prirodnih ekosistema, tako da npr. u

gradovima i njihovoj okolini dominirajudelimično ili potpuno antropološki izmenjeniekosistemi tzv. veštački ekosistemi. Zbog togase postavilo pitanje kako u okviru veštačkih

ekosistema procenjivati ekološki kapacitet,opterećenost sredine ili procenjivati uticaje naživotnu sredinu.



• Ekološki kapacitet je stanje dinamičkeravnoteže ekosistema, u kojem vladajurelativno usaglašeni odnosi između svihkomponenti i elemenata, što omogućavanormalnu evoluciju ekosistema. Ravnotežavlada sve dotle dok ne bude ugrožena nekimspoljnim uticajem ili jakom unutrašnjom

aktivnošću.



• Opterećenjem možemo smatrati sve neželjenepromene fizičkih, hemijskih i bioloških svojstavaživotne sredine (vazduha, vode, zemljišta) kojimogu nepovoljno delovati na živa bića ili narušiti

njihov eko sistem. Sam termin „opterećenostživotne sredine“ podrazumeva takvu izmenusredine da ona postaje nepogodna za život ljudi.Materija ili energija postaje opterećujuća kada sepojavi u nepoželjnom mestu i vremenu, kao inepoželjnim količinama.



Šta je to što određuje da je

neka hemijska supstancaštetna?



• Da li će neka hemijska supstanca (ili kakav drugiagens, kao na primer jonizujuće zračenje) bitištetna po zdravlje zavisi od nekoliko faktora. Jedan

od njih je doza, odnosno količina potencijalnoštetne supstance koju je neka osoba unela uorganizam, inhalirala ili apsorbovala preko kože.Količina oštećenja (ukoliko ga uopšte ima) zavisi od

veličine doze te supstance u određenom vremenskom periodu .



• Akutna ekspozicija podrazumeva jednu jedinu dozu; hronična ekspozicija dešava setokom celog života ili većeg dela života

jedinke; dok suphronična ekspozicijapodrazumeva ponovljene ekspozicije koje sedešavaju bar u jednom periodu života

jedinke.



ŠTA UTIĈE NA DOZU I ODGOVOR?

• Na dozu i odgovor utiče rastvorljivost određenehemijske supstance u vodi ili ulju (masnoći). Toksičnehemikalije koje su rastvorljive u vodi veoma se brzo

prenose kroz većinu ćelija u ljudskom organizmu, ali seretko u njemu duže zadržavaju. Ove se hemijskesupstance vrlo brzo iz organizma izlučuju urinom.Toksini koji se rastvaraju u uljima ili masnoći (običnoorganski molekuli) se slabo kreću kroz organizam. Oni

se nagomilavaju i u organizmu ostaju godinama ulipidnim (masnim) naslagama ili kostima. Npr. olovo je unajvećoj meri fiksirano za kosti sa biološkim poluživotomod 10 i više godina.



Pojmovi u

toksikologijii znaĉenje



• Otrovi - su supstancije sintetičkog,biološkog ili prirodnog porekla i preparatiproizvedeni od tih supstancija koji uneti uorganizam ili u dodiru sa organizmom moguugroziti život ili zdravlje ljudi ili štetnodelovati na čovekovu sredinu.



Razvrstavanje

otrova



ŠTA JE OSNOVNO MERILOTOKSIĈNOSTI?

• Osnovnim merilom toksičnosti se smatra minimalnasmrtna doza ili kako se uobičajeno kaže letalnadoza (LD ili LDLO), koja predstavlja minimalnu

količinu materija koja može da izazove smrteksperimentalne životinje. Osim minimalne letalnedoze, kao merilo toksičnosti se još češće koristevrednosti srednje letalne doze, skraćeno LD50(opisane ranije kod pojma otrov), a u slučaju kadase toksikant nalazi u gasovitom obliku, koristi seizraz LC i LC50 za letalnu koncentraciju



Kako se određuje

toksičnost?



• Za odreĊivanje toksiĉnosti najčešće se koristetri metode u cilju utvrđivanja nivoa pri kome nekasupstanca počinje da predstavlja opasnost pozdravlje. Svaka od ove tri metode ima određena

ograničenja. Jedna metoda je izveštaj o slučaju (obično ga podnosi lekar) i odnosi se na pojedinca(pojedince) koji je pretrpeo neželjene zdravstveneefekte ili doživeo smrt usled ekspozicije nekoj

hemijskoj supstanci. Ova vrsta informacije običnopodrazumeva akcidentalno trovanje, prekomernudozu droge, ubistvo ili pokušaj samoubistva.



• Druga se metoda oslanja na laboratorijska istraživanja (obično na laboratorijskim životinjama)kojima se određuje toksičnost, dužina zadržavanjaotrova u organizmu, ugroženi delovi tela i

(ponekad) način dešavanja oštećenja. U ovakvestudije bi, idealno, trebalo da budu uključeniaspekti praćenja i analiziranja ne samo prvobitnehemijske supstance nego i njenih metabolita - potencijalno štetnih hemijskih supstanci u koje seprvobitno uneta supstanca mogla da pretvori usamom telu.



• Treća metoda je epidemiološka , sapopulacionim studijama, ljudima koji su biliizloženi određenoj hemijskoj supstanci ilioboljenjima.



• Akutna toksičnost i hronična toksičnost seobično određuju testovima na živimlaboratorijskim životinjama.



Shema 1. Proces toksikološke evaluacije



• Američka akademija nauka procenjuje da samo 10% odoko 72.000 hemijskih supstanci koje se koriste, bivapodvrgnuto kompletnoj proveri toksičnosti, a samo 2%biva adekvatno testirano u svrhu određivanja njihovekancerogenosti, teratogenosti ili mutagenosti. Ovo jeposledica nedostatka finansija, ali i kompleksnostiovakvih testova. Skoro ni jedna od ovih hemijskihsupstanci nije testirana da bi se utvrdilo kakva oštećenjaona izaziva na nervnom, endokrinom ili imunomsistemu. Svake godine na tržištu se pojavi oko 1.000

novih hemikalija, a o eventualnim štetnim efektima kojeone izazivaju znamo vrlo malo. Trenutno ne postojizakonska regulativa za oko 99,5% svih hemikalija kojese nalaze u prometu u svetu.



Koji su putevi i

obim ekspozicije?



• Postoje tri glavna puta ekspozicijehemijskim supstancama:

̵ inhalacija, ̵ dermalni kontakt (kontakt hemijskesupstance sa kožom ili sluzokožom) i

̵ ingestija.



• INHALACIJU karakteriše brz unos toksičnih jedinjenja urespiratorni sistem. Većina hemijskih jedinjenja koja seinhaliraju su gasovi ili isparenja isparljivih tečnosti.Međutim, i čvrste materije i tečnosti mogu da buduunete inhalacijom ako su u obliku prašine ili aerosola.Inhalacija toksičnih agenasa generalno ima za posledicubrzu i efikasnu resorpciju jedinjenja u krvotok, usledvelike površine plućnog tkiva i broja krvnih sudova utom tkivu. Poznavanje napona pare (VP) određenehemijske supstance može da pomogne u određivanjuinhalacionog rizika kod određene ekspozicije. Što je niži

VP, to je manje verovatno da će hemijska supstancaproizvesti gas koji se lako inhalira i obratno.Rastvorljivost supstance u vodi je takođe važan faktorkoji doprinosi razvitku simptoma.



• DERMALNI KONTAKT ne karakteriše tako brzaapsorpcija kao što je to slučaj s inhalacijom, iako seneke hemijske supstance veoma lako unose preko

kože. Mnoga organska jedinjenja su rastvorljiva ulipidima (mastima), pa se, stoga lako apsorbujupreko kože i sluzokože. Apsorpciju povećavaoštećenost kože, toplo vreme, a pojedine oblasti

tela (npr. prepone) lakše apsorbuju hemijskematerije nego drugi delovi (npr. šake).



• Unošenje supstance u digestivni trakt ili INGESTIJA te supstance predstavlja ređi put ekspozicije.Međutim, slučajan kontakt "ruka-usta", pušenje ili

gutanje pljuvačke i sluzi koja sadrži kontaminirajućesupstance mogu takođe da rezultiraju ekspozicijomovim putem. Medicinsko osoblje, u bolničkom ilivanbolničkom okruženju, sreće se i sa hemijskom

ekspozicijom ingestijom, tamo gde je došlo doslučajnog trovanja ili pokušaja samoubistva.



Šta su maksimalno dozvoljene

koncentracije štetnih materija?



• Maksimalno dozvoljene koncentracije štetnih materija(MDK) (u vazduhu radnog prostora, u vodama vodnih tokova

i zemljištu) - se najpreciznije određuju na osnovueksperimentalnih rezultata sa laboratorijskim životinjama, a

veoma retko sa ljudima - dobrovoljcima. Međutim, u praksi senajčešće do rezultata dolazi proračunavanjem, polazeći odvrednosti letalne doze i letalne koncentracije (LD, LD50, LC i

LC50), a isto tako i korišćenjem formula koje kao ulaznipodatak koriste fizičko-hemijske karakteristike toksikanta

(temperaturu topljenja, temperaturu ključanja, gustinu,molekulsku masu, indeks prelamanja i sl.).



• Maksimalno dozvoljena koncentracija(MDKrp) štetnih materija u atmosferiradnog prostora - smatra se ona koncentracija

škodljivih gasova, para i aerosola (u daljem tekstu- škodljivih supstancija) u vazduhu radnih mestakoja ne prouzrokuje oštećenje zdravlja prisvakodnevnom osmočasovnom radu (prinormalnim klimatskim uslovima i neforsiranomdisanju).



Šta je to GVI?



• Graniĉna vrednost imisije (GVI) je veličina kojapredstavlja najviši dozvoljeni nivo koncentracijezagađujućih materija u vazduhu životnog prostora.

• Vrednosti GVI se orijentaciono mogu izračunati

korišćenjem MDK rp prema sledećim jednačinama:

Log GVIkratkotrajna (logMDK kr) = -1,78 + logMDK rp

Log GVIsrednja dnevna (logMDK sd) = -2,00 + 0,86 logMDK rp

• Za orijentaciono izračunavanje ovih koncentracija umestoMDK rp mogu se koristiti vrednosti LC50, kao i neke fizičkekonstante kao što je, npr. temperatura ključanja.



Kancerogene materije



• Faktori koji mogu da izazovu oštećenje DNK ćelija mogu da budu:

- endogenog porekla, kao što su neki hormoni,vitamin D2, holesterol, žučne kiseline i dr. I

- egzogenog porekla, gde dolaze mnogobrojni

agensi iz radne i životne sredine.



• Egzogeni kancerogeni dele se na:

- hemijske supstance i njihove smeše;

- fizičke agense: jonizujuća zračenja i ultravioletnizraci;

- biološke agense: virusi, bakterije i neki paraziti i

- kombinovani agensi.



• Prema načinu delovanja hemijskikancerogeni se dele u tri grupe, i to:

̵ direktni kancerogeni

̵ prokancerogeni

̵ promotori ili akceleratori



• Grupa 1: Agens je kancerogen za ljude.

• Grupa 2

• Grupa 2A: Agens je verovatno kancerogen za ljude.

• Grupa 2B: Agens je moguće kancerogen za ljude

• Grupa 3: Agens nije klasifikovan kao kancerogen za ljude.

• Grupa 4: Agens verovatno nije kancerogen za ljude.



• Glavni izvor kancerogena:

I pušenje (30-40% slučajeva oboljevanja) II nepravilna ishrana (20-30%)

IV izloženost na radnom mestu (5-15%)

V izloženost iz životne sredine (do 10%) VI nasledni – genetski faktori (10-20%)



ALERGIJE

• Može se slobodno reći da alergije predstavljaju jednu od najčešćih bolesti savremenog čoveka.Porast broja alergijskih manifestacija može se

objasniti umnožavanjem raznih supstanci sakojima dolazimo u kontakt u kući, na ulici i naposlu, ali i povećanom osetljivošću ljudi uvelikim gradovima.



KOJI SU USLOVI ZA UPRAVLJANJE ŢIVOTNESREDINE SA FORMALNO-PRAVNOG

ASPEKTA?

• da ne postoji odgovarajuća zakonska regulativa,

• da zakoni budu primenljivi,

• da postoji spremnost države da ih sprovodi, • da postoje razrađeni mehanizmi za sprovođenje zakona,

• da je razvijena inspekcijska služba sa odgovarajućim kadrom,

• da su tužilaštvo i sudstvo spremni (imaju iskustva i znanja) zarešavanje ove problematike.



Najznačajniji zakoni u oblasti zaštite životne sredine su:

• Zakon o zaštiti životne sredine(„Sl.glasnik RS“, br. 135/2004);

• Zakon o proceni uticaja na životnu sredinu(„Sl.glasnik RS“, br. 135/2004);

• Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu(„Sl.glasnik RS“, br. 135/2004) i

• Zakon o integralnom sprečavanju i kontroli zagađivanjaživotne sredine („Sl.glasnik RS“, br. 135/2004).



„ Način na koji su pri proceni uticaja uzeti u obzir činioci

životne sredine, uključujući podatke o: vazduhu, vodi,

zemljištu, klimi, jonizujućem i nejonizujućem zračenju, buci ivibracijama, biljnom i životinjskom svetu, staništima i

biodiverzitetu, zaštićenim prirodnim dobrima, stanovništvu,

zdravlju ljudi, gradovima i drugim naseljima, kulturno-

istorijskoj baštini, infrastrukturnim, industrijskim i drugimobjektima ili drugim stvorenim vrednostima“

(Tačka 4.)

STRATEŠKE PROCENE UTICAJA NAŢIVOTNU SREDINU



ZAKON O ZDRAVSTVENOJ ZAŠTITI

• U članu 13, tačka 4. stoji da se društvena briga za zdravljena nivou autonomne pokrajine, opštine, odnosno gradasprovodi kroz:

„ planiranje i ostvarivanje sopstvenog programa za očuvanje i

zaštitu zdravla od zagađene životne sredine što je prouzrokovano

štetnim i opasnim materijama u vazduhu, vodi i zemljištu,

odlaganjem otpadnih materija, opasnih hemikalija, izvorima

jonizujućeg i nejonizujućeg zračenja, bukom i vibracijama na

svojoj teritoriji, kao i vršenjem sistematskog ispitivanja životnih

namirnica; predmeta opšte upotrebe, mineralnih voda, vode za pićei drugih voda koje služe za proizvodnju i preradu životnih

namirnica i sanitarno-higijenske i rekreativne potrebe, radi

utvrđivanja njihove zdravstvene i higijenske ispravnosti i

propisanog kvaliteta“.





• Pod javnim zdravljem u smislu ovog zakonapodrazumeva se ostvarivanje javnog interesastvaranjem uslova za očuvanje zdravljastanovništva putem organizovanih sveobuhvatnih

aktivnosti društva usmerenih na očuvanje fizičkog ipsihičkog zdravlja, odnosno očuvanja životnesredine, kao i sprečavanje nastanka faktora rizikaza nastanak bolesti i povreda, koji se ostvarujuprimenom zdravstvenih tehnologija i meramanamenjenih promociji zdravlja, prevenciji bolesti ipoboljšanju kvaliteta života.



ZAKON O PLANIRANJU I IZGRADNJI(„Sl.glasnik RS“, br. 47/2003)

• U članu 21 (tačka 8.) koji se odnosi na izraduurbanističkih planova, kao sastavni deo plana je

i pravilo uređenja koje mora da sadrži: „opšte i posebne uslove o zaštiti životne sredine od

različitih vidova zagađenja i zaštite života i zdravlja

ljudi i zaštite od požara, nepogoda i uništavanja“.



• Prema ovom Zakonu, Generalni projekat (član100.) mora da sadrži „procenu uticaja na životnu sredinu “, a Idejni projekat (član 101.)

mora da sadrži „procenu uticaja na životnu sredinu “ i „mere za sprečavanje ili smanjenje negativnih uticaja na životnu sredinu “.



RIZIK OD ZAGAĐIVANJA

ŢIVOTNE SREDINE



• Unošenje velikog broja polutanata u vodu,vazduh i zemljište u količinama koje priroda nemože da svlada svojim autoregulacionimmehanizmima doveli su do ireverzibilnihprocesa koji su uticali na izmenu faktoraživotne sredine i značajnog povećanja obimaekspozicije život sveta na planeti različitim

polutantima.



• Povećana ekspozicija polutantima direktno delujuna povećanje rizika po zdravlje i život čoveka,biljni i životinjski svet. Da bi se kvantifikovao

nastali rizik brojne naučne discipline su razvilemetode, uključujući i ekotoksikologiju koja je našlaznačajno mesto u procesu procene rizika odzagađene životne sredine.



• Sam proces procene rizika je deo analizeuticaja koja obuhvata sledeće faze:

Identifikacijaizvora polutanta

Transportpolutanta

Transformacija iponašanje polutanta

Recipijent/ /Efektor



TRANSFORMACIJA I

SUDBINA POLUTANTA



• Procesima kruženja su obuhvaćene svekomponente ekosistema, kako biotičke, kao štosu biljke, životinje, gljive i mikroorganizmi,

povezani trofičkim odnosima, tako i abiotičkekomponente, kojima pripadaju vazduh, voda izemljište.



• Antropogenim aktivnostima u atmosferi seunosi veliki broj različitih jedinjenja, od kojih suneka veoma reaktivna, pa je broj mogućihhemijskih reakcija veoma veliki i teško

predvidiv. Ovo važi još više ako se uzmu uobzir moguće varijante temperature, vlažnosti,pritiska i prisustvo ili odsustvo katalizatora idrugih faktora koji mogu da utiču na

pokretanje i tok neke hemijske reakcije.



• Najvažnije zagađujuće materije koje dospevaju uatmosferu gradova i direktno ili indirektno utiču nazdravlje stanovnika, a mere se na najsavremenijinačin u automatskog mreži monitoringa u Beogradu

su: ̵ sumpor-dioksid (SO2),

̵ ugljen-monoksid (CO),

̵ suspendovane čestice (PM10, PM2,5), ̵ azot-monoksid (NO),

̵ azot-dioksid (NO2),

̵ prizemni ozon (PO3),

̵ BTX (benzol, toluol, ksilol).



Azot-dioksid

• Najvažniji način formiranja azot dioksida predstavlja oksidacijaazot monoksida koja se dešava noću na račun prizemnogozona:

NO + O3 NO2 + O2 (1)

• Do razgradnje azot dioksida dolazi u toku dana pod uticajemultraljubičastog sunčevog zračenja (UV). Pri tome se dobijaazot monoksid i slobodni atom kiseonika:

NO2 + kUV NO + O (2)

• gde je sa kUV simbolički označen uticaj ultraljubičastog

zračenja na razgradnju NO2 i oslobađanje jednog atomakiseonika. Faktor k zavisi od intenziteta ultraljubičastogzračenja i određuje brzinu produkcije ozona. Ovako oslobođeniatom kiseonika učestvuje dalje u formiranju ozona.



Prizemni ozon

• Uzroci nastajanja i razgradnje prizemnog ozona vezani su zauticaj UV sunčevog zračenja, reakcije sa azotnim oksidima iprisustvo različitih posrednika.

• Nastajanje ozona odvija se u sledećem procesu (Schurath

1985 ). Slobodni atom kiseonika iz jednačine (2) pripaja semolekulu kiseonika uz pomoć posrednika M:

O + O2 + M O3 + M (3)

• Proces nastajanja ozona u atmosferi gradova vezan je zaprisustvo azotnih oksida, ali (prema jednačini (3)) i niza drugihzagađujućih materija, u prvom redu ugljovodonika, takođeporeklom iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Visokekoncentracije ozona su, pored toga što su i same opasne,takođe i znak svestrano zagađene atmosfere.



• Veza između koncentracija NO, NO2 i O3, uz istovremeniuticaj UV data je sledećim, veoma važnim, odnosom:

C(O3) = kUV c(NO2)/c(NO) (4)

• Iz navedenog odnosa sledi da je osim produkcije NO,koji je prvi prekursor, potrebna i veća koncentracijaNO2, kao i istovremeno intenzivno UV zračenje.Jednačina (4) omogućuje i procenu koncentracija ozona

na osnovu podataka o azotnim oksidima.



• Razgradnja ozona je brža u područjima gde jeprodukcija NO u procesima sagorevanja veća, apritom nema UV zračenja. To se dešava noću u

gradovima sa intenzivnim automobilskimsaobraćajem.



• Tako je u planinskim ili ruralnim područjima,gde nema automobilskog saobraćaja i izduvnihgasova, ili drugih produkata sagorevanja (koji

sadrže NO), prisutna veća koncentracija ozonau noćnim časovima. Prema jednačini (1)uporedo sa razgradnjom ozona dolazi do

povećavanja koncentracije NO2.



Letnji smog

• Letnji smog predstavlja vizuelizaciju kulminacijeaerozagađenja. Smanjivanje vidljivosti jeposledica prisustva krupnih molekula

ugljovodonika u vazduhu, koji se ponašaju kaoaerosoli i prouzrokuju difuziju svelosti.Ugljovodonici potiču iz automobilskih motora, aparalelno sa visokom produkcijom

ugljovodonika ide i visoka produkcija azotnihoksida.



• Prisustvo ugljovodonika stimuliše formiranjeozona (jednačina (3)), pa se u ovakvimsituacijama javljaju i ekstremne

koncentracije ozona. Pri visokimkoncentracijama ugljovodonika, može seočekivati i veća koncentracija benzena, koji

je kancerogen.



• U urbanoj sredini se odvijaju procesi koji dovode doveoma jako izraženog dnevnog hoda koncentracijeozona. U toku vedrog dana, pod uticajem ultraljubičastog(UV) sučevog zračenja, koncentracija ozona brzo raste na

račun NO2 (jednačine (2) i (3)). U toku noći NO uzima odozona treći atom kiseonika i pretvara ga u običan molekulkiseonika (vidi jed. (1)). To dovodi do prividnoparadoksalne situacije u noćnim i jutarnjim časovima, dau jako zagađenom vazduhu sa visokim koncentracijama

azotnih oksida ima malo ozona. Ukoliko u grad dođečistiji vazduh iz okoline, dakle sa manje azotnih oksida, unjemu će noću biti više ozona.

Ć



PRAĆENJE VREMENSKOG TOKA PRIZEMNOGOZONA I AZOTNIH OKSIDA

• Aerozagađenje ima izrazit dnevni tok i prostornuraspodelu. Dnevni tok aerozagađenja javlja se zbogvremenskog toka ljudskih aktivnosti u gradu, a u prvomredu zbog postojanja „špiceva“ u saobraćaju. Prizemniozon ima svoj dnevni tok koji je prouzrokovan UVzračenjem i prisustvom azotnih oksida. Maksimalnevrednosti javljaju se u popodnevnim časovima kada se jako UV zračenje podudara sa formiranjem azotnih oksida

u periodu saobraćajnog „špica“.



Slika 2. Dnevni hod azota dioksida i ozona u toku devet uzastopnih dana

Š



• Ekotoksikološke karakteristike polutanata se u procesu procene rizikaposebno razmatraju, s obzirom da je sudbina isteklih ili oslobođenihhemikalija prvenstveno određena sledećim procesima u životnojsredini:

̵ fotolizom – ukoliko hemikalija ima sposobnost da absorbuje sunčevu

svetlost; ̵ biodegradacijom – gde pod uticajem prisutnih mikroorganizama

nastaju nove komponente (u svim supstratima sredine);

̵ metabolizmom – u biljkama i životinjama;

̵ hidrolizom – gde nastaju hidrolitički produkti, takođe u svim

supstratima sredine; ̵ disocijacijom;

̵ sorpcijom na komponentama sredine i

̵ bioakumulacijom u biljkama i životinjama.

EKOTOKSIKOLOŠKE KARAKTERISTIKEPOLUTANATA



• Istovremeno se moraju analizirati načini i putevi kretanjahemikalija, imajući u vidu da od istih takođe zavisi sudbina uprirodi:

• isparavanje – hemikalija može da se transportuje vazduhom, akada se nađe u vazduhu, može da se transportuje na višenačina. Istovremeno, indirektno preko vazduha, hemikalija

može da kontaminira zemljište, vodu, biljke ili životinje i to takošto dolazi do adsorbcije na česticama prašine i precipitacije;

• proceđivanje koje omogućava kretanje hemikalije kroz vodu izemljište, ako postoji odgovarajući rastvarač, odnosno ako jehemikalija rastvorljiva;

• kretanje po površini, prateći kretanje vode ili zemljišta;

• kontaminiranje lanca ishrane, npr. – hemikalija koja dospe uakvatični ekosistem može biti zahvaćena mikroorganizmima iliuneta od strane riba i dalje u lanac ishrane, ili preko vodedospeti na poljoprivredne površine procesom navodnjavanja isl.



• Procese u životnoj sredini, kako je to napred navedeno,teško je pratiti i kvantifikovati, pa se zato za potrebeodređivanja ekotoksikoloških karakteristika koristeindirektne metode primenom bitnih fizičkih i hemijskihkarakteristika, kao što su:

• rastvorljivost u vodi (WS) koja odražava (1) hemijskumobilnost, (2) hemijsku stabilnost, (3) hemijskuakumulaciju, (4) hemijsku bioakumulaciju i (5) hemijskuabsorbciju;

• odnos oktanol/voda (Kow) je indikator bioakumulacije ilipotencijal biokoncentracije;

• isparljivost ili napon pare (VP), parametar koji određujemoguće uticaje hemikalije na živi svet.



• Ukoliko ne raspolažemo potrebnimpodacima, navedene indikatore i parametremožemo da izvedemo koristeći sledeće

jednačine:

Log Kow = 4.158 – 0.80 logWS



1. Metilen hlorid

WS (20oC) = 6.450 – 7.250 mg/l

Kow = 8

VP (20oC) = 3.756 mmHg

WS – pokazuje da će se hemikalija procediti, kretati i bitibiorazgrađena, a neće bioakumulirati i biti adsorbovana.

Kow – ukazuje da se hemikalija neće bioakumulirati.

VP – je indikator da će hemikalija isparavati i da postoji problemzbog inhalacije.

Istovremeno može doživeti fototransformaciju i precipitacijunastalih produkata na zemlju.



2) Benzo(a)pyren

WS (25oC) = 0,00038 mg/l

Kow = 1.096

VP (20oC) = 5x10-9 mmHg

WS - pokazuje da se hemikalija može adsorbovati na česticamazemlje, može se bioakumulirati i neće se proceđivati.Biodegradacija joj je veoma slaba.

Kow – ukazuje na bioakumulaciju i potencijal da uđe u lanacishrane. Rezidue mogu da se nađu u hrani i vodi.

VP – pokazuje da isparljivost nije od značaja.

Putevi ekspozicije mogu da budu unošenje hranom ili vodom.