Учебно-методический комплекс Дисциплины «Экологическая токсикология»
Скачать 445.84 Kb.
|
| Тема 1. Предмет и задачи экотоксикологии, место в системе наук. Экологическая токсикология – предмет, основные направления, объекты исследования. Задачи экотоксикологии; методы исследования. Истоки возникновения экологической токсикологии как научного направления. История развития экотоксикологии. Связь экотоксикологии с другими науками: медицинской токсикологией, экологической химией, биоиндикацией, охраной окружающей среды. Специфическая особенность экотоксикологии – изучение экологических последствий совместного действия антропогенных и природных факторов среды на живые объекты разных уровней организации. Основные определения и понятия экотоксикологии. Загрязнение окружающей среды. Химическое и радиоактивное загрязнение среды в комплексе антропогенных факторов воздействия на экосистемы. Основные виды химических загрязняющих веществ - потенциальных экотоксикантов. Тема 2. Основные понятия экотоксикологии и токсикометрические характеристики. Пороговый уровень, доза, концентрация токсического агента. Токсический эффект. Основные понятия экотокискологии: загрязнение окружающей среды, химическое загрязняющее вещество, поллютант, токсикант, антидот, экотоксикант, суперэкотоксикант, биоцид, ксенобиотик, персистентность. Экотоксиканты прямого токсического и косвенного действия. Основные подходы к классификации экотоксикантов по характеру воздействия на живые организмы. Главные представители экотоксикантов, их химическая природа, состав, строение. Масштабы распространения экотоксикантов: локальный, региональный и глобальный уровни загрязнения. Биосистемы – мишени действия токсикантов. Свойства, токсиканта, определяющие токсичность. Различные уровни загрязнения: локальный, региональный, глобальный. Классификация токсических факторов. Токсический эффект, и его варианты (первичный и вторичный). Типы токсического действия на организм: цито- и генотоксическое, тератогенное, мутагенное, канцерогенное. Прямое и косвенное воздействие токсикантов на живые системы. Понятие порогового уровня, дозы. Токсичность. Токсическое действие, токсический процесс. Формы проявления токсического процесса на разных уровнях организации живой материи: клетка, орган, организм, популяция, сообщество. Экотоксичность. Прямое и косвенное действие токсикантов. Острая и хроническая токсичность. Кумуляция и адаптация. Понятие порогового уровня, дозы, допустимой нагрузки на элементы биосферы. Раздел 2. Основные классы токсичных веществ и их превращения в экосистемах Тема 1. Основные загрязнители: тяжелые металлы, диоксины, радионуклиды, органические токсиканты, активные формы кислорода. Основные классы токсических веществ, поступающих в окружающую среду. Приоритетные загрязнители и особо опасные ксенобиотики. Источники появления токсичных веществ в окружающей среде. Активные формы кислорода, озон, свободные радикалы. Тяжелые металлы: источники поступления, характер накопления в экосистемах, металлорганические соединения. Органические токсиканты, полициклические углеводороды, полихлорированные бифенолы. Основные классы пестицидов. Фосфорорганические и хлорорганические соединения. Нефтепродукты. Водные поллютанты. Поверхностно-активные вещества. Диоксины и их производные. Радионуклиды. Суперэкотоксиканты. Органические соединения: полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ), полихлорированные бифенилы (ПХБ); хлорорганические пестициды (ХОП), полициклические ароматические соединения (ПАУ), нитрозамины и афлатоксины. Неорганические соединения: тяжелые металлы (ТМ), искусственные радионуклиды (РН). Некоторые физические, физико-химические и химические свойства. Источники поступления в окружающую среду. Устойчивость и химические превращения. Формы проявления токсического процесса в биологических системах. Понятие о "диоксиновом эквиваленте". Допустимые нормы содержания в объектах окружающей среде, принятые в РФ и странах Европы и Америки. Содержание и основные факторы, влияющие на аккумуляцию и миграцию в окружающей среде. Тема 2. Источники поступления токсических веществ в окружающую среду. Превращения токсичных веществ в окружающей среде. Трансформация токсикантов живыми организмами. Источники поступления токсических веществ в окружающую среду. Миграция и превращения токсикантов в окружающей среде. Абиотические процессы: гидролиз, восстановление, окисление, фотохимические процессы. Химические превращения экотоксикантов. Детоксикация и активация. Абиотические процессы трансформации загрязняющих веществ и их классификация по типам химических реакций: гидролиз, окисление, восстановление, фотохимические процессы. Полимеризация и образование связанных остатков. Особенности протекания процессов в природных средах. Биотические процессы трансформации экотоксикантов. Биотрансформация органических экотоксикантов и влияющие на нее факторы. Понятие о ферментативной реакции и типы превращений экотоксикантов под действием ферментов. Основные фазы биотрансформации: окисление, восстановление, гидролиз, дегалогенирование; конъюгация. Метаболизм органических экотокискантов: окислительные и восстановительные реакции, вторичные реакции. Закономерности химических превращений и взаимодействия с биологическими объектами. Формы взаимодействия поллютантов: сенсибилизация, аддитивность, синергизм, антагонизм. Биотрансформация неорганических экотоксикантов. Образование металлорганических соединений, восстановление элементов с переменной валентностью, конъюгация. Роль микроорганизмов в трансформации и минерализации экотоксикантов. Микроорганизмы - деструкторы. Процессы перераспределения экотоксикантов между природными средами, не связанные с химической деградацией: испарение, перемещение атмосферными течениями частиц, растворение, сорбция и т.д. Раздел 3. Воздействие токсичных веществ на организм Тема 1. Поступление токсикантов в организм. Биоконцентрирование, биоаккумуляция, биомагнификация токсикантов в организме. Пути поступления токсикантов в организм. Взаимодействие ксенобиотиков с биологическими мембранами. Биотрансформация органических и неорганических веществ. Накопление экотоксикантов живыми организмами: биоаккумуляция (бионакопление), биомагнификация, биоконцентрирование, коэффициент биологического накопления, экологическая магнификация (биоумножение). Биоаккумулирование токискантов. Факторы, влияющие на биотрансформацию и биоаккумулирование. Избирательность действия ксенобиотиков. Биомагнификация. Факторы, влияющие на аккумуляцию экотоксикантов. Значение биоаккумуляции. Тема 2. Миграция ксенобиотиков по трофическим цепям. Воздействие токсикантов на рост, созревание, иммунитет организма. Формы воздействия токсических веществ в двухкомпонентной системе: аддитивность, антагонизм, синергизм, сенсибилизация. Механизм токсического действия на молекулярно-клеточном уровне. Соотношение структуры химического соединения и его токсичности. Особая роль структурного сходства токсиканта и "биорегулятора". Особенности действия токсических веществ на организм. Пути поступления и накопление токсических веществ в организмах растений, животных и человека. Токсические эффекты на уровне организма. Избирательная токсичность. Влияние токсикантов на рост, репродуктивную функцию, половое созревание, иммунный и гормональный статус организма. Специальные формы токсического процесса (мутагенез, канцерогенез, тератогенез) и их роль в формировании отдаленных эффектов в экосистемах. Раздел 4. Популяционная экотоксикология Тема 1. Закономерности накопления ксенобиотиков в популяциях животных и растений. Воздействие токсикантов на структуру и динамику популяций. Популяционная экотоксикология. Особенности зависимости "доза-эффект" для биологических систем надорганизменного уровня. Изменение популяционных показателей при экотоксическом действии. Влияние экотоксикантов на численность, структуру и динамику популяций растений и животных. Использование биологических (морфологических, физиологических, биохимических, онтогенетических) маркеров для выявления популяционного стресса при химическом загрязнении. Взаимоотношение популяций смежных трофических уровней при действии экотоксикантов. Тема 2. Показатели популяционного стресса: внутрипопуляционная изменчивость, темпы роста, фенодевиации онтогенеза и жизненное состояние особей. Моделирование динамики популяций в условиях токсического и радиационного стресса. Особенности динамики популяций в условиях загрязнений у различных таксномических групп организмов: водорослей, высших споровых и семенных растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Показатели оценки популяционного стресса: морфологическая внутрипопуляционная изменчивость, цитогенетические изменения, физиологические и биохимические маркеры, темпы роста, частота аномалий развития и поведения. Возможности адаптации популяций к техногенному загрязнению. Раздел 5. Эффекты поллютантов на экосистемном уровне Тема 1. Показатели, характеризующие состав и структуру сообществ. Основных индикаторные группы и оценка их соотношений в сообществе при экотоксикологическом стрессе. Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и функциональная структура. Типы взаимоотношений между организмами: симбиоз, мутуализм, комменсализм, конкуренция, биотрофия (хищничество в широком смысле слова). Межвидовая конкуренция, уравнение Лотки - Вольтерры. Эксплуатация и интерференция. Принцип конкурентного исключения Гаузе. Конкуренция и сосуществование видов (модель Аткинсона и Шоррокса, модель Тилмана). Конкуренция и распространение видов в природе. Отношения “хищник-жертва”. Сопряженные колебания численности хищника и жертвы. Видовая структура сообществ и способы ее выявления. Видовое разнообразие как специфическая характеристика сообщества. Динамика сообществ во времени. Сукцессия. Сериальные и климаксовые сообщества. Экотоксикология сообществ. Механизмы взаимодействия экотоксикантов с биогеоценозом. Изменение состава и структуры сообществ, динамика биологического разнообразия при воздействии экотоксикантов на сообщества. Роль микроорганизмов в концентрировании металлов. Токсическое действие металлов на микроорганизмы. Фитотоксичность. Индикаторные группы организмов на загрязнение атмосферы, воды и почв. Индикаторные свойства микроорганизмов. Индикаторные свойства грибов, водорослей, лишайников и мохообразных. Индикаторные свойства сосудистых растений. Индикаторные свойства беспозвоночных животных. Индикаторные свойства позвоночных. Тема 2. Анализ структуры сообществ: индексы разнообразия и ранговые распределения как показатели состояния сообществ. Биоразнообразие и структура сообществ. Структурно-функциональные блоки экосистем. Трофические цепи и сети. Цепи выедания и цепи разложения. Ключевая роль продуцентов в сложении сообществ. Вертикальная и горизонтальная структура сообществ. Индексы биоразнообразия: Симпсона, Шеннона, Маргалефа, индекс выровненности Пиелу, индекс доминирования Бергера-Паркера. Динамика изменения индексов биоразнообразия в сообществах в результате действия экотоксикантов. Основные теоретические модели распределения видового обилия. Модель геометрических рядов. Модель "разломанного стержня". Гиперболическая модель. Логнормальное распределение Престона. Логарифмические серии Фишера. Использование моделей распределения для оценки биоразнообразия. Изменение распределения видового обилия в сообществах в результате загрязнения окружающей среды. Тема 3. Техногенная динамика сообществ. Деградация экосистем под влиянием загрязнителей. Основные формы техногенных воздействий на экосистемы. Устойчивость и восстановительная способность сообществ и экосистем. Причины необратимых изменений в экосистемах. Нарушения и деградация сообществ. Обеднение сообществ. Исчезновение редких и стенотопных видов. Поведение ксенобиотиков в экосистемах. Миграция токсических веществ по трофическим цепям. Закономерности накопления токсикантов в живых организмах различных таксономических групп. Функционирование микробных сообществ при химическом загрязнении почв. Изменение параметров популяционного и биоценотического уровня лесных экосистем в зоне влияния промышленных предприятий. Основные стадии деградации экосистемы. Роль почвы в процессе техногенной трансформации экосистемы. Раздел 6. Глобальные экологические проблемы, вызванные химическим загрязнением окружающей среды Тема 1. Загрязнение атмосферы. Кислотные дожди. Парниковый эффект. Разрушение озонового слоя. Основные особенности атмосферы. Антропогенное изменение состояния атмосферы и их последствия (изменение альбедо поверхности Земли, изменение влагооборота, климата и др.). Атмосферные поллютанты: диоксид и монооксид углорода, метан и другие углеводороды, озон, диоксид серы, сероводород, оксиды азота, аммиак, атмосферные поллютанты органической природы. Сажа, дым, пыль. Загрязнение воздуха: источники, загрязнители, последствия. Кислотные осадки: источники, распределение, последствия, управление, международное сотрудничество. Фоновое загрязнение атмосферы. Мониторинг и управление качеством воздуха. Изменение климата вследствие увеличения парникового эффекта атмосферы. Нарушение озонового слоя и его изменение, последствия. Озоновые “дыры”. Тема 2. Загрязнение природных вод и Мирового океана. Накопление стойких поллютантов в морепродуктах. Сокращение биологического разнообразия морских экосистем. Качество воды и глобальная проблема «чистой воды». Аспекты качества воды (социально-гигиенический, гидробиологический, технологический, рекреационный, биосферный). Классификации загрязнения. Источники загрязнения. Типы и последствия загрязнения водоемов. Эвтрофирование водоемов (естественное и антропогенное): признаки, уровни и последствия. Механизм самоочищения. Распределение веществ. Биологическое самоочищение. Роль гидробионтов в самоочищении водоемов. Гидробиологический мониторинг. Критерии оценки качества водных экосистем по данным гидробиологического анализа. Расчетные индексы. Оценка качества экосистем по соотношению показателей обилия. Оценка качества экосистемы по индексам видового разнообразия. Классификация водоемов и биоценозов по сапробности. Загрязнение морей и Мирового океана. Миграция поллютантов в пищевых цепях морских экосистем. Накопление токсчных веществ в морепродуктах. Чувствительные группы морских организмов к загрязнению вод. Гибель коралловых рифов. Накопление стойких токсикантов в тканях хищников и животных-фильтраторов. Сокращение биологического разнообразия морских экосистем в результате загрязнения гидросферы. Тема 3. Загрязнение почв. Проблема трансграничных перемещений опасных отходов и запрещенных к использованию пестицидов. Основные источники загрязнения почв: промышленность, агроиндустрия, отходы производства и потребления, транспорт. Поти попадания и механизмы накопления поллютантов в почвах. Роль микроорганизмов в трансформации экотоксикантов. Стойкие органические загрязнители. Тяжелые металлы в почвах. Действие почвенных суперэкотоскикантов на почвенные организмы и растения. Проблема переработки и утилизации отходов. Проблема использования пестицидов в сельском хозяйстве. Правовые аспекты охраны почв от загрязнения токсичными веществами. Международные конвенции и федеральные законы России, регулирующие безопасное обращение с опасными отходами и агрохимикатами. Тема 4. Химическое оружие, его ликвидация. Химические заводы и проблемы безопасности населения. Основные понятия военной токсикологии: отравляющие и высокотоксичные вещества; химическое оружие; химическая обстановка; медицинская противохимическая защита. Отравляющие и высокотоксичные вещества раздражающего, пульмонотоксического и общеядовитого, цитотоксического и нейротоксического действия. Запрет на использование в военных действиях химического оружия. Необходимость ликвидации запасов химического оружия. Сущность проблемы безопасности на химическом производстве. Развитие химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Рост масштабов производственных установок. Природа опасностей и риска. Химические аварии. Поведение жидкостей и сжиженных газов при потере герметичности. Причины нарушения герметичности емкостей с сжиженным газом. Образование и рассеяние паровых облаков. Крупномасштабные пожары. Взрывы. Токсические выбросы. Воздействие горячих жидкостей на человека. Воздействие низких температур. Асфиксия. Воздействие повышенного содержания кислорода. Коррозионно-активные вещества. Экологические опасности. Регламентирование основных химических опасностей. Административный надзор за безопасностью химических производств. Выбор места расположения и защита зданий. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов одо... Б. 3 В. 3 Ермолаева В. А. История социально экономического развития Тюменского региона. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа... |  | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. В 1, сд. В 1 водная токсикология... Автор программы: к б н., доцент, зав кафедрой биологии и химии Марина Николаевна Харламова |
| Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями гос впо... Н. Ф. Чистякова «Экологическая геология». Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020306. 65... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... В. А. Боев Экологическая геохимия: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020306. 65 «Экологическая... |
| Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Т. В. Рыбалова. История мировых цивилизаций: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020306.... | | Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов специальности... Добрякова В. А. Геоинформационные системы в геологии. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов для студентов... |
| Экологическая физиология учебно-методический комплекс Биология; магистерские программы: «Биотехнология», «Зоология позвоночных», «Физиология человека и животных», «Экологическая генетика»,... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Войтик Н. В. Иностранный язык для экологов (английский, немецкий). Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Оценка воздействия на окружающую... Специальность —280201. 65 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов | | Рабочая программа дисциплины (модуля) В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 110100. 62 Агрохимия и агропочвоведение, дисциплина «Экологическая токсикология»... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 11, Дпп. Дс. 7 Основы... «Безопасность жизнедеятельности» со специализацией «Экологическая безопасность и охрана труда», 050104 «Безопасность жизнедеятельности... | | Учебно-методический комплекс дисциплины красноярск 2012 пояснительная... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Психодиагностика» для студентов заочной формы обучения (3,5 года обучения) по специальности... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 20 Экологическая эпидемиология «Напра-во!, нале-во!, кру-гом!»,«налево в обход по залу шагом марш!» Игра на внимание «Класс смирно!» | | Учебно-методический комплекс дисциплины специальность 100110. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Информационная культура» состоит из следующих элементов |
| Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050706. 65 «Педагогика и психология» Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Психолого-педагогическая коррекция» для студентов 5-го заочного отделения... | | Учебно-методический комплекс дисциплины специальность : 040101. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Информатика» для студентов очной формы обучения по специальности 040101. 65 социальная... |
