Миронин А.В. Химия окружающей среды. Биологическая безопасность (курс лекций)

Подождите немного. Документ загружается.

концентрация вредного вещества в окружающей среде. При исследованиях в

соответствия с предлагаемым здесь подходом количественное соответствие

изучаемой реакции природным условиям возможно лишь в том случае, если

известна кинетика всех конкурирующих параллельных реакций.

Например, исследования микробиологического разложения вредных веществ

штаммами микроорганизмов, культивируемых в лаборатории, могут дать

качественные результаты, применимые для изучения процессов очистки сточных

вод. Однако они недостаточно информативны для реальной окружающей среды.

Эффективность превращения ДДТ под действием плесневого грибка, например,

значительно снижается в присутствии других почвенных микроорганизмов в

других вредных веществ.

Экспериментальные исследования поглощения, распределения и

превращения посторонних химических веществ в организмах проводятся на

основе химических, биохимических и фармакологических методов. К ним

относятся определение влияния отдельных факторов, таких как динамика

ресорбции, распределение (иногда перераспределение) вещества, его выделение в

превращения в клеточных и субклеточных системах, а также выяснение

чувствительной к веществу ткани и механизм воздействия.

Для полноценного исследования действия химического вещества на

подопытный организм эксперименты проводят, как правило, in vivo, однако

проводятся также опыты in vitro с изолированными органами, тканями и

органеллами клеток растений я животных. С помощью гомогенизатов печени в

тонких срезов кожи млекопитающих можно, например, изучать процессы

метаболизма вредного вещества.

При исследовании изолированных хлоропластов растений детально

прослеживают влияние гербицидов на интенсивность фотосинтеза. В этой связи

одной из основных проблем экологической химии является вопрос о том, какое

воздействие оказывают биогенные факторы на химическое вещество,

находящееся в организме.

В результате исследований превращений в отдельных организмах

химических веществ подучены лишь качественные результаты о поведении

систем окружающей среды. Тем не менее, баланс распределения, выделения и

превращения химических веществ, в особенности в высших, не привязанных к

месту организмах, должен использоваться для оценки поведения этого

модельного вещества в окружающей среде с учетом его продуктов превращения.

В принципе для всех экспериментов in vivo и in vitro, в которых исследуют

процессы превращения и выделения веществ, целесообразно привлекать

вещества, содержащие меченые атомы (радионуклиды, изотопные метки), так как

только с их помощью можно установить наличие и составить баланс всех

продуктов превращения в биологической матрице (системе). В опытах in vivo с

легколетучими веществами эксперименты желательно проводить в замкнутых

контролируемых системах, чтобы непосредственно определять выделения в

газовую фазу. Кроме того, для всех экспериментов обязательно проведение

контрольных опытов, которые отличаются от основного эксперимента только

отсутствием действующего химического вещества. Если, например, исследуют

влияние кожной микрофлоры на разложение химических веществ у теплокровных

животных, то необходимо знать и естественный состав кожной микрофлоры.

Кроме того, в принципе проводят опыты, направленные на получение

практического результата, с тем, чтобы тип и величина экспозиция были близки к

реальным условиям и тем самым можно было бы осуществить прогноз

фактического поведения вещества в условиях окружающей среды.

Опыты in vitro оказываются полезными как для токсикологической оценки

веществ, так в для сравнения процессов превращения различных веществ. При

этом важно провести определение скорости превращения, идентификацию

образовавшихся веществ, а также выяснить их связи с биомолекулами, с тем,

чтобы выявить главные факторы влияния.

Для составления баланса веществ и идентификации продуктов превращения

на основе результатов опытов in vitro с клеточными или субклеточными

культурами можно получить данные двух видов: 1) установить участников

реакций в процессах превращений веществ (например, ферменты, переносчики

электронов и др.);

2) за относительно короткое время опыта провести качественное и

количественное определение продуктов обмена веществ.

1.1 Использование соединений с мечеными атомами

Если необходимо изучить химические продукты, следовые количества

которых нельзя обнаружить аналитическими методами, нельзя обойтись без

использования соединений, содержащих меченые атомы. Последние позволяют

также различить отдельные пути воздействия или механизмы включения

антропогенных веществ или их производных в биомолекулы.

Использование радионуклидов в органической химии и биохимии

способствовало важнейшим научным открытиям. Так, например, за последние

десятилетия только благодаря трассологическим методикам н

радиохроматографии были глубоко изучены реакции многих веществ в процессе

обмена веществ в живых организмах (цикл Кальвина, фотосинтез), состав

питательных веществ, используемых и удерживаемых растениями. Среди

результатов исследований, относящихся к радиоэкологической проблематике,

можно назвать, например, обменные реакции водорода в деревьях, проведенные с

помощью трития. Длительные исследования в натурных условиях показали, что

содержащийся в высушенных листьях водород примерно на 50% появился в них

из атмосферной влага и только наполовину — из воды, доставленной листьям из

почвы через корни.

Использование изотопа

С решающим образом способствовало накоплению

наших знаний о процессе фотосинтеза и распределении ассимилированных

веществ в растении. В настоящее время применение изотопа

С благодаря его

высокой энергии (0,51 МэВ) по сравнению с

С (0,16 МэВ) позволяет быстро

провести измерения процессов переноса ассимилированных веществ в растении в

случаях быстрых биохимических превращений. Несмотря на короткий период

полураспада изотопа

С (20,3 мин), оказалось возможным изучать

фотосинтетический обмен веществ и перенос ассимилированных веществ из

листьев после экспозиции углекислым газом, содержащим

С, путем

многократных измерений на одном и том же объекте.

Модельные исследования для идентификации неизвестных продуктов

превращения в комплексных системах (матрицах) требуют применения исходных

веществ, содержащих меченые атомы, так как практически невозможно

разработать достаточно чувствительные аналитические методы обнаружения

остатков всех предполагаемых продуктов превращения и матриц, в которые они

включаются. Бели бы это было возможно для растворимых продуктов

превращения, то для определения неэкстрагируемых остатков все равно пришлось

бы использовать химические вещества, содержащие меченые атомы.

К стабильным изотопам относятся

О и др. Главное преимущество

стабильных изотопов состоит в том, что их можно вводить в любых количествах,

не опасаясь вредных последствий от излучения. Их недостатком является более

сложный и дорогой анализ, для которого необходим масс-спектрометр, а также

высокие требования к составу и чистоте пробы. Недостатком стабильных

изотопов кислорода и азота является возможность изотопного обмена, так как эти

элементы находятся, как правило, в наиболее реакционноспособных группах

органических и неорганических молекул. В экспериментах с последними

(например, при исследовании минерализации групп органических молекул,

содержащих атомы кислорода или азота) нужно еще учитывать колебания

содержания стабильных изотопов в природных материалах.

Для эколого-химических экспериментов по определению материального

баланса обмена веществ следует предпочесть радиоактивные изотопы. Большое

значение в качестве изотопных меток в органических веществах, загрязняющих

окружающую среду, имеют

С,

Н, а также

P и

С1. Эти атомы излучают β-

частицы низкой энергии, за исключением

Р (1,7 МэВ). Атомы, выделяющие

высокоэнергетическое γ-излучение, используются только в том случае, если нет в

распоряжении атомов с β-излучением. Они практически не применяются для

эколого-химических исследований, так как, с одной стороны, могут вызвать

химические и биологические изменения, с другой — измерительные приборы

обнаруживают такое излучение с относительно низкой чувствительностью.

Если необходимо выяснить последовательность превращений углеродного

скелета органического вещества, что очень важно при идентификации механизма

его превращений вплоть до минерализации в окружающей среде, тогда следует

предпочесть радиоактивный изотоп

С, учитывая, что он имеет длительный

период полураспада 5730 лет. Очень простой метод использования атома трития в

качестве изотопной метки имеет тот недостаток, что тритию свойственно

обмениваться с другими изотопами, в частности при ферментативном переносе,

что может привести к ошибочным результатам. Поэтому тритий используют

только для решения специальных задач, например для исследования механизмов

реакций. Применение

Р или

Cl в качестве меченых атомов в органических

молекулах требуется в тех случаях, когда необходимо проследить поведение этих

атомов после их отщепления от органической молекулы и возможного

присоединения к другим веществам, например биомолекулам. При постановке

эксперимента следует учитывать относительно короткий период полураспада

(14,2 сут),

S (87,5 сут). Изотоп

N из-за своего исключительного короткого

периода полураспада (9,96 мин) можно использовать для изучения биологических

механизмов лишь в очень кратковременных экспериментах. При использовании

двойных меток — атомов

С совместно с каким-либо другим радиоактивным

атомом — можно в одном эксперименте определить как строение углеродного

скелета органической молекулы, так и поведение атомов S, Р или С1 и т. п.

При исследовании долговременного поведения химического продукта в

качестве метки чаще всего применяется

С в органических соединениях, при

этом

С следует вводить в наиболее устойчивую группу молекулы. Бели

вероятно, что сложные органические молекулы могут распадаться на более

устойчивые продукты, тогда следует либо пометить эти промежуточные

продукты, либо вводить метку

С в различные положения молекулы исходного

вещества.

Предпосылкой для проведения опытов с вредными веществами, меченными

С, является возможность синтеза этих веществ с достаточной удельной

активностью и требуемой радиохимической чистоты.

Чтобы обеспечить по возможности максимальную чувствительность

обнаружения веществ, содержащих радиоактивные метки, требуется высокая

удельная активность, однако в этом случае, приходится, учитывать возможный

авторадиолиз органических соединений, который не должен вызывать в течение

всего эксперимента каких-либо заметных изменений структуры вещества. Кроме

того, при высоких локальных концентрациях, например, при обработке семян

радиоактивными пестицидами, следует учитывать воздействие самого излучения.

В целях зашиты от излучения эксперименты в натурных условиях не должны

проводиться с применением высоких удельных активностей. Это приводит к

тому, что объем испытаний приходится снижать настолько, что исчезают

преимущества данного метода при натурных испытаниях. Практически

применяемая удельная активность для большинства эколого-химических

исследований составляет около 72 мБк/ммоль. При этом чувствительность

определения вещества оказывается вполне достаточной. В этом случае можно не

опасаться лучевых воздействий, а вероятность мешающего авторадиолиэа

оказывается очень невелика.

Кроме того, в экспериментах по установлению баланса веществ следует

использовать соединения, содержащие

С, имеющие высокую радиохимическую

чистоту. Это особенно важно для устойчивых веществ, которые превращаются

очень медленно, со скоростью, соответствующей изменению количества вещества

на 1% за время проведения опыта. При содержании загрязняющих веществ на

уровне 0,1% они могут накапливаться или претерпевать различные реакции и

таким образом искажать картину химических превращений исходных продуктов.

В таких экспериментах кроме радиохимической требуется также высокая чистота

используемых веществ идентичность их состава с техническим продуктом.

Простым методом определения низкоэнергетического β-излучения, не

требующим сложной аппаратуры, является авторадиография. Она основана на

засвечивании высокочувствительных фотопленок β-лучами. Большей частью этот

метод используется для измерения распределения радиоактивности в

биологических пробах, таких как часть растений, срезы тканей и т. п., а также для

расшифровки зон хроматограмм. Микроавторадиография с пленкой-репликой

является единственным методом измерения распределения радиоактивности в

микроскопических пробах (срезах тканей) Щ. Во всех видах авторадиографии

проводится количественное измерение плотности засвеченных участков пленки

после проявления. Недостатком авторадиографии является наличие методических

сложностей (приготовление срезов, экспозиция пленки) при малых уровнях

радиоактивности ври проведении рутинных анализов. Предел обнаружения

составляет примерно 10

расп./см

. Для заметного почернения пленки, как

правило, требуется 5 • 10

расп./см

. При меньшей активности и времени

выдержки пленки более нескольких недель результаты могут искажаться за счет

протекания диффузионных процессов, особенно в случае микроавторадиографии.

Повышения чувствительности достигают при использования флюорографии

(сцинциллятнорной автографии), когда пробу пропитывают органическими

сцинцилляторами. Излучаемые кванты света в этом случае легче проникают в

пленку из-за меньшего самопоглощения.

В настоящее время для качественного детектирования или

полуколичественных измерений применяют классический ионизационный

счетчик, в котором под воздействием излучения происходит ионизация газа.

Чаще всего применяют пропорциональный проточный ионизационный

счетчик, который при хорошей максимальной чувствительности (в зависимости

от типа — до б расп./мин для.

С) оказался очень простым и удобным для

проведения стандартных анализов. Особенно часто его используют в

хроматографах с автоматическим сканированием (бумажная, тонкослойная и

радиационная газовая хроматография). Детектирование со сканированием

обеспечивает определение локализации радиоактивности, как бы при

прощупывании детектором разделенных слоев, полученных в тонкослойных и

бумажных хроматографических системах.

В настоящее время к жидкостным хроматографам высокого давления,

которые благодаря своей высокой разделительной способности и

универсальности практически заменили ранее использовавшиеся хроматографы,

присоединяют чувствительные детекторы радиоактивности. При оптимальных

объемах и геометрии измерительной ячейки детектора (порядка 20 мкл) можно

обнаруживать радиоактивные фракции с числом распадов до 20 расп./мин. Кроме

того, жидкостные хроматографы высокого давления ври использовании

соответствующих неподвижных фаз в колонке при работе в режиме обращенных

фаз способны разделить и количественно определить радиоактивные фракции,

обладающие исключительно высокой гидрофильностью.

В рассматриваемых методах сцинтилляционные измерения в последние годы

в значительной степени вытеснили другие классические методы детектирования,

за исключением пропорциональных счетчиков. Это объясняется в основном их

точностью, простотой и высокой степенью автоматизации измерений.

Эффективность для

С составляет не менее 90%, для трития - около 60%.

используя несколько счетных каналов, можно одновременно автоматически

определять различные изотопы в пробах с несколькими радиоактивными

индикаторами.

Принцип метода основан на возбуждении молекул твердых или жидких

сцинтилляторов радиоактивным излучением. При возвращении молекулы в

основное состояние возникает световая вспышка, которую регистрируют

фотоумножителем. Исследуемые вещества, излучающие β-частицы, большей

частью растворяют или суспендируют в органических растворителях.

Растворитель способствует передаче энергии на молекулу сцинтиллятора. Сами

сцинтилляторы могут находиться как в растворенном состоянии, так и в твердом

виде; в последнем случае исследуемый радиоактивный раствор напыляют на

твердый сцинтилллятор. При сцинтилляционном счете в жидкости чаще всего

используют сцинтилляционные смеси. Они состоят из первичного сцинтиллятора,

который возбуждается излучением, и вторичного сцинтиллятора, который

возбуждается коротковолновой флуоресценцией первичного сцинтиллятора.

Вторичный сцинтиллятор имеет максимум флуоресценции в диапазоне волн 420-

450 нм, соответствующем максимальной чувствительности фотоумножителя.

Гашение (quench) вызывается растворителями и загрязнениями, поскольку они

поглощают энергию сцинтиллятора. Влияние гашения корректируется внешними

стандартами (тестами). Химическая люминесценция, которая может исказить

результаты измерений при повышенной радиоактивности, частично

корректируется измерительными приборами или предварительной обработкой

пробы, а также ее выдержкой в течение определенного времени до начала

измерений.

Для того чтобы надежно исключить эти ошибки и решить проблему

измерения суспендированных проб, последние сжигают во влажном или сухом

состоянии в атмосфере кислорода. Для сжигания в кислороде веществ,

содержащих

С и тритий, существует полностью автоматизированная

аппаратура, способная обрабатывать большое количество проб. В заключение

проводят количественный анализ

, образовавшегося при сжигании пробы,

методом сцинтилляционного счета в жидкости.

Исключительную ценность использования радиоактивного индикатора

С в

органических соединениях можно подтвердить на примере испытаний,

проведенных для построения „профиля опасных воздействий на окружающую

среду". Комплексная система исследований под рабочим названием

„экотоксикологический профильный анализ" позволяет простыми методами

оценить потенциальную опасность химических продуктов для окружающей среды

при концентрациях, оказывающих заметное воздействие. В качестве критерия

оценки опасности взяты коэффициенты аккумуляции вредных веществ в

бактериях, зеленых водорослях, рыбах и крысах; для рыб я крыс учитываются

также скорости выведения из организма и фотохимическое разложение до СО

1.2. Применение стабильных изотопов

В принципе для выяснения механизмов химических перегруппировок и

путей перемещения веществ в различных системах можно использовать как

радиоактивные, так и стабильные изотопы. В живых организмах они могут

применяться в составе различных химических соединений, например полимеров,

газов, жидкостей и твердых веществ. При исследовании фауны и флоры в

сельском хозяйстве и биологии все в большем объеме в качестве следовых

индикаторов используют стабильные изотопы. Более 20% научных публикаций по

вопросам сельского хозяйства, связанных с применением стабильных изотопов,

посвящено работам с изотопом азота

N .Решение о применении стабильных или

радиоактивных изотопов принимают скорее из практических, а не

принципиальных соображений. Так, наряду со строгими ограничениями,

связанными с защитой от излучения и высокими требованиями к безопасности

при получении разрешения на проведение работ с изотопами, основным

критерием является наличие необходимых приборов и методик. С экономической

точка зрения решающим доводом является наличие соответствующей

измерительной аппаратуры. Основная проблема при исследованиях со

стабильными изотопами состоит в том, что необходимо обеспечить в изучаемой

системе — животном, растении или почве — определенный избыток изотопа-

метки по сравнению с его естественным содержанием. В таких обогащенных

пробах, в которых концентрация изотопа

N в исследуемой системе существенно

превышает его естественное содержание 0,365%, количество различных изотопов

азота определяют раздельно, используя установки для разделения изотопов по

массе. Таким образом, изотопный состав по данному элементу определяется как

для изотопа-метки, так и для остальных изотопов.

При биологических исследованиях стабильный изотоп вводят в исследуемый

организм, а затем проводят анализ изотопного состава через определенные

промежутки времени в соответствующем органе или в пробах почвы.

Анализ проводят, как правило, после предварительной химической

подготовки пробы в масс-спектрографах высокого разрешения. Подготовка пробы

зависит от применяемого стабильного изотопа. Например, при применении

стабильного изотопа

N пробу переводят в сульфат аммония сплавлением, а

затем после окисления катиона аммония до азота подвергают анализу. В масс-

спектрографы молекулы азота поступают после ионизации в специальной камере.

Образовавшиеся молекулярные ионы разделяются в магнитном поле, а затем

регистрируются.

1.3 Исследования биотических превращений вредных веществ

на видах организмов, отобранных для лабораторных испытаний

Микроорганизмы, для которых исследуемое вещество являете источником

углерода, выделяют из сред, не содержащих других соединений углерода.

Способность адаптации этих микроорганизм к вредному веществу испытывают,

постепенно повышая его концентрацию. Во всех опытах с микроорганизмами

используют такие параметры, как поглощение веществ клетками, превращение

связывание и выделение, а также идентифицируют выделяющиеся вещества.

Адаптированные штаммы микроорганизмов можно выделить из сильно

загрязненных проб, взятых, например, из очистных сооружений.

Для выяснения путей метаболизма вещества идентифицированные продукты

разложения снова испытывают на том же виде микроорганизмов. Эти испытания

можно провести и на других организмах, относящихся к той же пищевой цепи и

испытывающих воздействие тех же продуктов превращения. При этом следует

подчеркнуть, что лабораторные опыты с микроорганизмами и со смешанными

культурами, выращенными на синтетических питательных средах, могут дать

лишь качественные представления о превращениях в реальной окружающей

среде. Это связано с различиями в плотности популяции, составе источников

питания и активности процессов превращения веществ, которые не могут

полностью соответствовать происходящим в условиях окружающей среды.

Результаты лабораторных опытов на водорослях, грибах, лишайниках,

простейших и личинках планктонных организмов по исследованию превращения

вредных веществ нельзя непосредственно переносить на сложные природные

системы.

Опыты по исследованию поглощения, превращений и выделения

посторонних веществ высшими растениями можно проводить в условиях

гидрокультуры посредством обработки листьев или введением вещества в водную

среду. При этом устраняются помехи, связанные с активностью почвенных

микроорганизмов, а также сорбционные и ионообменные явления, связанные с

почвой. Превращения и распределение вещества в тканях листьев можно

измерить также после погружения свежесрезанных листьев в питательный

раствор, содержащий исследуемое вещество (авторадиография). Инъекции в

стебель или корни также позволяют качественно определить продукты

превращения.

В настоящее время выращивание в водной среде оказалось возможным для

целого ряда растений на протяжении нескольких поколений. Культивирование

проводится в теплицах или климатических камерах. Получение достаточного

количества генетически идентичного растительного материала производится

размножением ин витро в стерильных условиях. Так как эти опыты с высшими

растениями прежде всего позволяют понять ход реакций вещества данные

материального баланса нельзя непосредственно переносить на окружающую

среду.

Если опыты проводятся с растениями на почве, то мы имеем до с

комплексной системой, которая воздействует на исследуемое вещество. Такие

опыты многократно проводились в теплицах (климатических камерах), но

полученные количественные результаты также едва ли можно перенести на

процессы, протекающие в природных условиях. Влияние такой системы, как

почва, на баланс обмена веществ при воздействии вредных веществ на листья

относительно невелико (обработку листьев проводят с целью имитации

фильтрующего действия лесов на вредные вещества, поступающие с

атмосферными осадками). Почвенные микрофлора и фауна могут воздействовать

только на ту долю вещества, которая выделяется растениями в почву. В случае

введения вещества в почву становится возможным усвоение растением не только

самого действующего вещества, но и продуктов его превращения, что может

изменить данные о превращении вещества только растением. Посредством

проведения параллельных опытов с растениями в водных средах, растениями на

почве, только с одной почвой и соответствующих нейтральных опытов в

стерильных условиях можно обнаружить различия влияния отдельно растений и

почвы. Так как стерилизация почвы изменяет ее физико-химические свойства,

становится проблематичной количественная оценка реакций превращения. В

контролируемых лабораторных условиях имеется дополнительная возможность

качественно выявить превращения в растениях и влияние абиотических факторов.

Проводят также соответствующие контрольные опыты для оценки доли

фотохимических превращений химических продуктов, в особенности при их

преднамеренном введении в листья. В связи с необходимость получения

информации о потребительских свойствах химических продуктов проведены

многочисленные исследования их превращений в организмах, например

удобрений в растениях, фунгицидов в микроорганизмах, гербицидов в растениях,

инсектицидов в насекомых. Поскольку такие исследования не затрагивали

эколого-химической проблематики, здесь они только упоминаются. Опыты с

насекомыми в условиях окружающей среды (метод введения препарата — через

питание, для куколок — через воду) имеют большое значение, так как насекомые

являются важным звеном цепей питания. Образующиеся в насекомых продукты

превращения загрязняют последующие звенья цепи питания в качественном и

количественном отношении.

Опыты по исследованию превращений и выделения посторонних веществ на

рыбах можно проводить, пользуясь методом инъекций, однако наиболее

показательными оказались опыты с введением вредных веществ в воду или

питание. Через определенное время, необходимое для поглощения и накопления

вещества, у части рыб проводится анализ остатков вещества, продуктов

превращения и определение скорости выделения в воду. Так как рыбы не

являются стерильным объектом, нельзя обойтись без контрольных опытов

(введение химических веществ в такой же бассейн, но без рыбы). Кроме того, при

определении фактической экспозиции нельзя не учитывать процессы

улетучивания и адсорбции химических веществ (в осадки, на стенках бассейна и

т. п.).

Другими абиотическими факторами, которые могут существенно влиять на

усвоение, накопление и превращение вредных веществ в опытах с рыбами,

являются температура воды, ее жест кость и рН. Плотность заселения бассейна,

вид, возраст и содержание жира в рыбах являются важнейшими биологическими

параметрами, влияющими на исследуемые процессы.

При изменении отдельных параметров в экспериментах при исследовании

воздействия

С-пентахлорфенола (ПХФ) на красно-желтого язя и аквариумную

рыбку да-нио рерио выявились существенные изменения содержания остатков

превращения . При изменении рН от б до 7,8 коэффициент обогащения у данио

рерио и красно-желтого язя падает с 1600 до 750-450. После повышения

температуры с 8°С до 25°С коэффициент обогащения красно-желтого язя

повышается с 450 до 600; у данио рерио он, напротив, падает с 900 (16°С) до 360

(35°С). Изменение жесткости воды также оказалось фактором, влияющим на

потребление ПХФ этими видами рыб. У данио рерио коэффициент аккумуляции

100

при нулевой жесткости составляет 3000, а при жесткости 8,9 ммоль/л только 300

(у красно-желтого язя соответственно 570 и 380). Наиболее важным биогенным

свойством, характеризующим наряду с содержанием жира способность организма

к аккумуляции, является вид организма .

Хорошая растворимость хлорированных химических продуктов, особенно

пестицидов, в липидах приводит к их повышенной аккумуляции в жировых

тканях растений и животных. При скрининге ее можно грубо оценить в

соответствии с коэффициентом распределения в смеси н-октиловый спирт/вода.

Поэтому определение этого коэффициента является составной частью комплекса

экотоксикологических испытаний, которые следует проводить в соответствии с

„законом о химических продуктах".

Методика исследования абсорбции (поглощения), распределения,

превращения и выделения ксенобиотиков у теплокровных животных в принципе

одинакова для всех видов лабораторных животных. Предварительные опыты по

оценке превращений и скорости выделения можно провести путем однократного

введения вещества в вены или кишечный тракт. Отдельные органы или ткани

можно исследовать в изолированном состоянии, например путем перфузии

изолированной печени или анализа секреции желчного пузыря. Однако

наибольшую информацию о среднем балансе веществ, имеющем практическое

значение, получают в опытах при пероральном введении веществ в организм,

подмешивая их в корм. В случае газообразных химикатов (формальдегид,

хлорированные растворители) при испытаниях используют также метод

ингаляции подопытных животных. Если при пероральном введении происходит

абсорбция вещества, то ее приходится учитывать (с помощью „переносчиков" —

растворяющих и поверхностно-активных веществ), а также характер питания.

Поступающие в организм дозы в любом случае должны быть допустимы для

окружающей среды. Это требование при низкой концентрации в пище или

воздухе исследуемых веществ ведет к тому, что при испытаниях следует вводить

вещества с относительно высокой удельной радиоактивностью. Поэтому

приходится принимать компромиссное решение между оптимальной и

экспериментально допустимой дозой. Однако при этом всегда стараются

использовать такую дозу вредного вещества, которая по порядку величин мало

отличалась бы от реальных доз воздействия. Сравнительное исследование

превращений одного вещества различными видами животных, а также различных

веществ в организмах животных одного вида (сравнительное накопление)

желательно проводить с одной концентрацией (в пище или воздухе)

загрязняющих веществ для всех животных. В этом случае обеспечивается

возможность сравнения воздействий с ситуацией в окружающей среде за счет

одинаковой экспозиции (в отличие от токсикологических исследований, при

которых все параметры воздействия относят к массе животного).

Так как реальное воздействие (экспозиция) химических веществ на живые

организмы осуществляется в течение длительного времени, целесообразно

проведение длительных опытов с многократным введением вредных веществ, и

если это возможно, то до достижения насыщения. Последнее достигается очень

медленно и может быть прослежено по кривой зависимости содержания веществ