Глава 9

ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Одной из важнейших задач по охране водных объектов является проблема нормирования качества воды и нагрузки на водоем как по отдельным загрязняющим веществам (так называемым приоритетным загрязнителям), так и по их совокупности. Нынешняя концепция, основанная на использовании системы предельно допустимых концент­раций, недостаточна, поскольку она ориентирована главным образом на санитарно-гигиенические требования и нацелена на охрану здо­ровья человека, а не на защиту "здоровья" экосистем.

Для установления экологических нормативов необходимы новые подходы к оценке токсического воздействия отдельных ЗВ и их сово­купности на уровне не только отдельных особей или популяций, но и всей экосистемы. Задача эта сложная, поскольку токсические эффекты существенно зависят от таких показателей, как температура, содержа­ние в воде кислорода, рН, качественный состав РОВ (наличие в воде лигандов, редокс-агентов, антиоксидантов и т.д.). Кроме того, попа­дающие в природную среду вещества, трансформируясь, могут значи­тельно менять свои токсикологические характеристики, что также затрудняет нормирование. В свете этого для более адекватного подхо­да к оценке токсикологических эффектов необходимо развитие эколо­гической токсикологии на базе изучения молекулярных механизмов воздействия различных ЗВ на физиологические процессы в клетке и в экосистеме.

Микроорганизмы эволюционируют, поддерживая низкие внутри­клеточные концентрации токсических веществ. Адаптация к токсичес­ким веществам происходит двумя путями. Первый путь, обеспечиваю­щий устойчивость к токсинам, по-видимому, носит наследственный характер и ведет свое начало от организмов, которые появились на Земле в экстремальных природных условиях. Встречаются же популя­ции бактерий и водорослей, устойчивых к высоким концентрациям ионов металлов, обитающих при низких значениях рН и.при высоких температурах. Горячие источники, вулканические озера и глубокие кратеры на дне морей обеспечивают такие экстремальные условия, которые были характерны Для Земли миллиарды лет назад. Другой

293

путь связан с созданием биохимических механизмов, обеспечивающих устойчивость к токсическим факторам. Так, у некоторых бактерий устойчивость развивалась в результате синтеза молекул экстрахромо­сомной ДНК (плазмидов). Синтезируемые некоторыми, организмами внутриклеточные полимеры связывают и удаляют из клетки ионы металлов (Cd, Cu, Ni, Co). Ферментативное окисление или восстанов­ление токсичных загрязняющих веществ, попадающих внутрь клетки, может переводить их в менее токсичные формы и т.д.

Исследование биохимических основ токсичности и устойчивости животных организмов к действию загрязняющих веществ очень важно для адекватной оценки возможных экологических последствий тех или иных антропогенных воздействий. Для этого необходимо изучение принципов транспорта и превращения ЗВ в живых клетках, чего нель­зя понять без знания основных процессов жизнедеятельности.