Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новгородский

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Новгородский
государственный университет имени Ярослава Мудрого»
Институт сельского хозяйства и природных ресурсов
Кафедра химии и экологии
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета естественных
наук и природных ресурсов
______________В.М.Кондратьева
« »_______________ 2006 г.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ
Дисциплина для специальности
013100 (020801.65) – Экология
Рабочая программа
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМУ
___________Е.И.Грошев
“____”__________2006г.
РАЗРАБОТАЛА:
Доцент кафедры химии и
экологии
________И.В. Летенкова
“___”___________2006г.
Ассистент кафедры химии и
экологии
_________А.Н. Трушкина
“___”___________2006г.
Принята на заседании
кафедры химии и экологии
Заведующий кафедрой ХЭ
__________В.Ф.Литвинов
“___”___________2006г.
2
ВВЕДЕНИЕ
Цели и задачи преподавания дисциплины
Дисциплина «Экологическая токсикология» входит в блок ОПДФ дисциплин.
Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов
представлений о накоплении различных экотоксикантов в экологических системах, о
воздействии токсических веществ на организмы, об экотоксикологическом мониторинге.
Содержание
курса
нацелено
на
выполнение
основных
требований
государственного образовательного стандарта по специальности 013100 (020801.65) –
Экология.
Рабочая программа составлена в соответствии с типовыми программами.
Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения курса студент должен:
1. Иметь представление
 об источниках появления потенциально токсичных веществ в окружающей среде;
путях поступления токсичных веществ в организмы;
2. Знать:
 Понятия: ксенобиотик, дозы; концентрации; времени действия; токсического эффекта,
предельно допустимой концентрации, LD50.
 основные группы загрязнителей, пути их миграции, трансформации и накопления в
экосистемах;
 механизмы воздействия факторов среды на организм и пределы его устойчивости, пути
адаптации к стрессорным воздействиям среды;
 особенности влияния загрязнений различной природы на отдельные организмы и
биоценозы, на организм человека;
3. Уметь:
 использовать основы токсикологического нормирования;
Взаимосвязь с другими дисциплинами ООП
Для изучения экотоксикологии необходимы знания основ общей экологии, учения
о биосфере, биологии, химии, физики.
3
1 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ В (ЧАСАХ) И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид занятий
1. Лекции
2. Практическая работа
3.Самостоятельная работа
Всего:
Форма контроля
Число часов
9 семестр
24
12
64
100
зачет
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 ТЕМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ




2.1.1 Введение
Биосфера: принципы организации, пространственная и временная структуры.
Глобальные экологические проблемы как результат нарушения сложившейся
организованности биосферы.
Экологическая токсикология. Предмет и объекты. Связь экологической токсикологии
с другими науками: токсикологией, популяционной экологией, экологической химией,
мониторингом окружающей среды, экологической экспертизой, охраной окружающей
среды. Основные понятия экологической токсикологии: «загрязнение окружающей
среды», поллютант, ксенобиотик. Ксенобиотический профиль среды.
2.1.2 Основные понятия экологической токсикологии.
Экотоксикокинетика. Формирование ксенобиотического профиля. Источники
поступления поллютантов в среду. Персистирование. Трансформация. Процессы
элиминации, не связанные с разрушением. Токсические факторы. Классификация
токсических факторов.
Экотоксикодинамика. Общие понятия. Токсический эффект. Первичный и вторичный
токсический эффект. Типы токсического воздействия загрязняющих веществ на живой
организм. Острая и хроническая экотоксичность.
2.1.3 Токсическое действие загрязняющих веществ на организм.
Воздействие токсических веществ на организм. Пути поступления токсикантов в
организм. Биоконцентрирование, биоаккумуляция, биомагнификация. Закономерности
накопления токсических веществ в организме растений, животных и человека.
Воздействие токсикантов на рост, половое созревание, иммунный статус организма и
другие системы организма.



2.1.4 Характеристика некоторых экотоксикантов.
Состояние с загрязнением токсикантами окружающей среды в России. Характерные
различия. Загрязнения воздуха, воды, почв.
Стойкие органические загрязнения. Свойства и характеристики стойких органических
соединений: ДДТ, Диэлдрин, Алдрин, Гептахлор, Мирекс, Токсафен, Эндрин,
Хлордан, Гексахлорбензол, Полихлорбифенилы.
Токсичные металлы. Характеристика токсичных металлов: Свинец, Ртуть, Кадмий,
Никель, Хром, Медь, Сурьма, Мышьяк, Цинк.
4








Диоксины. Основные понятия и проблемы. Опасность диоксинов и оценка риска.
Факторы токсичности. Допустимая суточная доза. Источники выбросов диоксинов.
Проблема диоксинов в России.
ПВХ. Жизненный путь. Социальные аспекты проблемы ПВХ. Альтернативные замены
для ПВХ.
Стойкие органические загрязнители: понятие. Конвенции о СОЗ. Стойкие
органические загрязнители в Европе. Глобальный перенос.
Радиация и радиоактивное загрязнение
2.1.5 Популяционная экотоксикология.
Воздействие токсикантов на популяционную структуру, динамику популяций
растений и животных.
Влияние химических загрязнителей на индивидуумы и популяции. Воздействие
токсикантов на растения.
Влияние химических загрязнителей на индивидуумы и популяции. Воздействие
токсикантов на животных. Мышечная и нервная функции, иммунная система и
формирование органов, физиология воспроизводства.
Показатели оценки популяционного стресса: морфологическая внутрипопуляционная
изменчивость, цитогенетические изменения, физиологические и биологические
маркеры, темпы роста, частота аномалий развития и поведения. Возможности
адаптации популяций к техногенному загрязнению.
2.1.6 Экотоксикология сообществ.
Воздействие на экосистемы. Цепь изменений, вызванных в экосистемах токсикантами.
Колебания численности видов, входящих в экосистему. Динамика сообществ в условиях
химического и радиоактивного загрязнения.
2.1.7 Экологическое нормирование в экотоксикологии.
Основные понятия, определения и структура системы нормирования. Нормирование
качества воздуха. Нормирование качества воды. Нормирование качеств почв. Предельно
допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания. Нормирование
источников воздействия. Нормирование в области радиационной безопасности.



2.1.8 Экотоксикометрия.
Экотоксикологический мониторинг. Задачи экотоксикологического мониторинга.
Санитарно-токсикологический,
экологический
и
биосферный
мониторинг.
Биоиндикация. Биотестирование.
Экотоксикометрия. Токсичность и способы ее оценки. Оценка токсичного эффекта.
Зависимость «доза - эффект». Расчет предельных нагрузок. Моделирование
токсического эффекта воздействия на популяцию и сообщество.
Токсические вещества и международное законодательство. Основные конвенции,
связанные с токсичными веществами.
2.2 ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
2.2.1 Введение
Миграция химических элементов в геосферах. Закономерности миграции, геохимические
потоки и барьеры, их типы. Влияние физических и химических факторов на
миграционные процессы.
5

2.2.2 Основные понятия экологической токсикологии.
Цикл загрязнения. Перенос ветром. Перенос водой. Из окружающей среды в живые
организмы.
Экотоксикология Балтийского региона. Химические загрязнения Балтийского моря.








2.2.3 Характеристика некоторых экотоксикантов.
Токсикология металлов.
Токсикология раздражающих газов.
Токсикология органических растворителей.
Токсикология амидо- и нитросоединений.
Пестициды и биопрепараты: классификация, токсичность.
Токсикология диоксинов.
Воздействие на организмы малых доз радиации
Профессиональные зооантропонозы.













2.2.4 Популяционная экотоксикология.
Генетика популяций. Понятие мутагенности. Закономерности изменения генофонда
популяций.
Воздействие токсикантов на живые организмы и их популяции. Примеры
Популяция тюленей в Балтике. Воздействие на популяции птиц. Рыбы в озерах,
загрязненных тяжелыми металлами.
2.2.5 Экотоксикология сообществ.
Экотоксикология Балтийского региона. Пример экосистемы в зоне закисления.
Эффекты в окрестностях металлургических заводов.
Пути и методы решения проблем, связанных с загрязнением окружающей среды
токсическими веществами, в регионе Балтийского моря. Запрещение использования
ртути и ДДТ. Проблема ПХБ. Свинец: причины и последствия загрязнения.
Циклическая модель. Угроза загрязнения для человека
2.2.6 Экотоксикометрия.
Токсические вещества и российское законодательство. Здоровье среды: практика
оценки. Методология оценки.
Оценка здоровья среды в районе химического предприятия.
Оценка здоровья среды в регионе при комплексном антропогенном воздействии.
Оценка здоровья среды при химическом загрязнении в результате железнодорожной
аварии.
Оценка здоровья среды в регионе при радиационном загрязнении.
Оценка здоровья среды при воздействии неионизирующей радиации.
2.2
СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Самостоятельная работа студентов включает выполнение текущих контрольных
заданий по темам теоретического курса и практических занятий, подготовка к
семинарским занятиям, а также самостоятельное изучение следующих вопросов:
- физико-химические методы анализа токсикантов в окружающей среде;
- общие закономерности миграции радионуклидов в экосистемах.
3 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
3.1 Список рекомендуемой литературы
3.1.1 Основная литература
1.
Безель В.С., Бельшаков В.Н., Воробейчик Е.Н. Популяционная
экотоксикология. – М.: Наука, 1994 – 80с.
2.
Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию. – СПб.: Химиздат,
1999 – 144с.
3.
Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологоаналитический
мониторинг супертоксикантов. – М.: Химия, 1996. – 319с.
4.
Основы общей промышленной токсикологии/ Под ред. Толоконцева Н.А.,
Фролова В.А. – Л.: Химия, 1996 – 350с.
5.
Проблемы загрязнения окружающей среды и токсикологии/ Под. ред.
Дж.Уэра. – М.: Мир, 1993. – 395с.
6.
Юрин В.М. Основы ксенобиологии. – Мн.: Новое издание, 2002. – 272с.
7.
Юфир С.С. Яды вокруг нас. – М.: Джеймс, 2001. – 400 с.
8.
Куценко С.А. основы токсикологии. – СПб, 2002
3.1.2 Дополнительная литература
9.
Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в
России. – М.: Финансы и статистика, 1995. – 528с.
10.
Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. –
М.: Высш.шк., 1994. – 400с.
11.
Эйхлер В. Яды в нашей пище. – М.: Мир, 1993. – 258с.
12.
Здоровье среды: методика оценки. Захаров В.М. и др. – М.: Центр
экологической политики России, 2000 – 68 с.
13.
Здоровье среды: практика оценки. Захаров В.М. и др. – М.: Центр
экологической политики России, 2000 – 320 с.
14.
Я.Э.Кильстрём. Токсикология – экологическое воздействие загрязняющих
веществ на жизнь. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1997 – 30 с.
15.
П.Бэклунд, Б.Холмбом, Э.Леппякоски. Промышленные загрязнители и
токсиканты. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1996 – 36 с.
7
ПРИЛОЖЕНИЕ А
КАРТА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Дисциплина – экологическая токсикология
Для направлений и специальности 013100 (020801.65) – Экология.
Форма обучения – очная
Всего часов– 100.
Из них на дневном отд.: лекций – 24, практических занятий -12, СРС – 64,
семестр – 9;
Обеспечивающая кафедра – Химии и экологии. Факультет естественных наук и
природных ресурсов.
Таблица 1 - Обеспечение дисциплины учебными изданиями
Библиографическое описание
Вид
Число
Количество
(автор, наименование, место
занятий, в
часов
экземпляров в
издания)
котором
библиотеке
используется
1. Яблоков А.В. Ядовитая Лекции,
4
2
приправа – м.: Мысль, 1990. – практи4
124с.
ческие
занятия,
СРС
10
2. Исидоров В.А. Введение в Лекции,
24
1
химическую экотоксикологию. – практи10
Спб.: Химиздат, 1999 – 144с.
ческие
занятия,
СРС
52
3. Майстренко В.Н., Хамитов Лекции,
12
2
Р.З., Бузников Г.К. Эколого- практи8
аналитический
мониторинг ческие
супертоксикантов. – М.: Химия, занятия,
1996. – 319с.
СРС
16
4 Эйхлер В. Яды в нашей пище. Лекции,
16
2
– М.: Мир, 1993 – 258 с.
практи8
ческие
занятия,
СРС
16
5. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Лекции,
22
5
Экология,
здоровье
и практи10
природопользование в России. – ческие
М.: Высшая школа, 1994. – 400с. занятия,
СРС
20
6.
Куценко
С.А.
основы Лекции,
13
1
токсикологии. – СПб, 2002
практи6
ческие
занятия,
СРС
34
Примечание
Электронная
версия
8
Таблица 2 - Обеспечение дисциплины учебно - методическими изданиями
Библиографическое описание
Вид
Число
Количество
Примеча-ние
(автор, наименование, место
занятий, в
часов
экземпляров в
издания)
котором
библиотеке
используется
1. Васильева Г.В.
практи8
30
Классификация пестицидов –
ческие
НовГУ, 1999 – 20с.
занятия
СРС
20
2. Рабочая программа по
Лекция,
24
1
Эл. версия
дисциплине / Авт.-составитель
практи12
Летенкова И.В., Трушкина А.Н.
ческие
занятия,
СРС
64
Действительно для учебного года____ Зав.кафедрой ХЭ_______________ В.Ф. Литвинов
Действительно для учебного года____ Зав.кафедрой ХЭ_______________ В.Ф. Литвинов
Действительно для учебного года____ Зав.кафедрой ХЭ_______________ В.Ф. Литвинов
Действительно для учебного года____ Зав.кафедрой ХЭ_______________ В.Ф. Литвинов
Действительно для учебного года____ Зав.кафедрой ХЭ_______________ В.Ф. Литвинов
9
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ ЧАСОВ ПО РАЗДЕЛАМ И ТЕМАМ
ДИСЦИПЛИНЫ «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ» для специальности 013100
(020801.65) – Экология.
Номер,
N Всег
Из них
Рекомендуема
Наименование
Се
о
я литература
Аудиторных
разделов, тем
ме часо Всего Лекц. Прак
СРС
ст
в
.
ра
2.1.1 Введение
9
9
3
2
1
6
2, 4, 8
2.1.2 Основные
1, 2,
понятия экологической
9
11
3
2
1
8
6, 8
токсикологии.
2.1.3 Токсическое
действие
2,3,5,
8,10,
9
10
4
4
6
загрязняющих веществ
6,8
11,13
на организм.
2.1.4 Характеристика
2,3,4,5 10,11,
некоторых
9
16
6
4
2
10
,6,7,8 13, 14
экотоксикантов.
2.1. 2.1.5
Популяционная
9
17
7
4
3
10
1,2,5,6 11,13
экотоксикология.
2.1.6 Экотоксикология
9
16
6
3
3
10
1,2,5,6 11,13
сообществ.
2.1.7 Экологическое
нормирование в
9
8
2
2
6
2,4
11
экотоксикологии.
2.1.8
9
13
5
3
2
8
2,4,6,8 11,12
Экотоксикометрия.
Всего
100
36
24
12
64
Приложение В
Перечень вопросов к зачету
по дисциплине «Экологическая токсикология»
для специальности 013100 (020801.65) – Экология
1. Экологическая токсикология. Предмет. Основные понятия: «загрязнение окружающей
среды», поллютант, ксенобиотик. Ксенобиотический профиль среды.
2. Формирование ксенобиотического профиля. Источники поступления поллютантов в
среду. Персистирование. Трансформация. Процессы элиминации, не связанные с
разрушением.
3. Цикл загрязнения. Перенос ветром. Перенос водой. Из окружающей среды в живые
организмы.
4. Токсические факторы. Классификация токсических факторов.
5. Экотоксикодинамика. Общие понятия. Токсический эффект. Первичный и вторичный
токсический эффект. Типы токсического воздействия загрязняющих веществ на живой
организм. Острая и хроническая экотоксичность.
6. Экологическое нормирование в экотоксикологии. Основные понятия, определения и
структура системы нормирования.
7. Нормирование качества воздуха. Нормирование качества воды. Нормирование качеств
почв.
8. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания.
9. Нормирование источников воздействия. Нормирование в области радиационной
безопасности.
10. Токсическое действие загрязняющих веществ. Воздействие токсических веществ на
организм. Пути поступления токсикантов в организм. Биоконцентрирование,
биоаккумуляция, биомагнификация. Закономерности накопления токсических веществ
в организме растений, животных и человека.
11. Состояние с загрязнением токсикантами окружающей среды в России. Характерные
различия. Загрязнения воздуха, воды, почв.
12. Стойкие органические загрязнения: свойства и характеристики.
13. Характеристика токсичных металлов.
14. Диоксины. Основные понятия и проблемы.
15. ПВХ. Жизненный путь. Альтернативные замены для ПВХ.
16. Воздействие на организмы малых доз радиации.
17. Стойкие органические загрязнители: понятие. Конвенции о СОЗ. Глобальный перенос.
18. Генетика популяций. Понятие мутагенности. Закономерности изменения генофонда
популяций.
19. Воздействие токсикантов на популяционную структуру, динамику популяций
растений и животных.
20. Влияние химических загрязнителей на индивидуумы и популяции. Воздействие
токсикантов на растения.
21. Влияние химических загрязнителей на индивидуумы и популяции. Воздействие
токсикантов на животных.
22. Экотоксикология Балтийского региона. Химические загрязнения Балтийского моря.
Популяция тюленей в Балтике. Воздействие на популяции птиц. Рыбы в озерах,
загрязненных тяжелыми металлами.
23. Воздействие на экосистемы. Цепь изменений, вызванных в экосистемах токсикантами.
Колебания численности видов, входящих в экосистему.
24. Экотоксикология сообществ. Динамика сообществ в условиях химического и
радиоактивного загрязнения.
25. Экотоксикология Балтийского региона. Пример экосистемы в зоне закисления.
Эффекты в окрестностях металлургических заводов.
11
26. Пути и методы решения проблем, связанных с загрязнением окружающей среды
токсическими веществами, в регионе Балтийского моря. Запрещение использования
ртути и ДДТ. Проблема ПХБ. Свинец: причины и последствия загрязнения.
27. Циклическая модель. Угроза загрязнения для человека.
28. Экотоксикологический мониторинг. Задачи экотоксикологического мониторинга.
Санитарно-токсикологический,
экологический
и
биосферный
мониторинг.
Биоиндикация. Биотестирование.
29. Экотоксикометрия. Токсичность и способы ее оценки. Оценка токсичного эффекта.
Зависимость «доза - эффект». Расчет предельных нагрузок. Моделирование
токсического эффекта воздействия на популяцию и сообщество.
30. Токсические вещества и международное законодательство. Основные конвенции,
связанные с токсичными веществами.
12
Приложение Г
Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
УТВЕРЖДАЮ:
Заместитель Министра
образования Российской Федерации
_____________________Л.С.Гребнев
2003г.
Номер государственной регистрации
99 ЕН /СП/1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
(уточнения, одобрены Федеральным советом по разработке государственных
образовательных стандартов высшего профессионального образования,
протокол от 18.06.03)
по специальности
013100 – Экология
Квалификация Эколог
ТРЕБОВАНИЯ К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНОЙ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ ЭКОЛОГА
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 013100 – ЭКОЛОГИЯ
Индекс
ОПД.Ф.12
Наименование дисциплин и их основные
разделы
Экологическая токсикология
Источники появления потенциально токсичных веществ в окружающей
среде. Основные классы токсичных веществ. Ксенобиотики. Превращения
токсичных веществ в окружающей среде. Поступления токсичных веществ
в организмы. Влияние факторов среды и свойств организма на степень
токсического эффекта. Понятия: дозы; концентрации; времени действия;
токсического эффекта. Адаптация к воздействию. Токсикологическое
нормирование. Понятия: предельно допустимой концентрации, LD50.
Процедура нормирования в разных странах.
Всего
часов
100