Környezetbiológia

A környezeti toxikológia a természetes, munkahelyi és élő környezetben előforduló mérgező vegyi anyagoknak (1. táblázat) való kitettséggel kapcsolatos egészségügyi hatások tudományos vizsgálata. A kifejezés a környezeti toxinok és a toxicitás kezelését, valamint az ember és a környezet védelmének fejlesztését is leírja.

.

A vegyi anyagoknak való kitettség útjai

A vegyi anyagoknak ahhoz, hogy egészségügyi problémákat okozzanak, be kell jutniuk a szervezetbe. Három fő “expozíciós útvonalat” különböztetünk meg, vagyis azt, hogy egy vegyi anyag hogyan juthat be a szervezetünkbe.

• Légzés (belégzés): A levegőben lévő vegyi gázok, ködök vagy porok belélegzése.
• Bőrrel vagy szemmel való érintkezés: Vegyszerek kerülése a bőrre, vagy a szembe. Ezek károsíthatják a bőrt, vagy a bőrön keresztül felszívódhatnak a véráramba.
• Lenyelés (lenyelés): Ez akkor fordulhat elő, ha a vegyi anyagok kiömlöttek vagy ráülepedtek az ételre, italra, cigarettára, szakállra vagy kézre.

Amikor a vegyi anyagok bejutottak a szervezetbe, egyesek bekerülhetnek a véráramba, és elérhetik a belső “célszerveket”, például a tüdőt, a májat, a vesét vagy az idegrendszert.

Milyen formában fordulnak elő a vegyi anyagok?

A vegyi anyagok sokféle formában fordulhatnak elő. Lehetnek szilárd, folyékony, por, gőz, gáz, gáz, szál, köd és füst formájában. Az, hogy egy anyag milyen formában van, nagyban befolyásolja, hogyan kerül a szervezetünkbe, és milyen károkat okozhat. Egy vegyi anyag a formáját is megváltoztathatja. Például a folyékony oldószerek elpárologhatnak, és gőzöket bocsátanak ki, amelyeket belélegezhet. Néha a vegyi anyagok olyan formában vannak, amelyet nem lehet látni vagy szagolni, így nem lehet őket könnyen kimutatni.

Milyen egészségügyi hatásokat okozhatnak a vegyi anyagok?

A szennyező anyag (A “szennyező anyag” kifejezés veszélyes anyagokat, szennyeződéseket, szennyezést és vegyi anyagokat jelent) akut hatása olyan hatás, amely nagy mennyiségű anyagnak való kitettség után gyorsan jelentkezik. Egy szennyező anyag krónikus hatása az anyag kis mennyiségének hosszú időn keresztül történő expozíciója következtében alakul ki. Ilyen esetben a hatás nem biztos, hogy azonnal nyilvánvaló. A krónikus hatást nehéz mérni, mivel a hatások csak évek múlva jelentkezhetnek. A hosszú távú cigarettázás, az alacsony szintű sugárterhelés és a mérsékelt alkoholfogyasztás mind-mind krónikus hatásúnak tekinthető.

A tudósok évszázadok óta tudják, hogy elegendő mennyiségben szinte minden anyag mérgező. Például kis mennyiségű szelénre az élő szervezeteknek szükségük van a megfelelő működéshez, de nagy mennyiségben rákot okozhat. Egy adott vegyi anyagnak az egyénre gyakorolt hatása a vegyi anyag dózisától (mennyiségétől) függ. Ezt az összefüggést gyakran egy dózis-válasz görbével szemléltetik, amely a dózis és az egyén reakciója közötti kapcsolatot mutatja. Az emberre vonatkozó halálos dózisokat számos anyag esetében gyilkosságok, véletlen mérgezések és állatokon végzett kísérletek feljegyzéseiből származó információk alapján határozták meg.

Azt a dózist, amely a kísérleti állatok populációjának 50%-a számára halálos, halálos dózis-50%-nak vagy LD-50-nek nevezik. Az LD-50 meghatározására az új szintetikus vegyi anyagok esetében van szükség, hogy mérhető legyen a toxicitásuk. Azt a dózist, amely a populáció 50%-ánál bármilyen jelentős reakciót (pl. hajhullás, fejlődési elmaradás) vált ki, effektív dózis-50%-nak vagy ED-50-nek nevezik. Egyes toxinoknak van egy küszöbértékük, amely alatt nincs látható hatás az exponált populációra.

Környezetszennyezők

A levegő, a víz vagy a talaj potenciálisan káros anyagokkal való szennyezettsége bármely személyt vagy közösséget érinthet. A szennyező anyagok (2. táblázat) gyakran olyan vegyi anyagok, amelyek a környezetben a természetesnél nagyobb mennyiségben fordulnak elő. Ezeknek a szennyező anyagoknak számos lakossági, kereskedelmi és ipari forrásból lehetünk kitéve. Néha a káros környezeti szennyeződések biológiai úton keletkeznek, mint például a penész vagy a mérgező algavirágzás.

Egy áttekintés néhány gyakori szennyező anyagról

Az arzén a természetben előforduló elem, amely általában az egész környezetünkben jelen van a vízben, talajban, porban, levegőben és élelmiszerekben. Az arzén szintje regionálisan változhat a mezőgazdasági és ipari tevékenység, valamint a természetes geológiai folyamatok miatt. A mezőgazdaságból és az olvasztásból származó arzén általában erősen kötődik a talajhoz, és várhatóan több száz évig a földfelszín közelében marad, hosszú távú expozíciós forrásként. A krómozott rézarzenáttal (CCA) kezelt faanyag gyakran megtalálható a meglévő házak teraszain és korlátjain, valamint az olyan kültéri szerkezetekben, mint a játszótéri eszközök. Egyes földalatti víztartó rétegek olyan kőzetben vagy talajban találhatók, amelyek természetes módon magas arzéntartalommal rendelkeznek.

A legtöbb arzén az élelmiszer vagy a víz lenyelésével kerül a szervezetbe. Az ivóvízben található arzén a világ számos országában problémát jelent, többek között Bangladesben, Chilében, Kínában, Vietnamban, Tajvanon, Indiában és az Egyesült Államokban. Az arzén az élelmiszerekben is megtalálható, beleértve a rizst és egyes halakat, ahol a talajból és a vízből való felvétel miatt van jelen. Az arzéntartalmú por belélegzésével is bejuthat a szervezetbe. A kutatók úgy találják, hogy az arzén még kis mennyiségben is zavarhatja a szervezet endokrin rendszerét. Az arzén emellett ismert emberi rákkeltő anyag, amelyet bőr-, tüdő-, hólyag-, vese- és májrákkal hoznak összefüggésbe.

A higany a természetben előforduló fém, hasznos vegyi anyag egyes termékekben, és potenciális egészségügyi kockázatot jelent. A higany többféle formában létezik; azok a típusok, amelyeknek az emberek általában ki vannak téve, a metil-higany és az elemi higany. Az elemi higany szobahőmérsékleten fényes, ezüstfehér folyadék, amelyből káros szagtalan gőz keletkezhet. A metil-higany, egy szerves vegyület, felhalmozódhat a hosszú életű, ragadozó halak szervezetében. Annak érdekében, hogy a higany ne kerüljön az általunk fogyasztott halakba és a belélegzett levegőbe, fontos, hogy a higanytartalmú termékeket veszélyes hulladékkezelőbe vigyük ártalmatlanításra. A manapság forgalmazott, kis mennyiségű higanyt tartalmazó gyakori termékek közé tartoznak a fénycsövek és a gombelemek.

Noha a halak és kagylók számos táplálkozási előnnyel rendelkeznek, a nagy mennyiségű hal fogyasztása növeli az ember higanyexpozícióját. Azok a terhes nők, akik rendszeresen magas higanytartalmú halat fogyasztanak, a fejlődő magzatuk maradandó károsodásának kockázatát kockáztatják. Az ilyen anyáktól született gyermekeknél motoros nehézségek, érzékszervi problémák és kognitív hiányosságok jelentkezhetnek. Az 1. ábra az általánosan fogyasztott kereskedelmi és sportfogásból származó halakban található higany jellemző (átlagos) mennyiségét mutatja be.

A biszfenol A (BPA) egy nagy mennyiségben szintetizált vegyi anyag, amelyet elsősorban polikarbonát műanyagok és epoxigyanták gyártásához használnak. A polikarbonát műanyagokat számos területen alkalmazzák, többek között egyes élelmiszer- és italcsomagolásokban, pl. vizes- és csecsemőpalackokban, kompakt lemezekben, ütésálló biztonsági berendezésekben és orvosi eszközökben. Az epoxigyantákat lakkként használják fémtermékek, például konzervdobozok, palackok teteje és vízvezetékcsövek bevonására. Egyes fogászati tömítőanyagok és kompozitok szintén hozzájárulhatnak a BPA-expozícióhoz. A BPA-nak való kitettség elsődleges forrása a legtöbb ember számára a táplálkozás. A biszfenol A a konzervek belső, védő epoxigyanta-bevonatából és olyan fogyasztási cikkekből, mint a polikarbonát étkészletek, ételtároló edények, vizes palackok és cumisüvegek, bejuthat az élelmiszerekbe. Az, hogy a BPA milyen mértékben szivárog ki a polikarbonát palackokból a folyadékba, inkább a folyadék vagy a palack hőmérsékletétől, mint az edény korától függhet. A BPA az anyatejben is megtalálható.

A ftalátok a szintetikus vegyi anyagok egy csoportja, amelyeket a műanyag és a vinil lágyítására és rugalmasságának növelésére használnak. A polivinil-kloridot a ftalátok hozzáadásával lágyabbá és rugalmasabbá teszik. A ftalátokat több száz fogyasztási termékben használják. A ftalátokat kozmetikumokban és testápolási termékekben, többek között parfümökben, hajlakkokban, szappanokban, samponokban, körömlakkokban és bőrhidratálókban használják. Olyan fogyasztói termékekben használják őket, mint a rugalmas műanyag és vinil játékok, zuhanyfüggönyök, tapéta, vinil miniblindek, élelmiszercsomagolás és műanyag fólia. A ftalátoknak való alacsony szintű kitettség származhat ftalátokat tartalmazó műanyagba csomagolt élelmiszerek fogyasztásából, vagy ftalátokat tartalmazó vinil miniblindeket, tapétát vagy nemrégiben lerakott padlóburkolatot tartalmazó helyiségek porának belélegzéséből. Ftalátoknak lehetünk kitéve, ha olyan vizet iszunk, amely ftalátokat tartalmaz. A ftalátok feltehetően endokrin rendszert károsító anyagok.

Az ólom olyan fém, amely a természetben a földkéreg kőzetében és talajában fordul elő. Fosszilis tüzelőanyagok, például szén, olaj, benzin és földgáz elégetése, bányászat és gyártás során is keletkezik. Az ólomnak nincs jellegzetes íze vagy szaga. Az elemi ólom kémiai jele Pb. Az ólmot akkumulátorok, csövek, tetőfedők, tudományos elektronikai berendezések, katonai nyomkövető rendszerek, orvosi eszközök, valamint a röntgensugarak és nukleáris sugárzás árnyékolására szolgáló termékek gyártásához használják. Kerámiamázakban és kristályüvegekben használják. Egészségügyi aggályok miatt 1978-ban betiltották az ólom és az ólomvegyületek használatát a házfestékekben, 1986-ban a vízvezetékeken használt forrasztóanyagokban, 1995-ben a benzinben, 1996-ban az konzervdobozokon használt forrasztóanyagokban, 1996-ban pedig a borosüvegeken használt ónbevonatú fóliában. Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala korlátozta a kerámiákban felhasználható ólom mennyiségét.

Az ólom és az ólomvegyületek az “ésszerűen feltételezhetően emberi rákkeltő hatásúak” listáján szerepelnek. A szervezet szinte minden szervére és rendszerére hatással lehet. Ugyanilyen káros lehet belélegezve vagy lenyelve is. Az ólomnak való kitettségre legérzékenyebb testrész a központi idegrendszer, különösen a gyermekeknél, akik érzékenyebbek az ólommérgezésre, mint a felnőttek. A nagy mennyiségű ólmot lenyelő gyermeknél agykárosodás alakulhat ki, amely görcsöket és halált okozhat; a gyermeknél vérszegénység, vesekárosodás, kólika és izomgyengeség is kialakulhat. Az ismétlődő, alacsony szintű ólomexpozíció megváltoztathatja a gyermek normális szellemi és fizikai fejlődését, és tanulási vagy viselkedési problémákat eredményezhet. A terhes nők magas ólomtartalomnak való kitettsége vetélést, koraszülést és kisebb babákat okozhat. Az ismételt vagy krónikus expozíció hatására az ólom felhalmozódhat a szervezetben, ami ólommérgezéshez vezethet.

A formaldehid színtelen, gyúlékony gáz vagy folyadék, amelynek szúrós, fojtogató szaga van. Ez egy illékony szerves vegyület, amely olyan szerves vegyület, amely könnyen gőzzé vagy gázzá válik. Az emberi szervezetben kis, ártalmatlan mennyiségben természetesen is termelődik. A formaldehidnek elsősorban a formaldehidet tartalmazó levegő belégzésével lehetünk kitéve. Formaldehidet bocsátanak a levegőbe a formaldehidet használó vagy gyártó iparágak, fatermékek (például forgácslapok, rétegelt lemezek és bútorok), gépjárművek kipufogógázai, cigarettafüst, festékek és lakkok, valamint szőnyegek és tartósan préselt szövetek. A körömlakkok és a kereskedelemben alkalmazott padlófestékek formaldehidet bocsátanak ki.

Sugárzás

A sugárzás az atomok által kibocsátott energia, és mindenütt jelen van körülöttünk. Naponta ki vagyunk téve sugárzásnak, amely természetes forrásokból, például a talajból, a kőzetekből és a Napból származik. Olyan mesterséges forrásokból származó sugárzásnak is ki vagyunk téve, mint az orvosi röntgensugarak és a füstérzékelők. Alacsony szintű sugárzásnak vagyunk kitéve még az országjáró repülőjáratokon, a tévénézésből, sőt még egyes építőanyagokból is. A sugárzást nem lehet látni, szagolni vagy ízlelni. A radioaktív anyagok egyes típusai veszélyesebbek, mint mások. Ezért fontos a sugárzás és a radioaktív anyagok gondos kezelése az egészség és a környezet védelme érdekében.

A radon egy radioaktív gáz, amely a természetben előforduló, színtelen és szagtalan. A szinte minden talajban megtalálható urán vagy tórium természetes bomlásából származik. Általában a talajon keresztül jut felfelé, és a padló, a falak és az alapozás repedésein keresztül jut be a lakásokba. Az építőanyagokból vagy a kútvízből is felszabadulhat. A radon gyorsan lebomlik, és radioaktív részecskéket bocsát ki. Az ezeknek a részecskéknek való hosszú távú kitettség tüdőrákhoz vezethet. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége szerint a radon a tüdőrák vezető oka a nemdohányzók körében, és a dohányzás után a második vezető ok.

Attribution

Essentials of Environmental Science by Kamala Doršner is licensed under CC BY 4.0. Az eredetiből módosította Matthew R. Fisher.