Biologia mediului

Toxicologia mediului este studiul științific al efectelor asupra sănătății asociate cu expunerea la substanțe chimice toxice (tabelul 1) care apar în mediul natural, de muncă și de viață. Termenul descrie, de asemenea, gestionarea toxinelor și a toxicității mediului și dezvoltarea de măsuri de protecție pentru oameni și mediu.

.

Rutele de expunere la substanțe chimice

Pentru a provoca probleme de sănătate, substanțele chimice trebuie să pătrundă în organism. Există trei „căi principale de expunere”, sau moduri în care o substanță chimică poate intra în corpul dumneavoastră.

• Respirația (inhalare): Respirând gaze, brume sau pulberi chimice care se află în aer.
• Contactul cu pielea sau cu ochii: Pătrunderea substanțelor chimice pe piele, sau în ochi. Acestea pot deteriora pielea, sau pot fi absorbite prin piele în fluxul sanguin.
• Înghițire (ingestie): Acest lucru se poate întâmpla atunci când substanțele chimice s-au vărsat sau s-au depus pe alimente, băuturi, țigări, barbă sau mâini.

După ce substanțele chimice au pătruns în corpul dumneavoastră, unele se pot deplasa în fluxul sanguin și pot ajunge la organele interne „țintă”, cum ar fi plămânii, ficatul, rinichii sau sistemul nervos.

Ce forme iau substanțele chimice?

Substanțele chimice pot lua o varietate de forme. Ele pot fi sub formă de solide, lichide, pulberi, vapori, gaze, fibre, brume și fumuri. Forma în care se află o substanță are mult de a face cu modul în care aceasta ajunge în corpul dumneavoastră și cu răul pe care îl poate provoca. O substanță chimică își poate schimba, de asemenea, forma. De exemplu, solvenții lichizi se pot evapora și pot degaja vapori pe care îi puteți inhala. Uneori, substanțele chimice sunt într-o formă care nu poate fi văzută sau mirosită, astfel încât nu pot fi detectate cu ușurință.

Ce efecte asupra sănătății pot provoca substanțele chimice?

Un efect acut al unui contaminant (Termenul „contaminant” înseamnă substanțe periculoase, poluanți, poluare și substanțe chimice) este unul care apare rapid după expunerea la o cantitate mare din acea substanță. Un efect cronic al unui contaminant rezultă în urma expunerii la cantități mici de substanță pe o perioadă lungă de timp. În acest caz, este posibil ca efectul să nu fie imediat evident. Efectul cronic este dificil de măsurat, deoarece este posibil ca efectele să nu fie observate timp de ani de zile. Expunerea pe termen lung la fumatul de țigări, expunerea la radiații de nivel scăzut și consumul moderat de alcool sunt toate considerate a produce efecte cronice.

De secole, oamenii de știință știu că aproape orice substanță este toxică în cantități suficiente. De exemplu, cantități mici de seleniu sunt necesare organismelor vii pentru buna funcționare, dar cantități mari pot provoca cancer. Efectul unei anumite substanțe chimice asupra unui individ depinde de doza (cantitatea) substanței respective. Această relație este adesea ilustrată de o curbă doză-răspuns care arată relația dintre doză și răspunsul individului. Dozele letale la om au fost determinate pentru multe substanțe din informațiile adunate din registrele de omucideri, otrăviri accidentale și teste pe animale.

Doza care este letală pentru 50% dintr-o populație de animale de test se numește doza letală-50% sau DL-50. Determinarea LD-50 este necesară pentru noile substanțe chimice sintetice pentru a da o măsură a toxicității acestora. O doză care determină ca 50% dintr-o populație să prezinte un răspuns semnificativ (de exemplu, căderea părului, dezvoltare întârziată) este denumită doza efectivă-50% sau ED-50. Unele toxine au o cantitate prag sub care nu există nici un efect aparent asupra populației expuse.

Contaminanți de mediu

Contaminarea aerului, apei sau solului cu substanțe potențial dăunătoare poate afecta orice persoană sau comunitate. Contaminanții (tabelul 2) sunt adesea substanțe chimice care se găsesc în mediul înconjurător în cantități mai mari decât cele care s-ar găsi în mod natural. Putem fi expuși la acești contaminanți dintr-o varietate de surse rezidențiale, comerciale și industriale. Uneori, contaminanții de mediu dăunători apar pe cale biologică, cum ar fi mucegaiul sau o înflorire de alge toxice.

O privire de ansamblu asupra unor contaminanți comuni

Arsenul este un element natural care este prezent în mod normal în tot mediul nostru în apă, sol, praf, aer și alimente. Nivelurile de arsenic pot varia la nivel regional din cauza activităților agricole și industriale, precum și a proceselor geologice naturale. Arsenicul provenit din agricultură și din topire tinde să se lege puternic de sol și se așteaptă să rămână în apropierea suprafeței pământului timp de sute de ani, fiind o sursă de expunere pe termen lung. Lemnul care a fost tratat cu arsenat de cupru cromat (CCA) se găsește în mod obișnuit în terase și balustrade în casele existente și în structurile exterioare, cum ar fi echipamentele pentru locurile de joacă. Unele acvifere subterane sunt situate în roci sau soluri care au în mod natural un conținut ridicat de arsenic.

Cel mai mult arsenic ajunge în organism prin ingestia de alimente sau apă. Arsenicul din apa potabilă este o problemă în multe țări din întreaga lume, inclusiv în Bangladesh, Chile, China, Vietnam, Taiwan, India și Statele Unite. Arsenicul se poate găsi, de asemenea, în alimente, inclusiv în orez și în unii pești, unde este prezent din cauza absorbției din sol și apă. De asemenea, poate pătrunde în organism prin inhalarea prafului care conține arsenic. Cercetătorii descoperă că arsenicul, chiar și la niveluri scăzute, poate interfera cu sistemul endocrin al organismului. Arsenicul este, de asemenea, un carcinogen uman cunoscut, asociat cu cancerul de piele, de plămâni, de vezică urinară, de rinichi și de ficat.

Mercurul este un metal prezent în mod natural, o substanță chimică utilă în unele produse și un potențial risc pentru sănătate. Mercurul există în mai multe forme; tipurile la care oamenii sunt de obicei expuși sunt metilmercurul și mercurul elementar. La temperatura camerei, mercurul elementar este un lichid strălucitor, alb-argintiu, care poate produce un abur inodor dăunător. Metilmercurul, un compus organic, se poate acumula în corpul peștilor prădători cu viață lungă. Pentru a ține mercurul departe de peștele pe care îl consumăm și de aerul pe care îl respirăm, este important să duceți produsele care conțin mercur la o instalație de deșeuri periculoase pentru a fi eliminate. Printre produsele comune vândute în prezent care conțin cantități mici de mercur se numără luminile fluorescente și bateriile cu celule-buton.

Deși peștele și crustaceele au multe beneficii nutriționale, consumul de cantități mari de pește crește expunerea unei persoane la mercur. Femeile însărcinate care mănâncă în mod regulat pește cu conținut ridicat de mercur riscă să își afecteze permanent fetușii în curs de dezvoltare. Copiii născuți de aceste mame pot prezenta dificultăți motorii, probleme senzoriale și deficite cognitive. Figura 1 identifică cantitățile tipice (medii) de mercur din peștele comercial și pescuit sportiv consumat în mod obișnuit.

Bisfenolul A (BPA) este o substanță chimică sintetizată în cantități mari pentru a fi utilizată în principal în producția de materiale plastice din policarbonat și rășini epoxidice. Materialele plastice din policarbonat au numeroase aplicații, inclusiv utilizarea în unele ambalaje pentru alimente și băuturi, de exemplu, biberoane pentru apă și sugari, compact discuri, echipamente de siguranță rezistente la impact și dispozitive medicale. Rășinile epoxidice sunt utilizate ca lacuri pentru acoperirea produselor metalice, cum ar fi conservele alimentare, capacele de sticle și conductele de alimentare cu apă. Unele materiale de etanșare și compozite dentare pot contribui, de asemenea, la expunerea la BPA. Sursa principală de expunere la BPA pentru majoritatea oamenilor este reprezentată de alimentație. Bisfenolul A se poate prelinge în alimente din straturile interne de protecție din rășină epoxidică ale conservelor și din produsele de consum, cum ar fi vesela din policarbonat, recipientele de depozitare a alimentelor, sticlele de apă și biberoanele. Gradul în care BPA se scurge din sticlele de policarbonat în lichide poate depinde mai mult de temperatura lichidului sau a sticlei, decât de vechimea recipientului. BPA se poate găsi, de asemenea, în laptele matern.

Ce pot face pentru a preveni expunerea la BPA?

Câteva studii pe animale sugerează că sugarii și copiii pot fi cei mai vulnerabili la efectele BPA. Părinții și îngrijitorii, pot face alegerea personală de a reduce expunerea sugarilor și copiilor lor la BPA:

• Nu introduceți în cuptorul cu microunde recipientele de plastic din policarbonat pentru alimente. Policarbonatul este puternic și durabil, dar, în timp, se poate descompune din cauza utilizării excesive la temperaturi ridicate.
• Contenitoarele din plastic au coduri de reciclare pe fund. Unele, dar nu toate materialele plastice care sunt marcate cu codurile de reciclare 3 sau 7 pot fi fabricate cu BPA.
• Reduceți utilizarea conservelor.
• Când este posibil, optați pentru recipiente din sticlă, porțelan sau oțel inoxidabil, în special pentru alimentele sau lichidele fierbinți.
• Utilizați biberoane pentru copii care nu conțin BPA.

Ftalații sunt un grup de substanțe chimice sintetice folosite pentru a înmuia și a crește flexibilitatea plasticului și a vinilului. Clorura de polivinil este făcută mai moale și mai flexibilă prin adăugarea de ftalați. Ftalații sunt utilizați în sute de produse de consum. Ftalații sunt folosiți în produsele cosmetice și de îngrijire personală, inclusiv în parfumuri, fixativ pentru păr, săpun, șampon, lac de unghii și creme hidratante pentru piele. Aceștia sunt utilizați în produse de consum, cum ar fi jucăriile din plastic flexibil și vinil, perdelele de duș, tapetul, minibenziile din vinil, ambalajele alimentare și foliile de plastic. Expunerea la niveluri scăzute de ftalați poate fi cauzată de consumul de alimente ambalate în plastic care conține ftalați sau de inhalarea prafului din încăperi cu minibenzi de vinil, tapet sau pardoseli recent instalate care conțin ftalați. Putem fi expuși la ftalați prin consumul de apă care conține ftalați. Ftalații sunt suspectați de a fi perturbatori endocrini.

Plumbul este un metal care se găsește în mod natural în rocile și solul din scoarța terestră. Este, de asemenea, produs în urma arderii combustibililor fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul, benzina și gazele naturale; în minerit; și în industria prelucrătoare. Plumbul nu are un gust sau un miros distinctiv. Simbolul chimic al plumbului elementar este Pb. Plumbul este utilizat la fabricarea bateriilor, țevilor, acoperișurilor, echipamentelor electronice științifice, sistemelor militare de urmărire, dispozitivelor medicale și produselor de protecție împotriva razelor X și a radiațiilor nucleare. Este utilizat în smalțurile ceramice și în sticlăria de cristal. Din cauza preocupărilor legate de sănătate, plumbul și compușii de plumb au fost interziși din vopselele de casă în 1978; din lipiturile folosite la conductele de apă în 1986; din benzină în 1995; din lipiturile folosite la conservele de alimente în 1996; și din folia acoperită cu staniu de pe sticlele de vin în 1996. Administrația pentru Alimente și Medicamente din SUA a stabilit o limită a cantității de plumb care poate fi folosită în ceramică.

Plumbul și compușii de plumb sunt incluși pe lista celor „care se anticipează în mod rezonabil că sunt cancerigeni pentru om”. Acesta poate afecta aproape fiecare organ și sistem din corpul dumneavoastră. Poate fi la fel de nociv dacă este respirat sau înghițit. Partea corpului cea mai sensibilă la expunerea la plumb este sistemul nervos central, în special la copii, care sunt mai vulnerabili la intoxicația cu plumb decât adulții. Un copil care înghite cantități mari de plumb poate dezvolta leziuni cerebrale care pot provoca convulsii și moartea; copilul poate dezvolta, de asemenea, anemie sanguină, leziuni renale, colici și slăbiciune musculară. Nivelurile scăzute repetate de expunere la plumb pot altera creșterea mentală și fizică normală a unui copil și pot duce la probleme de învățare sau comportamentale. Expunerea la niveluri ridicate de plumb pentru femeile însărcinate poate provoca avort spontan, nașteri premature și copii mai mici. Expunerea repetată sau cronică poate face ca plumbul să se acumuleze în organism, ducând la otrăvire cu plumb.

Formaldehida este un gaz sau un lichid incolor, inflamabil, care are un miros înțepător și sufocant. Este un compus organic volatil, adică un compus organic care se transformă cu ușurință în vapori sau gaze. De asemenea, este produs în mod natural în cantități mici și inofensive în corpul uman. Principalul mod în care putem fi expuși la formaldehidă este prin respirarea aerului care o conține. Eliberările de formaldehidă în aer provin din industriile care utilizează sau produc formaldehidă, produse din lemn (cum ar fi plăcile aglomerate, placajul și mobilierul), gazele de eșapament ale automobilelor, fumul de țigară, vopsele și lacuri, covoare și țesături cu presare permanentă. Lacul de unghii și finisajele de parchet aplicate în comerț emit formaldehidă.

În general, mediile interioare au în mod constant concentrații mai mari decât mediile exterioare, deoarece multe materiale de construcție, produse de consum și țesături emit formaldehidă. Nivelurile de formaldehidă măsurate în aerul interior variază de la 0,02-4 părți pe milion (ppm). Nivelurile de formaldehidă în aerul exterior variază de la 0,001 la 0,02 ppm în zonele urbane.

Radiații

Radiațiile sunt energia emisă de atomi și sunt peste tot în jurul nostru. Suntem expuși zilnic la radiații din surse naturale, cum ar fi solul, rocile și soarele. De asemenea, suntem expuși la radiații din surse create de om, cum ar fi razele X medicale și detectoarele de fum. Suntem expuși chiar și la niveluri scăzute de radiații în timpul zborurilor internaționale, în timpul vizionării la televizor și chiar din unele materiale de construcție. Nu puteți vedea, mirosi sau gusta radiațiile. Unele tipuri de materiale radioactive sunt mai periculoase decât altele. Așadar, este important să gestionăm cu atenție radiațiile și substanțele radioactive pentru a proteja sănătatea și mediul.

Radonul este un gaz radioactiv care apare în mod natural, este incolor și inodor. Acesta provine din descompunerea naturală a uraniului sau a toriului care se găsește în aproape toate solurile. De obicei, se deplasează prin sol și intră în casă prin crăpăturile din podele, pereți și fundații. De asemenea, poate fi eliberat din materialele de construcție sau din apa din fântâni. Radonul se descompune rapid, emițând particule radioactive. Expunerea pe termen lung la aceste particule poate duce la cancer pulmonar. Radonul este principala cauză a cancerului pulmonar în rândul nefumătorilor, potrivit Agenției de Protecție a Mediului din SUA, și a doua cauză principală după fumat.

Atribuție

Essentials of Environmental Science by Kamala Doršner is licensed under CC BY 4.0. Modificat după originalul de Matthew R. Fisher.

.