ЭЛЕМЕНТЫ ТОКСИКОЛОГИИ В КУРСЕ ХИМИИ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ «ЭКОЛОГИЯ» И «ВАЛЕОЛОГИЯ»
Хоружая Ирина Анатольевна, к.х.н., доцент Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля, г. Луганск В настоящее время известно около 20 млн химических соединений и число их постоянно растёт. На практике используются примерно 500 тыс., из них 40 тыс. являются опасными, а 12 тыс. относятся к откровенно ядовитым. Кроме того, из-за плохих экологических условий в промышленных районах самопроизвольно появляются токсиканты, являющиеся продуктами распада, окисления или гидролиза используемых человеком веществ. Примером тому служит появление хлорорганических веществ, продуктов распада пестицидов, диоксинов и т.п. Розработанный современный курс химии для экологов является основой для дальнейшего изучения таких дисциплин как гидрология, геология с основами геоморфологии, почвоведение, метеорология и климатология, неоэкология, экономика природопользования, экологическая экспертиза, мониторинг окружающей среды, техноэкология, урбоэкология, экологическая безопасность, нормирование антропогенной нагрузки на природную среду, безопасность жизнедеятельности, охрана труда, экологическая токсикология. Программа этого курса была составлена, руководствуясь „Навчальними програмами нормативних дисциплін освітньо-професійної програми підготовки бакалавра за напрямом „Екологія”,” разработанных научно- методическим центром высшего образования (Харьков, 2005). Объем курса 135 часов, 4,5 кредита EСTS. Содержание курса химии для студентов специальности «Валеология» способствует формированию базовых знаний для последующего успешного усвоения таких предметов как «Экология», «Биология человека», «Валеология», «Микробиология и вирусология», «Врачебная диагностика и помощь» и т.п. Интегрированный курс химии «Основы неорганической, органической и биологической химии», читаемый студентам – валеологам разработан на основе рекомендаций стандарта ГСВОУ-04 (2006). Объём курса 120 час, 4 кредита ЕСТS. В курсах химии для специальностей «Экология» и «Валеология» наряду с изучением традиционных разделов программы нами введены элементы экологической токсикологии. Так, при изучении темы „Растворы. Способы выражения концентраций,” рассматриваются общепринятые виды концентраций, такие как массовая доля, моляльность, молярность, нормальность, титр, молярная доля. Будущим экологам и валеологам предлагается новое знакомство с дополнительным понятием «предельно допустимая концентрация» (ПДК) - как мерой опасности химических соединений. Приводятся примеры ПДК для воздуха рабочей зоны, для атмосферного воздуха населенных мест, для воды, для почв и пищевых продуктов, дается классификация опасности веществ. При рассматрении моляльной концентрации, обращается внимание студентов на то, что эта концентрация лежит в основе определения показателя токсичности элемента (рТ), в частности для сравнения свойств однотипных соединений. Например, токсичность ионов кальция, стронция и бария или токсичность анионов солей подгруппы хрома можно выразить соответствующими рядами BaCl2 (рТ=4,24) > CaCl2 (рТ=3,42) > SrCl2 (рТ=3,03); Na2CrO4 (pT=3,12) > Na2WO4 (pT=3,00) > Na2MоO4 (pT=2,46). Чем меньше масса вещества или элемента, оказывающего токсическое действие, тем больше величина рТ и тем токсичнее вещество. В теме „Комплексные соединения” приводится структура молекулы гемоглобина и сравнивается прочность координационной связи оксигемоглобина и карбоксигемоглобина. От прочности этой связи зависит то, как будет осуществляться доставка кислорода от легких к тканям живого организма. Образование более прочного комплекса СО с гемоглобином – карбоксигемоглобина (Hb·CO) по сравнению с оксигемоглобином (Hb·O2) служит объяснением токсичности угарного газа. Hb + O2 Hb·O2 Hb·O2 + CO Hb·CO + O2 Поэтому первой помощью для отравленных угарным газом являются действия, направленные на смещение этого равновесия влево, т.е. на доставку кислорода в организм (нужно вынести пострадавшего на свежий воздух и дать ему больше кислорода для вдыхания). При изучении свойств d-металлов IIВ группы, рассматривается токсичность кадмия и ртути. Отравление солями кадмия, приводящее к вытеснению из костей фосфора и кальция, вызывает остеопороз. В результате этого кости приобретают ломкость. Нарушая минерализацию костей, кадмий способстует увеличению содержания кальция в печени, и тем самым блокирует синтез метаболитов витамина D. В плане проведения профилактических мер по борьбе с курением обращается внимание на то, что основная масса кадмия попадает в организм с табачным дымом. Химический символ Кадмия Cd для курильщиков можно расшифровать как аббревиатуру с английского Cancer disease – раковое заболевание, т.к. более четверти смертей онкологических больных происходит от рака легких. Среди больных раком легких от 80-90% составляют курильщики. В теме „Окислительно–восстановительные реакции” в качестве примеров студентам предлагаются уравнения детоксикации ртути с помощью растворов FeCl3 или KMnO4 в кислой среде: 2FeCl3 + Hg = 2FeCl2+ HgCl2 2KMnO4 + 5Hg + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5HgSO4 + K2SO4 + 8H2O Рассматривается так же процесс окисления спирта соединениями токсичного шестивалентного хрома: 2CrO3 + 3C2H5OH + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + 6H2O. Эта реакция используется службой ГАИ для контроля наличия алкоголя в воздухе, выдыхаемом водителями автотранспорта (трубки Мохова- Шинкаренко). Интересным примером может быть проба Марша на наличие мышьяка в веществах, которая в судебной медицине используется для доказательства отравления мышьяком: As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3^+ 6ZnSO4+3H2O. Нами рассматриваются и другие уравнения реакций, которые лежат в основе перманганато-, дихромато-, йодометрии и других качественных и количественных аналитических определений. Важно, чтобы студент понимал, где используется и чем интересна именно та или иная окислительно - восстановительная реакция. В раздел «Органическая химия», введена новая тема «Пестициды и диоксины в окружающей среде». Даются понятия о пестицидах, типы классификаций пестицидов (химическая, гигиеническая) и особенности их свойств. Изучается так же растворимость пестицидов и их устойчивость в воде и почвах, способность накапливаться в растительных и животных организмах. Студенты знакомятся с категориями пестицидов по токсической опасности. Категория А характеризует опасность пестицидов по токсиколого- гигиеническим показателям: летальной дозе ЛД50 и летальной концентрации ЛК50, опасности при хроническом воздействии; коэффициенту кумуляции и др. Категория Б определяет опасность пестицидов по экотоксикологическим показателям: периоду полураспада и константе скорости распада в растениях, почве, воде; биокумуляции при миграции пестицидов в экосистемах; фитотоксическому действию, влиянию на полезных насекомых и рыб, максимально допустимому уровню содержания пестицидов в продуктах питания, ПДК в воде, почве, воздухе. По многим свойствам и токсичности диоксины сходны с пестицидами. Указывается состав диоксинов, их возникновение и распространение в окружающей среде, содержание в пищевых продуктах. Акцентируется внимание на способность диоксинов к накоплению в организмах человека и животных. Основная опасность диоксинов как суперэкотоксинов и родственных им соединений состоит в подавлении иммунной системы и ослаблении защитных свойств организма. Они вызывают состояние своеобразного «химического СПИДа». Способность образовывать комплекс рецептор–диоксин приводит к нарушению генетического аппарата, вызывая появление уродств у потомства. Таким образом, введение элементов токсикологии в курс химии, позволяет сформировать у студентов мотивацию к изучению предмета, расширить их кругозор, способствуя тем самым более качественному усвоению материала. Першоджерело - Збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції - (PDF, 2,54 Мб) | |
|
| |
| Переглядів: 1429 | |
| Всього коментарів: 0 | |