Ekotoksykologia

Celem wykładów z ekotoksykologii jest zaznajomienie studentów z problematyką toksykologii tj. szkodliwym wpływie różnych substancji pochodzenia naturalnego i antropogenicznego na środowisko przyrodnicze i organizmy w nim zamieszkujące razem z człowiekiem. Wykłady umożliwią lepsze zrozumienie oddziaływanie związków toksycznych, a szczególnie ich efektów ekotoksyklologicznych (tzw. odległych skutków) na organizmy. Wyjaśnione zostaną procesy kacnerogenezy, mutagenezy i teratogenności. Ponadto wykłady wyjaśnią przyczyny degradacji gleb, wód i powietrza oraz uwypuklą znaczenie trucizn środowiskowych w skazaniu płodów rolnych, żywności i pasz. W oparciu o procesy metaboliczne zostanie przedstawiona problematyka detoksykacji trucizn w organizmie ludzkim, zwierzęcym i roślinnym. Niszczenie środowiska przez przemysł i rolnictwo skutki biologiczne oraz wynikające z tego zagrożenia globalne i lokalne. Szczególna uwaga zostanie zwrócona na kryteria oceny toksyczności wobec różnych ekosystemów

Tematyka wykładów (15 - godzin):

1. Podstawowe pojęcia i definicje z ekotoksykologii. Ekotoksykologia na tle ekologii. Stan środowiska – struktura biosfery i zachodzące w niej procesy biologiczne z uwzględnieniem środowisk glebowych, wodnych i powietrza

2. Rolnictwo i przemysł – skutki ekotoksykologiczne, zagrożenia globalne i lokalne. Czynniki stresowe. Skażenie biosfery. Kierunki i formy ingerencji człowieka w środowisko przyrodniczo-geograficzne. Antropopresja.

3. Trucizny i ich podział, pochodzenie, toksyczność. Biologiczne aspekty oddziaływania trucizn. Dawki i stężenia substancji toksycznych, rodzaje zatruć. Odwracalność zatruć.

4. Przemiany trucizn w organizmie, ich wchłanianie, transport. Biokumulacja, biomagnifikacja, biotransformacja trucizn. Detoksykacja i biodegradacja trucizn w organizmie. Łańcuch troficzny trucizn (pokarmowy).

5. Odległe skutki działania trucizn. Kancerogeneza, mutagenność i teratogenność. Egzoestrogeny i egzoandrogeny.

6. Substancje toksyczne skażające środowisko przyrodnicze (gleby, wody, powietrze atmosferyczne). Metody badań toksyczności. Kryteria oceny toksyczności wobec ekosystemu.

7. Trucizny środowiskowe (dioksyny, pestycydy, mykotoksyny, nitrozoaminy) skażające rośliny, zwierzęta i żywność. Ekotoksykologia

8. Ekotoksykologia gleby. Przyczyny degradacji gleb i czynniki degradujące gleby. Ochrona i odnowa gleb. Odporność gleb na degradację.

9. Ekotoksykologia wód. Kontrola toksyczności wód.

10. Ekotoksykologia powietrza atmosferycznego. Źródła zanieczyszczeń powietrza. Ekotoksykologiczne aspekty odpadów z przemysłu rolno-spożywczego.

11. Promieniotwórczość. Wpływ promieniowania na zdrowie ludzi i zwierząt. Wiarygodność doświadczeń laboratoryjnych na zwierzętach w odniesieniu do człowieka. Normy Polskie i Unii Europejskiej.

12. Testy toksyczności w stosunku do gleby, wody i powietrza. Bioindykatory. Ocena ryzyka zatrucia. Ekotowaroznawstwo.

13. Zagrożenia ekotoksykologiczne dla bioróżnorodności organizmów oraz dla żywności podczas jej produkcji, przetwarzania i przechowywania.

14. Zastosowanie mikroorganizmów w biotechnologii środowiskowej do ochrony gleb, wód i atmosfery. Ekotoksykologiczne aspekty oczyszczanie ścieków komunalnych i przemysłowych, degradacja odpadów.

15. Etyka ekologiczna w produkcji żywności i pasz oraz w ochronie środowiska przyrodniczego (rolniczego). Ekotoksykologiczna ocena żywności i składników pokarmowych.

1. BHP na ćwiczeniach z ekotoksykologii. Metody pobierania prób i przygotowanie ich do badań. Organizmy jako biowskaźniki. Analiza mikrobiologiczna gleby: naturalnej żyznej i antropogenicznie zmienionej.

2. Odczyt analizy gleby. Ocena w aspekcie biochemicznym, mikrobiologicznym i ekologicznym.

3. Określenie wpływu wybranych związków na wzrost i namnażanie badanych mikroorganizmów.

4. Odczyt testów wpływu związków chemicznych na organizmy testowe. Badanie zmian morfologicznych wybranych organizmów.

5. Mikrobiologiczna analiza wody źródlanej, wody ze studni i wody rzecznej (Wisła).

6. Określanie toksyczności odpadów przemysłowych i komunalnych za pomocą testów biologicznych.

7. Grzyby toksynotwórcze i ich metabolity - mykotoksyny, występujące w glebach, płodach rolnych i paszach. Badanie toksyczności metodą testów biologicznych.

8. Metody analizy zanieczyszczenia powietrza. Ocena stopnia zanieczyszczenia powietrza ze szczególnym naciskiem na występowanie bakterii i grzybów produkujących toksyny.

Podstawowa ;

Manaham S.E.: Toksykologia środowiska, aspekty chemiczne i biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe, PWN, Warszawa, 2017

Uzupełniająca ;

Rejmer P.: Podstawy ekotoksykologii. Wydawnictwo Ekoinżinierii. Lublin, 1997

Zieliński S.: Skażenia chemiczne w środowisku. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

- Podstawowe założenia z zakresu ekotoksykologii, w tym strukturę biosfery i zachodzące w niej procesy biologiczne

- Mechanizmy antropopresji, a także kierunki i formy interakcji człowieka ze środowiskiem

- Mechanizmy i skalę wpływu zanieczyszczeń na organizmy żywe

- Możliwości wykorzystania drobnoustrojów w bioremediacji zanieczyszczeń

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

- Ocenić wpływ substancji toksycznych różnego pochodzenia na ekosystem

- Wykorzystać wybrane grupy drobnoustrojów w celu ochrony środowiska naturalnego

- Zinterpretować wyniki badań prowadzonych na żywych mikroorganizmach

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

- Samodzielnej oceny i interpretacji ryzyka związanego z obecnością toksyn w środowisku i do przeciwdziałania ich wpływowi

- Jest świadom znaczenia rzetelności pracy w laboratorium mikrobiologicznym, zarówno na etapie przygotowania eksperymentów, ich wykonywania i odczytu wyników

Wykład: test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru (70%)

Ćwiczenia: zaliczenie raportu z prac laboratoryjnych (grupowe), demonstracja praktycznych umiejętności (30%)