ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΡΥΠΩΝ ΣΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ OI πολύπλοκοι οργανισμοί, δημιουργήθηκαν από βακτήρια. τα απλά φυτικά και ζωϊκά κύτταρα (ευκαρυωτικά), εξελίχθηκαν σε πολυκύτταρους οργανισμούς

Οργάνωση τροφικών πλεγμάτων Ο άνθρωπος θεωρείται¨: πρωτογενής καταναλωτής όταν τρέφεται με φυτά, δευτερογενής όταν τρέφεται με φυτοφάγα ζώα και τριτογενής όταν τρέφεται με σαρκοφάγα. Η έννοια του τροφικού πλέγματος σχετίζεται με τη μεταφορά ενέργειας και διέπεται από τους νόμους της θερμοδυναμικής.

Πρώτος νόμος θερμοδυναμικής Η ενέργεια μπορεί να μεταβληθεί από τη μία μορφή στην άλλη, αλλά δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να χαθεί. Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να μεταβληθεί σε μηχανική, θερμική ή χημική ενέργεια. Το φυτοφάγο ζώο με τη τροφή θα πάρει χημική ενέργεια και με τα ένζυμά του θα εξασφαλίσει την ενέργεια για τη συντήρησή του με την αναπνοή. C6H12O6+O2 6H2O+6CO2+ενέργεια

Δεύτερος νόμος θερμοδυναμικής Καμιά διαδικασία, ακόμα και της μεταφοράς ενέργειας δεν γίνεται χωρίς να υπάρχει διαβάθμιση. Η απώλεια της ενέργειας ως θερμότητα είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την μη επαρκή μεταφορά στην τροφική αλυσίδα. Η μη επαρκής μεταφορά της ενέργειας είναι επειδή η τροφική αλυσίδα παρουσιάζεται σαν πυραμίδα, διότι η τεράστια βιομάζα των οργανισμών στη βάση της είναι απαραίτητη για να στηρίξει τη μικρή βιομάζα στην κορυφή.

Η τροφική αλυσίδα Αποτελεί τη ροή της ενέργειας απευθείας από τους οργανισμούς. Τα μέλη της τροφικής αλυσίδας παράγουν απόβλητα και τελικά πεθαίνουν, με αυτόν τον τρόπο τροφοδοτούν με τροφή τους αποικοδομητές* και κατά τη διάρκεια της ζωής τους και μετά το θάνατό τους. Η τροφική αλυσίδα των αποικοδομητών ανακυκλώνει την οργανική ύλη και την επαναφέρει σαν ανόργανα συστατικά στο οικοσύστημα. *εμβιοι οργανισμοί

Τροφική αλυσίδα αποικοδομητών Η ενέργεια από τα αποικοδομημένα ζώα και φυτά ή τα εκκρίματά τους πηγαίνουν στην τροφική αλυσίδα με την βοήθεια των μικροοργανισμών. Πχ κοπριά,compost από φύλλα.

περιβαλλοντική τοξικολογία/ Αλληλεπίδραση ειδών Οι καμπιες τρέφονται με τα φύλλα των δένδρων, και τα εντομοφάγα ζώα και πουλιά τρέφονται με τις κάμπιες. Το χειμώνα που πεθαίνουν και αποικοδομούνται παράγουν τροφή για τους αποικοδομητές, οι οποίοι με την σειρά τους θα παράγουν οργανική ύλη για πληθυσμούς ανώτερων τροφικών επιπέδων. Έτσι εχουμε την δημιουργία του τροφικού πλέγματος ο ενας οργανισμός εχει σχέση με τον αλλον.

περιβαλλοντική τοξικολογία/ Αλληλεπίδραση ειδών Αν ένα τοξικό χημικό εμφανιστεί στη βάση της πυραμίδας, θα υπάρχει σε σημαντική συγκέντρωση όταν φτάσει σε υψηλά τροφικά επίπεδα. Είναι αναπόφευκτο ότι οι τριτογενείς καταναλωτές θα υποκύψουν στη τοξική δράση των χημικών πχ το DDT και η δράση του στα αρπακτικά πουλιά.

TBTO και ψάρια Το TBTO χρησιμοποιείται στη ναυπηγική σαν χρώμα για την προστασία του σκάφους από την διάβρωση που θα προκαλούσαν τα ασπόνδυλα και φύκη. Η χρήση του όμως συνδυάστηκε με την αύξηση των αρσενικών ψαριών. Προσεκτικότερη παρατήρηση μας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η δράση του TBTO προκαλούσε αλλαγή φύλου σε ψάρια.

Νιτρικά και αύξηση φυτοπλαγκτόν Με την αυξανόμενη συγκέντρωση νιτρικών στην επιφάνεια του νερού εξαιτίας της αλόγιστης χρήσης λιπασμάτων δύναται να προκληθεί καταστροφική μόλυνση με συνέπεια την αύξηση του πλαγκτόν στις λίμνες. προκαλείται επίσης αύξηση του πληθυσμού ενός φύκους που παράγει τοξίνες, οι οποίες σε μεγάλες δόσεις προκαλούν θάνατο λόγω της ηπατικής ανεπάρκειας που προκαλούν.

νυχτερίδες και οργανοχλωριωμένα παρασιτοκτόνα Πειράματα επιβεβαίωσαν ότι η χρήση του γ-HCH είναι ικανή για την εξόντωση νυχτερίδων Τα προϊόντα αυτά περιείχαν organoclorine, γ-εξαχλωροκυκλοεξάνιο (γ-HCH) χρησιμοποιούνταν για την προστασία της ξυλείας από μύκητες.

Ασφαλέστερα παρασιτοκτόνα Η ανάγκη για την προστασία του περιβάλλοντος ανάγκασε την βιομηχανία στη δημιουργία ασφαλέστερων χημικών. Τα OCs(γνωστά για την τοξικότητα τους σε όλα τα ζώα),αντικαθιστανται με την παραγωγή των OPs, τα οποία έχουν μεγαλύτερη μεταβολισιμότητα και επομένως είναι φιλικότερα στο περιβάλλον.

PYRETHROID (Εντομοκτόνα) Το εντομοκτόνο αυτό χρησιμοποιήθηκε από τους κινέζους εδώ και 1000 χρόνια (αλεσμένα ή κονιορτοποιημένα φύλλα χρυσανθέμου) ως εντομοαπωθητικά. Θεωρούνται ασφαλή εντομοκτόνα νέας γενιάς. Μεταβολίζονται γρήγορα από τα θηλαστικά και τα οικοσυστήματα, είναι φιλικά στο περιβάλλον γιατί αποικοδομούνται γρήγορα με φωτόλυση και μικροβιακή διάσπαση.

Όταν μελετούμε φάρμακα (κλινικές μελέτες), ενδιαφερόμαστε για την δράση των φαρμάκων στον άνθρωπο. Όταν μελετούμε την περιβαλλοντική τοξικότητα, ενδιαφερόμαστε για τη δράση κάποιου χημικού σε εκατομύρια(107) είδη οργανισμών περίπου.

Οι δοκιμές γίνονται όχι σε κάθε είδος, αλλά αντιπροσωπευτικά σε ένα είδος από κάθε τροφικό επίπεδο. η σύγκριση της δομής μορίου με γνώστη δράση με τις φυσικοχημικές ιδιότητες νέας χημικής ένωσης αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο απεικόνισης και πρόβλεψης της περιβαλλοντικής δράσης ή αξιολόγησης κινδύνου.

Δοκιμές τοξικότητας σε ζώα και φυτά Οι δοκιμές τοξικότητας χρησιμοποιούν αντιπροσώπους σε κάθε τροφικό επίπεδο. Οι δοκιμές γίνονται σε οικοσύστημα καθαρού νερού, αλλά και σε οργανισμούς που ζουν σε στεριά και θάλασσα. Επιθυμείτε να δοθεί ένδειξη εκτεταμένης επίδρασης στις χημικές δοκιμές.

Τροφικό επίπεδο 1 στο τροφικό επίπεδο 1 χρησιμοποιούνται φύκη. στο τροφικό επίπεδο 1 χρησιμοποιούνται φύκη. είναι εύκολα στην καλλιέργεια και αναπτύσσονται γρήγορα . Οι δοκιμές βασίζονται στη παραγωγή βιομάζας, σε χρονικό διάστημα, με την παρουσία αυξανόμενης συγκέντρωσης του δοκιμαζόμενου χημικού. Καθορίζεται η συγκέντρωση του χημικού που προκαλεί ελάττωση της ανάπτυξης κατά 50% (ΕC50).

Τροφικό επίπεδο 1 Δοκιμές σε ανώτερα φυτά αξιολογείται η επίδραση του χημικού στην ανάπτυξη του φυτού και υπολογίζονται τα υπολείμματα που μένουν στο φυτό Τρεις παράμετροι υπολογίζονται: η συχνότητα της βλάστησης, η επιμήκυνση ριζών και βλαστών.

Τροφικό επίπεδο 2 Για τα οικοσυστήματα του γλυκού νερού χρησιμοποιείται η DAPHNIA και για θαλάσσια η ARTEMIA. Και τα δύο είδη καλλιεργούνται εύκολα στο εργαστήριο. η παράμετρος που μετριέται είναι η επίδραση πάνω στο δοκιμαζόμενο ζώο και όχι η ανάπτυξη.

Τροφικό επίπεδο 3και 4 Οργανισμοί από το τροφικό επίπεδο 3 εχουν παρόμοιε φυσιολογία με το επίπεδο 4 .Εδώ χρησιμοποιούμε τα ψάρια και κυρίως το Salmo gairdneri, που είναι ευαίσθητο ως προς την καθαρότητα του νερού και τη μεγάλη περιεκτικότητα σε οξυγόνο, ή το Lepomis macrochirus. Τα ψάρια είτε εκτίθονται στο χημικό που έχει προστεθεί στο νερό τους ή χορηγείται ατομικά με ένεση ή μέσα στη τροφή του σε διάφορες συγκεντρώσεις.

Υπολογίζουμε το LC50, δηλ. τη συγκέντρωση που προκαλεί θάνατο στο 50% του πληθυσμού. Η έκθεση στο χημικό διαρκεί 96h. Γίνεται καταμέτρηση του πληθυσμού κάθε 24h και υπολογίζουμε το LC50 από το σύνολο των μετρήσεων.

Τροφικό επίπεδο 5 Οι καταναλωτές βρίσκονται στη κορυφή της τροφικής αλυσίδας και κινδυνεύουν περισσότερο από τις επιδράσεις των ρυπαντών. Δεν χρησιμοποιουνται για πειράματα