Toksykologia środowiska 1400-227TS

Przedmiot Toksykologia środowiskowa obejmuje zagadnienia związane z występowaniem, właściwościami, przemianami i oddziaływaniem substancji toksycznych w środowisku. Kurs przedstawia kluczowe grupy zanieczyszczeń chemicznych – zarówno naturalnych, jak i antropogenicznych – oraz mechanizmy ich toksyczności wobec organizmów żywych, w tym człowieka. Studenci poznają podstawy monitoringu i oceny stanu środowiska (gleb, wód i powietrza), a także praktyczne metody wykrywania zanieczyszczeń i oceny ich skutków. Ważnym elementem są biotesty toksyczności, analiza danych środowiskowych oraz ćwiczenia laboratoryjne pozwalające zdobyć umiejętności praktyczne w zakresie oceny ryzyka środowiskowego. Przedmiot ma charakter interdyscyplinarny, łącząc aspekty biologiczne, chemiczne i środowiskowe.
WYKŁADY – BLOKI TEMATYCZNE
1. Zanieczyszczenia chemiczne środowiska – źródła, charakterystyka i transformacje. Blok obejmuje przegląd głównych grup substancji toksycznych występujących w środowisku, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i antropogenicznego. Omawiane są ich właściwości fizykochemiczne, reaktywność, przemiany środowiskowe, tendencja do bioakumulacji oraz drogi narażenia człowieka i organizmów żywych. Wprowadzone zostają zasady identyfikacji i monitoringu substancji toksycznych.
2. Pestycydy, dioksyny i WWA w ekosystemach – trwałość, transport i mechanizmy toksyczności. Moduł obejmuje toksykologię pestycydów (zwłaszcza chloroorganicznych), a także dioksyn i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Analizowane są ich źródła emisji, chemizm działania, wpływ na łańcuchy troficzne oraz znaczenie dla zdrowia publicznego. Omawiane są procesy degradacji, bioakumulacji i biomagnifikacji oraz konsekwencje długoterminowej ekspozycji.
3. Toksykologia naturalnych toksyn biologicznych – mykotoksyny i związki o działaniu neurotoksycznym. Blok obejmuje toksyny produkowane przez organizmy żywe, ze szczególnym uwzględnieniem mykotoksyn. Omawiane są warunki ich powstawania, czynniki środowiskowe sprzyjające toksykacji biomasy oraz skutki zdrowotne. W module ujęto także zagadnienia związane z działaniem nikotyny jako substancji psychoaktywnej – jej wpływ na neurofizjologię, mechanizmy uzależnienia i procesy detoksykacji.
4. Metale ciężkie i radionuklidy – cykle środowiskowe, toksyczność i zagrożenia zdrowotne. Moduł koncentruje się na rtęci oraz zanieczyszczeniach radioaktywnych. Omawiane są ich formy środowiskowe, cykle biogeochemiczne, toksyczność (ze szczególnym uwzględnieniem neurotoksyczności rtęci) oraz metody oceny ekspozycji. Blok obejmuje także analizę źródeł radionuklidów, ich zachowania w środowisku oraz technik dekontaminacji skażonych gleb i wód.
5. Monitoring i ocena jakości środowiska – woda, powietrze, biotesty
Ostatni blok wykładów obejmuje zasady monitoringu jakości wód i powietrza, interpretację wyników pomiarów oraz omówienie wskaźników stosowanych w ocenie stanu środowiska. Przedstawiane są procesy powstawania smogu i pyłów PM2.5/PM10 oraz ich wpływ na zdrowie. W module ujęto również przegląd biotestów toksyczności jako narzędzi oceny zagrożeń środowiskowych, ich zastosowania, czułość i ograniczenia.
ĆWICZENIA – BLOKI TEMATYCZNE
1. Analiza chemiczna i fizykochemiczna komponentów środowiska.
Moduł obejmuje praktyczne metody analizy gleb, w tym pomiary zasolenia, odczynu oraz zawartości metali ciężkich. Ćwiczenia wprowadzają w podstawy pracy laboratoryjnej związanej z oceną jakości komponentów środowiska.
2. Diagnostyka i interpretacja zanieczyszczeń powietrza. Blok dotyczy analizy jakości powietrza, źródeł emisji i składu smogu. Studenci poznają metody monitoringu i uczą się identyfikacji interesariuszy związanych z problemami jakości powietrza.
3. Ocena i monitoring jakości wód powierzchniowych. Zajęcia obejmują analizę parametrów fizykochemicznych wód oraz interpretację wskaźników jakości. Studenci uczą się oceniać przydatność wody do spożycia oraz interpretować dane z monitoringu.
4. Toksykologia wybranych związków środowiskowych – mykotoksyny, rtęć, pestycydy. Blok problemowy, w którym studenci analizują przypadki środowiskowe i pracują z danymi dotyczącymi mykotoksyn, związków rtęci oraz pestycydów chloroorganicznych. Wykorzystują narzędzia systemowe i scenariusze środowiskowe do modelowania procesów zanieczyszczania.
5. Analiza substancji toksycznych w materiale biologicznym – nikotyna.
Studenci przeprowadzają ekstrakcję związków organicznych z materiału roślinnego oraz oznaczają zawartość nikotyny metodami spektrometrycznymi, wykonując pełny cykl przygotowania próbki.
6. Skażenia radiologiczne – analiza przypadków. Ćwiczenia konwersatoryjne obejmują ocenę danych z sytuacji rzeczywistych, interpretację wyników pomiarów radioaktywności oraz zasady postępowania w przypadku skażeń środowiskowych.
7. Biotesty toksyczności – projekt, wykonanie i analiza. Studenci wykonują testy toksyczności ostrej i chronicznej na organizmach modelowych (skorupiaki), analizują dynamikę odpowiedzi biologicznych, interpretują dane oraz przygotowują raport laboratoryjny.
8. Chemometria i analiza danych w toksykologii. Blok obejmuje statystyczną obróbkę danych środowiskowych, metody interpretacji wyników testów toksyczności oraz podstawy analityki danych wykorzystywane w ocenie stanu środowiska.