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Umwelttoxikologie

Umwelttoxikologie , Studienbereich in den Umweltwissenschaften, der sich mit der Bewertung toxischer Substanzen in der Umwelt befasstUmwelt . Obwohl es auf Toxikologie basiert , stützt sich die Umwelttoxikologie stark auf Prinzipien und Techniken aus anderen Bereichen, einschließlich Biochemie , Zellbiologie , Entwicklungsbiologie und Genetik . Zu seinen Hauptinteressen zählen die Bewertung toxischer Substanzen in der Umwelt , die Überwachung der Umwelt auf das Vorhandensein toxischer Substanzen, die Auswirkungen von Toxinen auf biotische und abiotische Bestandteile von Ökosystemen sowie der Stoffwechsel und das biologische und ökologische Schicksal von Toxinen.

Historische Entwicklung

Die Umwelttoxikologie ist ein relativ junges Gebiet, dessen Ursprung in der Mitte des 20. Jahrhunderts liegt. Die moderne Wissenschaft der Toxikologie hingegen wurde im frühen 19. Jahrhundert geboren, und in den späteren Jahrzehnten dieses Jahrhunderts hatten einige Wissenschaftler begonnen, die Auswirkungen toxischer Substanzen, die in die Umwelt freigesetzt worden waren, zu untersuchen. Das Bewusstsein für Umweltschadstoffe nahm jedoch erst mit der Veröffentlichung des amerikanischen Biologen deutlich zuRachel Carson ‚sSilent Spring im Jahr 1962. Trotz des starken Widerstands der chemischen Industrie , die der Ansicht war, dass Carsons Arbeit ihre Produkte zu Unrecht angreift, hob Carson die Umweltnebenwirkungen des Einsatzes von Pestiziden wie DDT hervor . Das Buch schlug vor, dass Schadstoffe, die in einem Gebiet verwendet werden, benachbarte Gebiete schnell beeinträchtigen könnten und dass die Zerstörung eines bestimmten Teils der Nahrungskette das Gleichgewicht der Natur stört und zur Zerstörung eines Ökosystems führt. 1969 prägte der Wissenschaftler René Truhart den BegriffÖkotoxikologie zur Beschreibung der Untersuchung der toxischen Wirkungen von Schadstoffen auf die biologischen Bestandteile von Ökosystemen. Obwohl der Umfang enger gefasst ist, spielte die Ökotoxikologie eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Umwelttoxikologie.

In den 1970er Jahren konzentrierten sich Wissenschaftler, die sich mit Toxinen in der Umwelt befassten, zunehmend auf die Auswirkungen von Wirkstoffen der biologischen Kriegsführung (z. B. Agent Orange ), auf die industrielle Verschmutzung und auf die Einleitung aus Minen. Im nächsten Jahrzehnt wurde die Relevanz der Umwelttoxikologie für die moderne Gesellschaft mit dem erkanntBhopal-Katastrophe , bei der 45 Tonnen giftiges Methylisocyanatgas aus einer Insektizidanlage entweichen , und dieTschernobyl-Unfall , bei dem nach der Explosion eines Kernreaktors große Mengen radioaktiven Materials in die Atmosphäre freigesetzt wurden . Bei der Katastrophe von Bhopal kamen zwischen 15.000 und 20.000 Menschen ums Leben, und viele Tausende leiden unter akuten und chronischen Erkrankungen. Der Unfall von Tschernobyl war letztendlich für geschätzte mehrere tausend Todesfälle durch Strahlenkrankheit und Krebs sowie für die Kontamination von Millionen Morgen Land in Weißrussland , Russland und der Ukraine verantwortlich . Im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert erweiterte sich das Gebiet der Umwelttoxikologie. Zu den Hauptproblemen gehörten Ölverschmutzungen, das Einbringen von medizinischen und nuklearen Abfällen, Luft- und Wasserverschmutzung und die Auswirkungen von Substanzen wie synthetischen Hormonen , die regelmäßig in Umweltreservoirs freigesetzt werden.

Bewertung und Überwachung von giftige Substanzen

Toxine wirken sich auf vielfältige Weise auf die Umwelt und Organismen aus, von geringen negativen Auswirkungen auf bestimmte abiotische Faktoren oder resistente Organismen bis hin zum Töten von Tieren und der Zerstörung wichtiger Bestandteile von Ökosystemen. Das Ausmaß der Schädigung hängt von der Art und Struktur der toxischen Substanz ab; das Alter, die Größe und die Art des Organismus; und die Temperatur sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Umwelt (ob terrestrisch oder aquatisch). Das Wissen darüber, wie diese Faktoren zusammenwirken, ist entscheidend, um zu verstehen, wie die Exposition am besten verhindert oder verringert oder ein Toxin aus der Umwelt entfernt werden kann (Umweltsanierung).

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Die Bewertung der Toxizität auf der Ebene des gesamten Organismus, der Zelle und des Gens ist eine Möglichkeit, mit der Forscher bestimmen können, wie viel Toxin ein Organismus ausgesetzt sein kann, bevor Nebenwirkungen auftreten. Für die Toxizitätsbewertung werden verschiedene Tests verwendet. einschließlich akuter und subakuter Toxizitätstests, Sedimenttoxizitätstests und Genotoxizitätstests. Die Bestimmung sicherer Expositionsniveaus bei Tieren spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Vorschriften, die vorschreiben, wie mit giftigen Substanzen umgegangen und entsorgt werden soll. Es gibt auch Methoden, mit denen Wissenschaftler die Menge einer bestimmten toxischen Substanz in der Umwelt abschätzen können.

Die Ermittlung von Möglichkeiten zur Überwachung auf Chemikalien in der Umwelt ist ein wichtiger Aspekt der Umwelttoxikologie. Die Überwachung basiert typischerweise auf dem Nachweis empfindlicher biochemischer Marker (z. B. Proteine ), deren Spiegel sich in Gegenwart eines bestimmten Toxins ändern, oder auf Änderungen einzelner „Indikator“ -Spezies, deren Wohlbefinden als Maß dient der Umweltbedingungen und der Gesundheit anderer Arten.