r ---
fJT!l\ v/ljj»
EKOTOXIKOLOGIE, BIOINDIKACE A BIOMONITORING PETR ANDEL
EVERNIA 4
LIBEREC
2011
.
\
r---.
OBSAH PREDMLUVA
1
1. ÚVOD DO EKOTOXIKOLOGIE
5
1.1 Definice a vymezení oboru 1.2 Základní teoretická východiska 1.2.1 Systémový pi'ístup 1.2.2 Vztah expozice a účinku 1.2.3 Pravdepodobnostní charakter hodnocení 1.2.4 Evoluční pi'ístup 1.3 Hodnocení ekologických rizik (EcoRA) 1.4 Pi'ípadová studie - Netopýi'i
2. ZÁKLADY
METODIKY
7 10 10 18 20 21 23 25
rizika
EKOTOXIKOLOGIE
27
2.1 Metodiky hodnocení expozice 2.1.1 Hodnocení pohybu a pi'emen toxikantu v prosti'edí 2.1.2 Hodnocení hladin a rozšíi'enítoxikantu v prosti'edí 2.2 Metodiky hodnocení účinku 2.2.1 Protichudné požadavky na metodiky 2.2.2 Základní typy metodik hodnocení účinku 2.2.3 Další kritéria pro klasifikaci metodik 2.2.4 Matematické modely hodnocení účinku 2.3 Bioindikační metody 2.3.1 Definice 2.3.2 Obecné metodické schéma bioindikace
28 29 29 31 31 32 36 36 37 37 39 43
2.4 Pi'ípadová studie - Košetice
3. TOXIKANT 3.1 Základní charakteristika toxikantU 3.2 Hierarchické uspoi'ádánítoxikantU 3.3 Vlastnosti ovlivňující chovánítoxikantU 3.3.1 Pola rita látek 3.3.2 Formy výskytu kovu 3.4 Pi'ehled hlavních skupin toxikantu
3.5 Pi'ípadová studie - Toxafen a bavlna
47 48 49 51 51 54 5 57
4. BIOSYSTÉM
61
4.1 Obecné vlastnosti živých soustav 4.2 Hierarchické uspoi'ádání živých soustav 4.3 Vlastnosti organismu ovlivňující chování k toxikantUm 4.3.1 Taxonomické zai'azení 4.3.2 Ekologická nika 4.4 Vita lita biologického systému
63 64 69 69 72 72 74
4.5 Pi'ípadová studie - Odumírání lesních porostu
5. EXPOZICE
-
OBECNÁ
CHARAKTERISTIKA
79
5.1 Model pro popis expozice 5.1.1 Kompartment 5.1.2 Rozhraní 5.2 Bilance látkového toku 5.2.1 Definice veličin 5.2.2 Základní bilanční rovnice 5.2.3 Doplnení základní bilanční rovnice 5.2.4 Dávka toxikantu 5.3 Prostorová specifikace látkové bilance 5.4 Časová specifikace expozice
80 81 82 85 85 86 87 88 89 91 92
5.5 Pi'ípadová studie - Geomon
6. EXPOZICE
-
OSUD
LÁTEK V PROSTREDí
97
6.1 Procesy pi'i pohybu a premenách toxikantU v prostredí 6.1.1 Difúze 6.1.2 Sorpce 6.1.3 Volatilizace 6.1.4 Fotolýza 6.1.5 Hydrolýza 6.1.6 Oxidace 6.1.7 Biokoncentrace 6.1.8 Biologická degradace 6.2 Osud látek v ekosystému
98 100 101 105 107 107 108 108 110 111 111 113 116 119 119 120 122 124
6.2.1 Vstup toxikantu do prostredí - emise 6.2.2 Pohyb toxikantu v ovzduší 6.2.3 Pohyb toxikantu vodou 6.3 Cesty expozice na úrovni organismu 6.3.1 Vyšší rostliny 6.3.2 Obratlovci 6.4 Akumulační bioindikátory 6.5 Prípadová studie - Bryomonitoring
7. ÚČINEK
-
OBECNÁ CHARAKTERISTIKA
7.1 Ekotoxikologický účinek 7.2 Projevy účinku 7.3 Závislost mezi dávkou a účinkem
129 13 13
132
1 j ~ j j 1 )
~ )
L 1
r
I 7.3.1 Zákon tolerance
133 134 137 143 145 145 147 148
7.3.2 Krivky dávka - odpoveď 7.3.3 Komentáre k zákonu tolerance 7.4 Časová specifikace účinku 7.5 Vyhodnocení účinku pro potreby legislativní regulace 7.5.1 Príprava odborných podkladu 7.5.2 Legislativní stanovení limitu 7.6 Prípadová studie - Potkan
8.
ÚČiNKY
NA ÚROVNI
151
ORGANISMU
8.1 Genotoxicita 8.2 Biochemické reakce 8.3 Fyziologické reakce 8.3.1 Energetický metabolismus 8.3.2 Udržování integrity a fízení organismu 8.3.3 Imunitní systém 8.3.4 Detoxikace organismu 8.3.5 Rust 8.3.6 Rozmnožování 8.3.7 Hormonální regulace 8.4 Anatomicko-morfologické reakce 8.5 Zmeny chování 8.6 Rekapitulace základních scénáru pusobenítoxikantu
na úrovni organismu
8.7 Prípadová studie - Ohrožení dravých ptáku pesticidy
9. ÚČiNKY
NA ÚROVNI
POPULACE
9.1 Populační dynamika 9.1.1 Bilanční rovnice populační dynamiky 9.1.2 Natalita 9.1.3 Mortalita 9.1.4 Emigrace a imigrace 9.2 Genotypová variabilita populace 9.3 Velikost a hustota populace 9.4 Rekapitulace základních scénáru pusobenítoxikantu
171
na úrovni populace
9.5 Pfípadová studie - Sýček obecný
10. ÚČINEK
NA ÚROVNI
SPOLEČENSTVA
152 154 156 156 158 158 160 160 161 162 164 165 166 167
A EKOSYSTÉMU
10.1 Vliv na strukturu 10.1.1 Druhové složení společenstva a biodiverzita 10.1.2 Bioindikační druhy 10.1.3 Kvantitativní parametry společenstva používané k bioindikaci 10.2 Vliv na tok energie 10.2.1 Obecné zákonitosti vlivu toxikantu na tok energie 10.2.2 Vazby na bioindikační metody 10.2.3 Zvýšená dotace UV zárení 10.3 Vliv na kolobeh hmoty 10.4 Vliv na fízení
173 173 174 176 178 179 180 184 184
187 189 189 190 193 194 194 196 197 198 201
10.5 Vliv na vývoj
205 208 208
10.6 Rekapitulacescénáru pusobenítoxikantUna úrovnispolečenstva a ekosystému 10.7 Pi'ípadovástudie - Bioindikaceimisnízáteže pomocílišejníku
11. BIOINDIKACE V SUCHOZEMSKÉM
EKOSYSTÉMU
11.1 Obecná charakteristika suchozemského ekosystému ve vazbe na bioindikaci 11.2 Puda 11.2.1 Hodnocení expozice 11.2.2 Hodnocení účinku 11.3 Les 11.3.1 Hodnocení zdravotního stavu porostU 11.3.2 Monitoring lesních porostu 11.4 Pi'ehled vybraných bioindikačních metod
12. BIOINDIKACE VE VODNíM PROSTREDí 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6
Obecná charakteristika vodního prosti'edí ve vztahu k bioindikaci Kyslíkovýrežim vod Hodnocení saprobity Monitoring podie Rámcové smernice o vodách Biologické systémy včasného varování Pi'ehled vybraných bioindikačních metod
13. ZÁVER
215 216 217 217 218 219 219 223 224
229 230 232 233 234 236 237
243
Sezna m zkratek Výsledky k vybraným otázkám a cvičením
245 247
Lite ratu ra
Rejstfík Seznam príkladu
25 264
261
