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Negli studi sullo stato di natura viene utilizzato il monitoraggio (lat. tenere sotto controllo- "avvertimento") - monitoraggio multiuso a lungo termine dello stato e delle modifiche dell'oggetto in studio. Il monitoraggio è essenziale per rilevare la contaminazione ambiente, stabilendo cambiamenti nella diversità delle specie nelle biogeocenosi per rilevare e salvare specie biologiche rare e in via di estinzione sul nostro pianeta. Durante il monitoraggio, insieme ai metodi biologici, vengono utilizzati quelli fisici, chimici, geografici, spaziali (ad esempio, sondare con satelliti artificiali, astronavi).
Condurre molti studi biologici richiede abilità speciali, nonché attenzione, pazienza e accuratezza nel lavoro. Tuttavia, ci sono molte scoperte fatte in biologia da giovanissimi, studenti e persino scolari. Puoi anche condurre uno studio reale con l'osservazione e la sperimentazione e preparare un rapporto sui suoi risultati. simulazione biologica di ricerca
Ogni ricercatore deve tenere un diario delle osservazioni (chiamato anche diario di campo). Secondo una tradizione secolare, è consuetudine fare tutti i record con una semplice matita, poiché tali record non andranno persi anche se il diario si bagna sotto la pioggia, cade nella neve, si immerge nella formalina o rimane a lungo sotto il sole splendente. Nessun inchiostro può resistere a tali test.
Tutti i dati raccolti devono essere trattati correttamente. Per questo sono state create speciali formule matematiche che consentono di confermare l'affidabilità dei calcoli biometrici statistici. Di norma, l'affidabilità dei risultati si basa su un gran numero di fatti. Più misurazioni vengono effettuate, maggiore è l'affidabilità della loro media. I risultati sono sintetizzati e, per chiarezza, elaborati in tabelle, grafici e diagrammi.
Sulle forme di modellizzazione dei concetti biologici
La costruzione dei modelli come uno dei lati della coppia dialettica degli opposti analisi-sintesi ha molti aspetti, alcuni dei quali emergono in primo piano.
Particolarmente significativo nella costruzione dei modelli è l'aspetto della riflessione, intesa nel senso della teoria della conoscenza.
Ogni modello memorizza la conoscenza nella forma corretta; allo stesso tempo, la memorizzazione delle conoscenze, di regola, è associata a una diminuzione della ridondanza. Pertanto, ogni modello ha anche una funzione di linguaggio. Il contenuto della conoscenza è il lato semantico; le modalità con cui la conoscenza viene immessa nel modello, in esso codificata, sono il lato sintattico. L'ultima componente linguistica è di grande importanza nell'attivazione del modello ogni volta che viene invocato.
Ma allo stesso tempo, il modello nella sua funzione di struttura di immagazzinamento della conoscenza è un collegamento tra conoscenza teorica ed empirica. La frase "non c'è niente di più semplice di una buona teoria" dovrebbe essere presa alla lettera. Una teoria formalizzata consente di descrivere un gran numero di fatti particolari con l'aiuto del maggior numero di risultati principali. Di conseguenza, lo scopo principale della teoria è quello di ridurre la ridondanza causata dall'abbondanza di fatti particolari e la conoscenza più approfondita delle connessioni regolari ad essa associate.
Ogni modello si basa su una teoria più o meno sviluppata dell'oggetto visualizzato; questa teoria si inserisce nel quadro sintatticamente stabilito, nel concetto di sistema, che è alla base della costruzione specifica del modello.
Il concetto di sistema fissa il quadro generale del modello, in altre parole determina la struttura della memoria del modello. La forma specifica del modello, in cui può fungere da sostituto di un solo oggetto specifico, si ottiene dal fatto che i dati sperimentali, cioè empirici, sono forniti secondo questo schema, cioè per il parametri del modello, i suoi gradi di libertà, passo dopo passo, tutti valori più affidabili. In questo senso, ogni modello sviluppato esprime un compromesso tra teoria e pratica, tra Conoscenza teoretica e dati empirici.
Il nucleo principale del sistema di sviluppo dell'istruzione è l'approccio dell'attività. Pertanto, il contenuto dell'istruzione è dato sotto forma di metodi di azione dei bambini, il che significa che il risultato di tale educazione sarà una serie di abilità che i bambini padroneggeranno nel corso dell'istruzione. Ma che tipo di abilità umane si trovano nei modi di lavorare con gli oggetti biologici? Quale di queste abilità è appropriata per creare un oggetto corso scolastico insegnare biologia? Cosa c'è di così speciale nella biologia che lo studio della chimica, della fisica e della storia non può dare ai bambini? Quindi sono tipo futuro insegnante biologia, deve trovare qualcosa di unico che mostri ciò che la mia materia può dare alla coscienza emergente dello studente.
per la biologia parola chiaveè la parola "sviluppo". I filosofi della biologia prestano sempre più attenzione al fatto che dai tempi di Charles Darwin, la biologia si è sempre più formata come scienza dell'emergere e dello sviluppo del mondo organico. L'attenzione predominante all'aspetto dello sviluppo distingue ancora la biologia dalla fisica e dalla chimica, non importa quanto aumenti la sua dipendenza da queste scienze.
L'assimilazione del concetto di sviluppo presuppone la padronanza di un modo speciale di considerare il vivente, un'azione potenziale con esso. Padroneggiare il concetto di sviluppo aiuta una persona a sviluppare la capacità di valutare attentamente e attentamente gli eventi, la capacità di vedere questi eventi in connessione con gli altri e non in isolamento; la capacità di prevedere diversi possibili scenari per lo sviluppo di eventi, le conseguenze dell'interferenza nella dinamica di oggetti di sistema complessi; la capacità di ricostruire il corso di un processo già compiuto.
La modellazione è un metodo per creare ed esaminare modelli. Lo studio del modello consente di acquisire nuove conoscenze, nuove informazioni olistiche sull'oggetto.
Le caratteristiche essenziali del modello sono: visibilità, astrazione, elemento di fantasia e immaginazione scientifica, uso dell'analogia come metodo logico di costruzione, elemento di ipoteticità. In altre parole, il modello è un'ipotesi espressa in forma visiva.
Il ruolo del monitoraggio biologico nel mantenimento della salute dei lavoratori
Con l'aiuto dei metodi di igiene industriale nella produzione, il contenuto di varie sostanze chimiche nell'aria viene misurato e controllato. Allo stesso tempo, altri possibili percorsi restano nascosti e, di conseguenza, sfuggono al controllo. effetti dannosi sul corpo dei lavoratori, a causa, ad esempio, dell'assorbimento dalla pelle o della penetrazione attraverso le vie respiratorie, nonché del potenziale rischio al di fuori del lavoro. Il monitoraggio biologico aiuta a colmare queste lacune.
CONCETTI E DEFINIZIONI DI BASE
Il termine "monitoraggio biologico" è stato proposto per la prima volta nel 1980 in un seminario organizzato dalla Comunità Economica Europea (CEE) in collaborazione con il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) e l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) (Berlino) , Yodaiken, Henman, 1984) in Lussemburgo.
Questo termine è inteso come "misurazione e valutazione del contenuto di agenti chimici o dei loro metaboliti nei tessuti, nelle secrezioni, nelle secrezioni, nonché nell'aria alveolare al fine di determinare l'entità dell'esposizione e il rischio per la salute rispetto agli standard pertinenti". Il monitoraggio è un'azione basata su procedure diagnostiche, ripetute ad intervalli determinati, con funzioni preventive e, se necessario, correttive.
Il monitoraggio biologico è una delle tre misure più importanti necessarie per la prevenzione delle malattie causate da fattori tossici o inquinamento ambientale. Gli stessi obiettivi sono perseguiti dal monitoraggio ambientale e dal monitoraggio regolare (periodico) della salute dei lavoratori.La sequenza di eventi che portano allo sviluppo di malattie di questo tipo può essere schematicamente rappresentata come segue:fonte - fattore chimico influenzante (agente) - dose interna ricevuta - effetto biochimico o cellulare - effetto negativo sull'organismo - malattia .
La determinazione della quantità di sostanze tossiche (es. prodotti chimici industriali) nell'aria, nell'acqua, negli alimenti o sulle superfici a contatto con la pelle viene effettuata mediante monitoraggio ambientale.
Come risultato dei processi di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione certa parte La dose interna di un agente tossico (cioè la quantità di una sostanza assorbita o metabolizzata nell'organismo in un determinato periodo di tempo) finisce nei fluidi corporei, dove può essere determinata. Sotto l'azione di una dose interna su un organo critico (sul quale l'effetto avverso è influenzato prima di tutto o più fortemente), si verificano determinati effetti biochimici e cellulari.
MONITORAGGIO DELLA SALUTE DEI LAVORATORI
Il termine "sorveglianza sanitaria" è stato definito nel suddetto seminario EEC/NIOSH/OSHA nel 1980 come "esame medico-fisiologico periodico dei lavoratori esposti allo scopo di proteggere la salute e prevenire le malattie".Il monitoraggio biologico e il monitoraggio della salute comporta la determinazione del contenuto di agenti chimici o dei loro metaboliti nell'organismo valutandone gli effetti biochimici e cellulari, nonché l'identificazione dei sintomi di danno a un organo critico. Inoltre, vengono utilizzati per determinare l'entità della malattia.
OBIETTIVI DEL MONITORAGGIO BIOLOGICO
Il monitoraggio biologico può essere suddiviso in monitoraggio dell'esposizione e monitoraggio degli effetti, utilizzando rispettivamente indicatori interni di dose ed effetto.
Scopo del monitoraggio dell'esposizione biologica - valutazione del rischio per la salute determinando la dose interna, che a sua volta riflette il carico biologicamente attivo fattori chimici sul corpo. La dose di contaminazione non deve raggiungere un livello in cui possono verificarsi effetti patologici. L'effetto è considerato patologico o dannoso se l'attività funzionale dell'organismo diminuisce, la capacità di adattamento allo stress diminuisce, la capacità di mantenere l'omeostasi o aumenta la suscettibilità ad altre influenze ambientali.
A seconda del parametro chimico o biologico oggetto di analisi, il termine "dose intrinseca" può essere interpretato in modi diversi.
In primo luogo, può indicare la quantità di sostanza chimica assorbita in un breve periodo di tempo, ad esempio durante un turno di lavoro. Le concentrazioni di contaminanti nell'aria alveolare possono essere determinate direttamente durante il turno di lavoro o il giorno successivo (i campioni di sangue e di aria alveolare possono essere conservati fino a 16 ore). Secondo, se Sostanza chimica ha una lunga emivita biologica (ad esempio metalli nel sistema circolatorio), quindi il valore della dose interna può riflettere la quantità della sostanza che è entrata nell'organismo nel corso di diversi mesi. In terzo luogo, il termine "dose intrinseca" può anche indicare la quantità di una sostanza accumulata nell'organismo. In questo caso, la dose interna riflette la distribuzione della sostanza negli organi e nei tessuti, dai quali viene poi escreta lentamente. Ad esempio, per ottenere un quadro affidabile del contenuto di DDT nel corpo, è sufficiente misurarne il contenuto nel sangue.
Infine, l'entità della dose interna funge da indicatore della quantità di una sostanza chimica nel suo sito di azione. Una delle applicazioni più importanti e promettenti di questo indicatore è la determinazione di composti formati da sostanze tossiche con proteine dell'emoglobina o con DNA. Il monitoraggio biologico dell'effetto ha lo scopo di identificare i sintomi dei primi cambiamenti reversibili che si verificano in un organo critico. In questo senso, l'importanza del monitoraggio degli effetti biologici per il monitoraggio della salute dei lavoratori non può essere sopravvalutata.
METODI DI MONITORAGGIO BIOLOGICO
Il monitoraggio dell'esposizione biologica si basa sulla determinazione degli indicatori di dose interna misurando:
Considera i fattori che influenzano la concentrazione di sostanze chimiche e dei loro metaboliti nel sangue e nelle urine.
Un importante indicatore dell'esposizione ambientale è la concentrazione di sostanze chimiche nell'aria alveolare. La solubilità e il metabolismo della sostanza inalata, lo stato degli scambi gassosi alveolari, la gittata cardiaca e la durata dell'esposizione sembrano essere i fattori più significativi che determinano l'assunzione di una sostanza chimica nell'organismo.
Quando si esaminano persone esposte a sostanze potenzialmente cancerogene, è molto conveniente utilizzare la definizione di complessi di una sostanza con DNA ed emoglobina. (Tuttavia, va notato che non tutte le sostanze chimiche che possono legarsi alle macromolecole in corpo umano, sono genotossici, cioè potenzialmente cancerogeni).
La formazione di complessi è solo una fase del complesso processo di cancerogenesi. Altri eventi che si verificano all'interno della cellula (come la riparazione del DNA) influiscono indubbiamente sul rischio di sviluppo malattie oncologiche. Pertanto, al momento, il contenuto di questi complessi dovrebbe essere misurato solo allo scopo di monitorare l'impatto delle sostanze chimiche.
Il monitoraggio biologico dell'effetto viene effettuato determinando gli indicatori dell'effetto, con i quali è possibile rilevare cambiamenti precoci e ancora reversibili. Questo approccio consente di quantificare il contenuto della sostanza chimica nei luoghi del suo impatto e contribuisce alla determinazione dei cambiamenti funzionali nell'organo critico nelle fasi iniziali.
Sfortunatamente, possiamo considerare solo alcuni esempi di questo approccio, vale a dire:
VANTAGGI E SVANTAGGI DEL MONITORAGGIO BIOLOGICO
Il monitoraggio biologico consente, in modo più accurato rispetto al monitoraggio ambientale, di determinare il potenziale pericolo per la salute delle sostanze che mostrano la loro tossicità dopo essere entrate nel corpo umano. I parametri biologici che riflettono l'entità della dose interna forniscono molte più informazioni sul processo di esposizione rispetto a qualsiasi misurazione ambientale.
Il monitoraggio biologico presenta numerosi vantaggi rispetto al monitoraggio ambientale ed è particolarmente efficace nel valutare:
Insieme a questi vantaggi, il monitoraggio biologico ha attualmente una serie di fattori limitanti, i più importanti dei quali sono presentati di seguito.
Fattore 1 L'elenco delle sostanze chimiche che possono essere studiate mediante il monitoraggio biologico è attualmente molto limitato.
Fattore 2 In caso di esposizione acuta, il monitoraggio biologico può fornire solo informazioni su sostanze rapidamente metabolizzate, come i solventi aromatici.
Fattore 3
La significatività degli indicatori biologici non è del tutto definita; ad esempio, non è sempre chiaro in cosa rifletta il livello di una particolare sostanza materiale biologico- esposizione in corso o accumulata (ad es. cadmio e mercurio nelle urine).
Fattore 4.
In generale, gli indicatori biologici della dose interna, che consentono di valutare il livello di esposizione, non forniscono dati sull'effettivo contenuto della sostanza influenzante nell'organo critico.
Fattore 5. Spesso non ci sono dati sull'effetto sul metabolismo della sostanza in esame di un altro composto esogeno che colpisce l'organismo contemporaneamente al primo.
Non esistono dati completi sulla relazione tra il grado di esposizione ambientale e il livello degli indicatori biologici, da un lato, e il livello degli indicatori biologici e dei potenziali effetti nocivi, dall'altro. Il numero di indicatori biologici per i quali sono stati determinati gli indici di impatto biologico (BII) è limitato. Quando si rendono disponibili nuove informazioni, è necessario verificare se una sostanza precedentemente identificata come non pericolosa possa causare un effetto negativo. Il TWS di solito si riferisce alla concentrazione di un contaminante che è più probabile che venga rilevato in un campione prelevato da un lavoratore sano esposto a una sostanza chimica pari a un limite di soglia medio ponderato nel tempo (TLV).
Informazioni che stimolino lo sviluppo di metodi e criteri per la selezione dei test biologici L'attuazione dei programmi di monitoraggio biologico richiede:
In questo contesto, un test è ottimale se fornisce un'elevata fiducia nei risultati. La qualità (ottimalità) del test è costituita da due indicatori: sensibilità e specificità. Un test ad alta sensibilità fornisce un basso numero di falsi negativi e un test ad alta specificità fornisce un piccolo numero di falsi positivi.
RAPPORTI TRA ESPOSIZIONE, DOSE INTERNA ED EFFETTO
Lo studio della concentrazione di inquinanti nelle imprese e la determinazione simultanea di indicatori di dose ed effetto nelle persone interessate dalla loro esposizione, ha permesso di stabilire la relazione tra esposizione sostanze pericolose e la loro concentrazione nei mezzi biologici, nonché tra gli effetti dell'esposizione tardiva e precoce. Se il programma di monitoraggio biologico si basa sulla valutazione dell'effetto, è necessaria la conoscenza del rapporto tra la dose della sostanza e l'effetto da essa prodotto. Determinare l'entità di questa relazione "dose- effect" si basa sull'analisi combinata dell'indicatore della dose e dell'indicatore dell'effetto, lo studio della variazione dell'indicatore dell'effetto in risposta a una variazione dell'indicatore della dose.
Gli studi dose-effetto hanno consentito di determinare la concentrazione di una sostanza tossica alla quale l'indicatore di effetto supera la quantità di esposizione considerata innocua. Inoltre, allo stesso modo, puoi impostare il livello di esposizione al quale l'effetto non si verifica. Perché all'interno dello stesso gruppo varie persone rispondere in modo diverso all'esposizione, è necessario determinare le relazioni dose-risposta o come il gruppo risponde all'esposizione. Per fare ciò, confronta le manifestazioni esterne dell'effetto con la dose interna. Il termine risposta indica la percentuale di persone in un gruppo che mostra una variazione quantitativa specifica in un indicatore di effetto a una data dose.
APPLICAZIONI PRATICHE DEL MONITORAGGIO BIOLOGICO
Per attuare in pratica un programma di monitoraggio biologico, è necessario tenere conto di:
Quello che segue è un quadro dell'evoluzione di alcuni degli indicatori biologici di dose ed effetto utilizzati dal monitoraggio dell'esposizione biologica professionale per valutare le sostanze chimiche più comunemente utilizzate nel settore. Per gli indicatori di esposizione di ciascuna sostanza, vengono identificati i loro vantaggi e limiti, nonché il significato dell'intervallo di tempo tra esposizione e campionamento, nonché i fattori collaterali. Tutto ciò è essenziale per valutare i criteri per la scelta di un test biologico.
TEMPO DI CAMPIONAMENTO
Quando si sceglie la tempistica del campionamento, è necessario prendere in considerazione caratteristiche cinetiche chimico; è particolarmente importante sapere come questa sostanza viene assorbita nei polmoni, tratto gastrointestinale, dalla superficie della pelle, alla distribuzione ai vari organi, alle modalità di biotrasformazione e, infine, all'escrezione. È anche importante sapere se questa sostanza è in grado di accumularsi nel corpo.Inoltre, il tempo di campionamento è di grande importanza perché la velocità dei processi metabolici in cui è coinvolta la sostanza chimica dipende dal livello di esposizione. Sulla base di ciò, viene calcolata anche la velocità della sua rimozione.
FATTORI COLLATERALI CHE INFLUENZANO GLI INDICATORI BIOLOGICI
Per uso corretto indicatori biologici, è necessario conoscere i fattori che non dipendono dal livello di esposizione, ma influenzano comunque il livello degli indicatori. Di seguito sono riportati i più importanti. I risultati possono essere influenzati caratteristiche fisiologiche, dieta, sesso, età del lavoratore. Ad esempio, negli esseri umani, mangiare pesce e gamberi aumenta la concentrazione di arsenico nelle urine e di mercurio nel sangue. Nelle donne con livelli ematici di arsenico paragonabili agli uomini, la concentrazione di protoporfirina eritrocitaria è molto più alta che in quest'ultimo. I livelli di cadmio urinario aumentano con l'età.
Il fumo e il consumo di alcol possono alterare significativamente il livello degli indicatori biologici. Quando si fuma, le sostanze contenute nelle foglie di tabacco (cadmio) entrano nel corpo umano, così come gli inquinanti dell'ambiente di lavoro depositati sulle sigarette (piombo) e i prodotti della combustione (monossido di carbonio). Il consumo di alcol può anche influenzare il livello degli indicatori biologici. Ad esempio, le bevande alcoliche contengono piombo. Non a caso, le persone che consumano un gran numero di alcol, i livelli di piombo nel sangue sono molto più alti di quelli degli altri. Quando l'alcol viene consumato nel corpo, i processi di biotrasformazione ed escrezione di sostanze chimiche industriali vengono interrotti; a piccole dosi, l'alcol può inibire il metabolismo di molti solventi (tricloroetilene, xilene, stirene, toluene), competendo con loro per gli enzimi. 
Al contrario, il consumo regolare di alcol può aumentare il metabolismo del solvente, presumibilmente inducendo il sistema di ossidazione microsomiale. Poiché l'etanolo può influenzare in modo significativo il metabolismo, è auspicabile determinare gli indicatori di esposizione al solvente nei giorni in cui l'alcol non è stato consumato. Recentemente si è saputo che farmaci può anche influenzare il livello degli indicatori biologici. Nuove prove suggeriscono che l'aspirina può interferire con la conversione biologica dello xilene in acido metilippurico e che il fenil salicilato, un antidolorifico comunemente usato, può aumentare significativamente i livelli di fenolo urinario. Con l'uso di antiacidi contenenti alluminio, il livello di alluminio nel plasma sanguigno e nelle urine aumenta. Tra i diversi gruppi etnici sono state riscontrate marcate differenze nel metabolismo dei solventi più comunemente usati (toluene, xilene, tricloroetilene, tetracloroetilene, metilcloroformio). Il livello degli indicatori biologici può cambiare in varie condizioni patologiche del corpo. A causa dell'azione specifica di agenti tossici o per qualche altro motivo, l'organo critico a volte si comporta in modo anomalo durante l'analisi. Un esempio di una situazione del primo tipo è il livello di cadmio nelle urine: nelle tubulopatie l'escrezione di cadmio nelle urine aumenta notevolmente e il livello ottenuto nell'analisi non riflette il grado di esposizione. Un esempio di una situazione del secondo tipo è un aumento del livello di protoporfirina eritrocitaria nelle persone con carenza di ferro e che non mostra un assorbimento anomalo del piombo.
Anche i cambiamenti fisiologici nei parametri dei mezzi biologici del corpo (ad esempio l'urina), in cui viene effettuata la determinazione degli indicatori biologici, influiscono sui risultati dello studio. Ad esempio, il livello dell'indicatore nelle urine durante il giorno può essere diverso a causa di cambiamenti fisiologici nel peso specifico delle urine.
Per ovviare a questo problema, non è consigliabile utilizzare urine troppo diluite o concentrate (cioè troppo basse o troppo alte in peso specifico o contenuto di creatinina) per l'analisi. È auspicabile testare l'urina con un peso specifico superiore a 1,01 e inferiore a 1,03 o con una concentrazione di creatinina superiore a 3,0 g/le inferiore a 0,5 g/l. Alcuni autori suggeriscono, quando si analizza il livello degli indicatori, di tenerne conto peso specifico o creatinina urinaria.
Alterazioni patologiche in ambienti interni gli organismi possono anche essere significativamente influenzati dal contenuto degli indicatori biologici. Ad esempio, nelle persone con anemia che sono state esposte a metalli (mercurio, cadmio, piombo, ecc.), i livelli ematici del metallo possono essere molto più bassi di quanto previsto da tale esposizione; che è spiegato dal piccolo numero di eritrociti che trasportano il metallo tossico nel sistema circolatorio.
Pertanto, quando si determinano sostanze tossiche o metaboliti associati agli eritrociti nel sangue intero, è opportuno determinare l'ematocrito, che indica la percentuale di eritrociti nel sangue intero.
IMPATTO COMPLESSO DELLE SOSTANZE TOSSICHE
In caso di esposizione simultanea a più sostanze tossiche, i disordini metabolici risultanti cambiano il comportamento degli indicatori biologici, che crea problemi seri quando si interpretano i risultati. Situazione simile osservati, ad esempio, sotto l'azione complessa di toluene e xilene, xilene ed etilbenzene, toluene e benzene, esano e metiletilchetone, tetracloroetilene e tricloroetilene.In particolare, quando viene soppressa la biotrasformazione dei solventi, diminuisce l'escrezione dei loro metaboliti nelle urine (il rischio può essere sottovalutato), mentre aumenta il livello dei solventi stessi nel sangue e nell'aria espirata (il rischio può essere sovrastimato) .
Pertanto, se è possibile misurare sia il livello delle sostanze chimiche che dei loro metaboliti, è opportuno verificare se il livello dei metaboliti nelle urine è inferiore al previsto e la concentrazione delle sostanze chimiche nel sangue e/o nell'aria espirata è superiore al previsto. Sono stati descritti disturbi metabolici con esposizione a sostanze chimiche vicine o inferiori al MAC. Tuttavia, se la concentrazione di ciascuna sostanza è inferiore all'MPC, tali disturbi, di norma, non si verificano se esposti ad essi.
UTILIZZO PRATICO DEGLI INDICATORI BIOLOGICI
Gli indicatori biologici possono essere utilizzati nella sanità pubblica per vari scopi, in particolare per (1) l'esame periodico della salute dei singoli lavoratori; (2) analisi dell'impatto sui gruppi di lavoratori e (3) valutazioni epidemiologiche. I test utilizzati dovrebbero essere particolarmente accurati, altamente sensibili e specifici al fine di ridurre al minimo la possibilità di conclusioni errate.
VALORI STANDARD E GRUPPI STANDARD
Il valore standard è livello medio indicatore biologico nella maggior parte della popolazione non esposta ad agenti tossici sul lavoro durante il periodo di indagine. Questi valori vengono utilizzati per il confronto con i dati ottenuti dal monitoraggio biologico della popolazione sospettata di essere esposta. Il valore di riferimento non va confuso con il valore soglia, che di solito si riferisce ai limiti di esposizione professionale e ambientale.
Quando si confrontano i dati delle analisi su diversi gruppi di popolazione, è necessario conoscere la distribuzione dei valori nei gruppi standard e di studio. Solo allora è possibile effettuare un confronto statistico. In questo caso è importante cercare di uguagliare la popolazione principale (gruppo standard) con quella esposta in termini di caratteristiche quali sesso, età, stile di vita, abitudini alimentari. Per ottenere valori standard affidabili, è necessario assicurarsi che gli individui che compongono la popolazione standard non siano mai stati esposti a sostanze tossiche.
Quando si valuta l'esposizione a sostanze tossiche, è necessario assicurarsi che il gruppo standard non includa persone che, pur non essendo esposte ad effetti nocivi, lavorano nello stesso luogo di coloro che hanno avuto contatto con inquinanti. Questo è importante in quanto i primi sono stati effettivamente influenzati indirettamente e pertanto l'entità dell'esposizione del gruppo agli inquinanti può essere sottovalutata. Un altro errore comune da evitare è utilizzare valori pubblicati nella letteratura scientifica per il confronto senza tener conto del fatto che sono stati determinati per altri paesi e spesso in regioni con una situazione ambientale completamente diversa.
MONITORAGGIO PERIODICO DEI DIPENDENTI
Il monitoraggio periodico di ciascun dipendente è obbligatorio nei luoghi di lavoro in cui il livello di sostanze tossiche nell'atmosfera si avvicina alla soglia. In questo caso, è auspicabile studiare simultaneamente sia gli indicatori di livello che gli indicatori di effetto. I dati ottenuti devono essere confrontati con i valori standard e soglia determinati per le sostanze studiate.
ANALISI GRUPPI DI LAVORO
L'analisi dei gruppi di lavoratori è obbligatoria quando i risultati ottenuti utilizzando indicatori biologici sono notevolmente distorti da fattori che non dipendono dall'esposizione (dieta, urina concentrata o diluita, ecc.), e anche per i quali un'ampia diffusione dei valori "normali" è indicativo. Per ottenere dati affidabili, i gruppi di studio dovrebbero comprendere un numero elevato di lavoratori ed essere abbastanza omogenei in termini di esposizione, genere e persino ubicazione sul posto di lavoro. Se il livello di esposizione non cambia per molto tempo, i risultati ottenuti saranno più affidabili. Nelle imprese in cui i lavoratori cambiano spesso sede o attività, la quantità di inquinamento sarà ridotta. Per una corretta valutazione negli studi di gruppo, non è sufficiente ottenere dati solo sotto forma di valori e della loro diffusione. I risultati devono necessariamente comprendere gli intervalli di distribuzione dei valori degli indicatori biologici.
VALUTAZIONI EPIDEMIOLOGICHE
I dati ottenuti da studi su gruppi di lavoratori possono essere utilizzati anche in studi epidemiologici di profilo o di interpolazione. Vengono intrapresi studi di profilo per confrontare la situazione che si sviluppa in diversi laboratori dell'impianto o in diversi imprese industriali. A tale scopo vengono compilate mappe dei rischi per vari processi produttivi. Il problema con tali studi è che il controllo di qualità interlaboratorio non si è ancora diffuso, quindi non vi è alcuna garanzia che i risultati di studi di diversi laboratori siano comparabili tra loro.
Gli studi di interpolazione servono a valutare il pattern a diversi livelli di esposizione per un lungo periodo di tempo. Ad esempio, per verificare se le condizioni ambientali sono migliorate, per stabilire la relazione tra i cambiamenti degli indicatori biologici e lo stato di salute dei soggetti osservati. I risultati di tali studi a lungo termine sono molto utili, poiché vengono apportate modifiche al monitoraggio. Oggi il monitoraggio biologico viene utilizzato principalmente per determinare la "sicurezza" dell'esposizione attuale, tuttavia non è idoneo a valutare la situazione in condizioni di esposizione a lungo termine. Un livello di esposizione attualmente considerato sicuro potrebbe non essere sicuro in futuro.
ASPETTI ETICI
Quando ci si avvicina al monitoraggio biologico come strumento per valutare la potenziale tossicità, devono essere prese in considerazione alcune considerazioni etiche. Uno dei compiti del monitoraggio è raccogliere informazioni per decidere a quale livello di un particolare impatto possono verificarsi effetti indesiderati; in assenza di dati sufficienti possono verificarsi complicazioni indesiderate. È necessario valutare la possibilità di regolamentazione e uso legale di tali informazioni, meccanismi per l'uso ottimale degli indicatori biologici. In altre parole, è necessario educare i lavoratori, i dipendenti delle strutture pubbliche e amministrative al fine di comprendere correttamente gli obiettivi ei benefici del monitoraggio biologico.
Le persone che sono state testate dovrebbero essere consapevoli dei risultati. Il significato di tutti gli indicatori (usati o non utilizzati nell'esperimento) dovrebbe essere chiaro a tutti i partecipanti. Internazionale codice etico sulla prevenzione delle malattie professionali, pubblicato dalla Commissione internazionale per la prevenzione delle malattie professionali nel 1992, afferma che "la selezione dei test biologici e di altri studi dovrebbe tener conto della loro utilità per la protezione della salute dei lavoratori, della loro sensibilità, specificità e valore ." I test che sono "inaffidabili o non sufficientemente significativi" non dovrebbero essere utilizzati.
ISTRUZIONI DI REGOLAZIONE E APPLICAZIONE DEL MONITORAGGIO BIOLOGICO
Finora sono stati sviluppati metodi di monitoraggio biologico solo per un numero limitato di inquinanti. Ciò ne limita fortemente l'uso nella valutazione del grado di effetti nocivi. Organizzazione Mondiale(OMS), ad esempio, ha fornito dati solo per piombo, mercurio e cadmio. Inoltre, includono solo le concentrazioni urinarie e di metalli nel sangue e non viene mostrata la relazione tra questi valori e gli effetti avversi. La Conferenza americana degli igienisti industriali del governo (ACGIH) ha definito gli indici di esposizione biologica (BVI) per circa 26 composti. I TFI sono definiti come “valori determinanti che dimostrano il grado di esposizione combinata a prodotti chimici industriali” (ACGIH, 1995).
Vito Foa,
Lorenzo Alessio
Monitoraggio biologico(abbreviato biomonitoraggio ) è progettato per risolvere tre problemi principali.
1) Supporto informativo per la conservazione del biota: determinazione dello stato della componente biotica della biosfera (ai vari livelli di organizzazione dei biosistemi) e sua risposta all'impatto antropico. Considerando il ruolo più importante del biota nella formazione dell'ambiente (Sezione 3.1.1), è chiaro che il compito di preservare quest'ultimo è di primaria importanza pratica per l'umanità. Anche gli aspetti etici ed estetici di questo problema sono evidenti.
2) Valutazione dello stato dell'ambiente mediante parametri biotici. Un ruolo speciale è svolto dall'identificazione delle fasi iniziali dei cambiamenti ambientali avversi, a cui molti componenti del biota sono molto più sensibili dell'uomo.
3) Studio del contenuto di vari ingredienti nel biota si riferisce al monitoraggio biologico in modo piuttosto condizionale; Piuttosto, è uno dei compito comune determinazione del contenuto di inquinanti nei vari media.
Inoltre, esistono numerose forme private di monitoraggio biologico per il supporto informativo di specifiche aree di protezione ambientale.
Si può considerare uno speciale sottosistema di biomonitoraggio monitoraggio della popolazione specie biologiche specifiche. Sono in corso le osservazioni:
– dietro popolazioni che formano habitat, ovviamente necessarie per l'esistenza dell'intero ecosistema (ad esempio, popolazioni di specie arboree dominanti in ecosistemi forestali);
– per popolazioni indicatori che ben caratterizzano per il loro stato il grado di benessere di un particolare ecosistema e sono più sensibili all'impatto antropico (ad esempio crostacei planctonici Epishura baikalensis nel lago Baikal nella zona di impatto della cartiera e della cartiera);
– per popolazioni di grande valore economico (ad esempio specie ittiche pregiate).
Recentemente, il ruolo monitoraggio genetico (osservazione di possibili cambiamenti nel pool genetico di varie popolazioni).
Il monitoraggio della popolazione umana (come componente della biosfera) può anche, in una certa misura, essere considerato una delle forme di biomonitoraggio della popolazione. Il decreto del governo della Federazione Russa n. 426 del 1 giugno 2000 del 1 giugno 2000 ha approvato il regolamento monitoraggio socio-igienico - il sistema statale di osservazione, analisi, valutazione e previsione dello stato di salute della popolazione e dell'ambiente umano (ai livelli: federale, soggetti della federazione, comuni). Gli obiettivi dichiarati del monitoraggio sociale e igienico sono la costituzione di un fondo federale di informazione, lo studio delle relazioni causali tra lo stato di salute pubblica e le condizioni ambientali, nonché il coordinamento interdipartimentale delle attività di controllo della chiusura sanitaria ed epidemiologica.
Attualmente il sistema di monitoraggio biologico delle acque superficiali è il più sviluppato ( monitoraggio idrobiologico ) e foreste. Tuttavia, anche in queste aree, il biomonitoraggio è molto indietro rispetto al monitoraggio delle caratteristiche abiotiche dell'ambiente, sia in termini di supporto metodologico, metodologico e normativo, sia in termini di numero di osservazioni. Ad esempio: n osservazioni dell'inquinamento delle acque superficiali terrestri da parte di indicatori idrochimici 1166 corpi idrici sono coperti. Il campionamento viene effettuato in 1699 punti (2342 sezioni) secondo indicatori fisici e chimici con la determinazione simultanea di indicatori idrologici. Allo stesso tempo, n osservazioni dell'inquinamento delle acque superficiali dei terreni mediante indicatori idrobiologici prodotto solo in cinque regioni idrografiche, 81 corpo d'acqua(per 170 sezioni), e il programma di osservazione comprende da 2 a 6 indicatori. Rete integrata di monitoraggio dell'inquinamento ambiente naturale e le condizioni della vegetazione (SMZR) ha un totale di 30 posti, che si trovano sul territorio di 11 UGMS (autorità di vigilanza: Rosleskhoz, Goskomecologiya della Russia).
Nel lavoro sulla creazione dell'Unificato sistema statale monitoraggio ambientale (EGSEM), partecipa il Comitato di Stato per la pesca della Russia (creazione del Sistema statale unificato per il monitoraggio delle risorse biologiche acquatiche, l'osservazione e il controllo delle attività di russi e stranieri pescherecci utilizzando comunicazioni spaziali e specializzato Tecnologie informatiche). Il monitoraggio delle risorse biologiche acquatiche comprende:
– monitoraggio degli oggetti faunistici appartenenti agli oggetti della pesca;
– mantenimento del catasto settoriale pesce commerciale Federazione Russa;
– monitoraggio dello stato di inquinamento delle biorisorse dei bacini ittici della Federazione Russa e del loro habitat (al fine di studiare i fondamenti oceanologici della bioproduttività, prevedendo la produzione e la protezione degli idrobionti più pregiati);
– raccolta dati per il bollettino informativo "Situazione delle radiazioni nelle zone di pesca dell'Oceano Mondiale".
Attualmente, le attività nel campo del monitoraggio biologico (compreso il monitoraggio degli ecosistemi e il monitoraggio delle specie di flora e fauna rare e protette) sono attivamente svolte in diverse regioni. Ad esempio, nella regione di Tyumen nel 1998-2000, è stata implementata con successo la prima fase del programma "Creazione del sistema territoriale unificato di monitoraggio ambientale della regione di Tyumen". Sono state sviluppate tecniche per condurre il monitoraggio ecologico delle principali biogeocenosi, è stata organizzata una rete di aree sperimentali permanenti per la sua attuazione in zona meridionale le zone. A regione dell'Amur esiste un sottosistema per il monitoraggio della flora e della fauna in termini di specie rare e protette (MRZhM) nell'ambito di AMURSEM. È stato sviluppato, testato e approvato un programma sull'MRM per il periodo fino al 2005, ecc. Lo sviluppo del sistema di biomonitoraggio in Russia è classificato come uno dei compiti ambientali più urgenti (Rapporto statale del Comitato statale per l'ecologia, 2000) . Secondo il principio di orientamento dell'USSEM verso l'approccio ecosistemico, monitoraggio ambientale riassume i risultati del monitoraggio sia biologico che geofisico a livello di sistemi ecologici.
L'uomo è lo studente più capace della natura. Ma sono passati millenni prima che sentisse la sua forza e "prendesse" la natura. All'inizio, la ricerca del profitto divenne la cosa principale nel suo rapporto con la terra. Dedicò tutta la sua esperienza, potenza intellettuale e mezzi tecnici in rapido sviluppo allo sfruttamento di quelle risorse naturali che potevano portare il massimo reddito nel più breve tempo possibile. Non dando a se stesso la briga di pensare in particolare a quale meccanismo sottile e quanto bruscamente interferisca, una persona ha abbattuto enormi colpi intorno a sé, spazzato via irrevocabilmente molte specie di mammiferi, uccelli, piante dalla Terra, ma non può ancora ripristinare un organismo vivente , e ancor di più una specie biologica. .
Poiché la valutazione della qualità del suolo, dell'acqua e dell'aria è oggi di grande importanza, è necessario determinare sia il grado di disturbo ambientale effettivo sia quello futuro. A tale scopo vengono utilizzati due approcci fondamentalmente diversi: fisico-chimico e biologico. L'approccio biologico si sta sviluppando nella direzione chiamata bioindicazione e biomonitoraggio. Quando si organizza il monitoraggio biologico, si distingue un sottosistema per osservare la reazione dei componenti principali della biosfera: la componente biotica
Lo scopo del monitoraggio biologicoè l'analisi degli oggetti naturali secondo indicatori biotici per il loro controllo ambientale. Come parte dell'obiettivo compito principale il monitoraggio biologico è la determinazione della componente biotica della biosfera, la sua risposta, risposta all'impatto antropico, la definizione della funzione dello stato e la deviazione di questa funzione dallo stato normale a vari livelli: molecolare, cellulare, organismo, popolazione , società. Il monitoraggio biologico è progettato per risolvere i seguenti compiti:
1) Supporto informativo per le attività di conservazione del biota, ad es. determinazione dello stato della componente biotica della biosfera (ai vari livelli di organizzazione dei biosistemi) e sua risposta all'impatto antropico;
2) Valutazione dello stato dell'ambiente mediante parametri biotici. Un ruolo speciale è svolto dall'identificazione delle fasi iniziali dei cambiamenti sfavorevoli nell'ambiente, a cui molti componenti del biota sono molto più sensibili dell'uomo. Il monitoraggio biologico include il monitoraggio degli organismi viventi - popolazioni (per numero, biomassa, densità e altre caratteristiche funzionali e strutturali) soggette a impatto antropico. I suoi oggetti possono essere singole specie di flora e fauna, nonché ecosistemi. Ad esempio, le conifere sono sensibili alla contaminazione radioattiva, i licheni sono sensibili ai metalli pesanti e molti rappresentanti della fauna del suolo sono sensibili all'inquinamento tecnogenico. In questo sottosistema emergono le seguenti osservazioni:
1) per le popolazioni più importanti, sia in termini di esistenza di un ecosistema che caratterizza il benessere di un determinato ecosistema per il suo stato, sia in termini di grande valore economico, ad esempio specie vegetali pregiate o razze ittiche;
2) per i più sensibili questa specie impatti sulla popolazione;
3) lo stato di salute umana, l'impatto dell'ambiente su una persona;
4) per le popolazioni - indicatori.
Pertanto, il sottosistema del biomonitoraggio è il monitoraggio della popolazione di specifiche specie biologiche:
1) popolazioni che formano habitat, ovviamente per l'esistenza dell'intero ecosistema (ad esempio, popolazioni di specie arboree dominanti negli ecosistemi forestali);
2) popolazioni di grande valore economico (ad esempio specie ittiche pregiate); 3) popolazioni indicatrici, il cui stato caratterizza il grado di benessere di un particolare ecosistema e che sono più sensibili all'impatto antropico (ad esempio, i crostacei planctonici Epishura baikalensis nel lago Baikal nella zona di impatto di una cartiera) .
Il concetto di "monitoraggio biologico" è definito dai principali ambientalisti come segue:
Poiché la valutazione della qualità del suolo, dell'acqua e dell'aria sta diventando fondamentale importanza, è necessario determinare sia il grado di disturbo ambientale effettivo sia quello futuro. A tale scopo vengono utilizzati due approcci fondamentalmente diversi: fisico-chimico e biologico. L'approccio biologico si sta sviluppando nella direzione chiamata bioindicazione e biomonitoraggio.
Il biomonitoraggio lo è parte integrale monitoraggio ambientale - monitoraggio dello stato dell'ambiente in termini di indicatori fisici, chimici e biologici. I compiti del biomonitoraggio comprendono una valutazione regolare della qualità dell'ambiente utilizzando oggetti viventi appositamente selezionati per questo scopo.
Meglio di altri, il sistema di biomonitoraggio è stato elaborato ambiente acquatico. Roshydromet utilizza un classificatore della qualità dell'acqua che comprende sei classi. Valutare gli indicatori degli invertebrati inferiori, periphyton (abitanti piante acquatiche), fito, zoo e batterioplancton.
Nel 1990, la Commissione Economica d'Europa, sotto l'egida dell'ONU, ha adottato un programma di monitoraggio integrato (IM) dell'ambiente per i seguenti gruppi di indicatori (il loro numero è indicato tra parentesi): meteorologia generale (6), chimica dell'aria ( 3), chimica del suolo e delle acque sotterranee (4 ), chimica delle acque superficiali (4), suolo (6), indicatori biologici (11).
Tra gli indicatori monitorati, un posto di rilievo è stato occupato dagli indicatori biologici: licheni epifiti, vegetazione del suolo, arbusto e vegetazione legnosa, copertura arborea proiettiva, biomassa arborea, Composizione chimica aghi, oligoelementi negli aghi, enzimi del suolo, micorrize, tasso di decomposizione dei residui vegetali e uno degli altri metodi di biomonitoraggio prescelti.
Bioindicazioneè una valutazione dello stato dell'ambiente utilizzando oggetti viventi. Gli oggetti (o sistemi) viventi sono cellule, organismi, popolazioni, comunità. Possono essere utilizzati per valutare sia fattori abiotici (temperatura, umidità, acidità, salinità, contenuto di inquinanti, ecc.) sia fattori biotici (benessere degli organismi, delle loro popolazioni e comunità).
I bioindicatori sono oggetti biologici (dalle cellule e macromolecole biologiche agli ecosistemi e alla biosfera) utilizzati per valutare lo stato dell'ambiente. Quando si vuole sottolineare che i bioindicatori possono appartenere diversi livelli organizzazioni dei vivi, utilizzare il termine "sistemi di bioindicatori".
Fitoindicazione - l'uso delle piante per valutare la qualità dell'ambiente. Poiché l'effetto maggiore si ottiene utilizzando comunità vegetali, quindi questa direzione ha ricevuto un nome speciale - indicatore geobotanico.
