Предисловие. 
Экологическая токсикология

Экологическая токсикология — междисциплинарное научное направление, связанное с изучением токсических эффектов действия химических веществ на живые организмы, преимущественно популяции и биоценозы, входящие в состав экосистем.

Введение

данного курса во многих вузах биологического и химического профиля в качестве учебного, несомненно, оправданно, поскольку все возрастающее химическое загрязнение природных экосистем осознается современным обществом как реальная опасность изменения качества окружающей среды, что в конечном счете определяет возможность сохранения самого человека. Цель экологической токсикологии — понять, как реагируют живые системы на избыточное поступление химических веществ в окружающую среду. В сферу интересов этого направления попадают все уровни организации биологических систем — от молекулярно-генетического до популяционного и биоценотического. При этом основное внимание уделено двум надорганизменным уровням организации живого. Согласно высказыванию Н. В. Тимофеева-Ресовского, подобная «прогулка по уровням» сложна в практической реализации, но плодотворна и оправданна, поскольку именно состояние природных систем и биосферы в целом определяет возможность существования человека.

Как всякое самостоятельное научное направление, экологическая токсикология базируется на достижениях смежных наук, прежде всего на фундаментальных положениях экологии и медицинской токсикологии и гигиены, в основе которых лежат основные положения популяционной экологии (Г. Ф. Гаузе), генетики популяций (С. С. Четвериков, С. С. Щварц, Н. В. Тимофеев-Ресовский), концепции биогеоценоза (В. Н. Сукачев), медицинской токсикологии и гигиены (Н. В. Лазарев).

Настоящий учебник ориентирован в первую очередь на студентов биологов-химиков (бакалавров), но может быть полезным магистрантам и аспирантам, выполняющим свои научные исследования в области экологии, экологической токсикологии, природоохранной деятельности. Авторы ставят целью сформировать у студентов систему научных знаний в области экологической токсикологии, познакомить с ее методологическим аппаратом и методами, основными результатами исследований экотоксикологических эффектов онтогенетического, популяционного и биоценотического уровней. Учебник поможет облегчить усвоение учебного материала и оптимизировать самостоятельную работу студентов.

Учебник состоит из 10 глав, включает 24 тематических занятия с перечнем основных учебных вопросов и оценочными средствами, состоящими из вопросов для самоподготовки студентов к семинарским занятиям и типовых заданий для текущего контроля успеваемости, с помощью которых можно проверить сформированность специальных компетенций. В конце учебника приведен список основной и дополнительной литературы, интернет-ресурсы. Предлагаемый учебник можно рассматривать в качестве основной литературы по курсу «Экологическая токсикология», позволяющей получить базовые знания по данной дисциплине. Системное изложение теоретического материала, таблицы, схемы, иллюстрации, раскрывающие основные понятия и принципиальные научные положения дисциплины поможет студентам при подготовке к сдаче экзамена и формировании специальных компетенций.

Авторы выражают благодарность всем рецензентам настоящего учебника и лицам, принимавшим активное участие в обсуждении представленного материала.

Авторы будут признательны за отзывы, критические замечания и полезные советы, которые помогут устранить возможные недостатки издания и улучшить его содержание в будущем.

К моменту освоения дисциплины студенты должны быть ознакомлены с основными теоретическими понятиями и прикладными знаниями, полученными в ходе освоения таких дисциплин, как «Ботаника (экологическая физиология растений)», «Зоология (с физиологией и экологией животных)», «Общая биология (учение о клетке, генетика, молекулярная биология, эволюционное учение), «Общая экология», «Основы почвоведения». Это позволяет добиться понимания студентами единства органического мира. Фундаментальные же понятия, законы и закономерности экологической токсикологии основываются на знаниях об особенностях строения и функционирования представителей биоты и биологических систем в целом. На основе знаний о закономерностях организации и функционирования экологических систем в условиях техногенно нарушенной среды будущий выпускник получает возможность целенаправленно осваивать учебный материал, необходимый для реализации программ «Охрана природы и рациональное природопользование», «Региональная экология», «Социальная экология и природопользование» и т. д.

Процесс изучения дисциплины «Экологическая токсикология» направлен на формирование следующих специальных компетенций, отраженных в карте компетенций.

В целом по окончании изучения дисциплины студент должен:

знать

• основные понятия и законы экологической токсикологии как одной их отраслей фундаментальной экологии;

уметь

• рассматривать токсические аспекты состояния окружающей среды в связи с ее активным загрязнением и влиянием на биоту;

владеть

• системным и комплексным подходами к анализу экотоксикологических проблем с позиций идеологии устойчивого развития биосферы.

Окончательное завершение формирования компетенций, предусмотренных в рамках данной дисциплины, происходит при прохождении учебной практики по экологии, научно-исследовательской работы, организуемой в рамках производственной практики и подготовки выпускных квалификационных работ.

В процессе преподавания дисциплины используются образовательные технологии лекционно-семинарско-зачетной системы обучения. При чтении курса применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, лекция-презентация. На лекциях раскрываются следующие основные темы изучаемого курса, которые входят в рабочую программу: предмет экологической токсикологии и ее место в системе наук, методы экотоксикологических исследований; градированный и альтернативный характер зависимости «доза — эффект», надорганизменный характер зависимости «доза — эффект»; экологическое нормирование; понятие о загрязнении, типы загрязнения, классы опасности загрязняющих веществ, устойчивость биологических систем к техногенно нарушенной среде; роль абиотических факторов в формировании токсической нагрузки, особенности накопления тяжелых металлов объектами биоты, оценка уровней токсической нагрузки на почву и биоту; экотоксикологические эффекты, регистрирующиеся на разных уровнях ю организации живого (молекулярно-генетическом, клеточно-тканевом, онтогенетическом, популяционно-видовом, биоценотическом); популяционный подход к человеку.

Практические (семинарские) занятия проводятся в виде компьютерных презентаций с использованием активных и интерактивных форм (диспуты, разбор конкретных экотоксикологических ситуаций) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Содержание семинарских занятий включает в себя обсуждение понятия «экологической нормы» и методов ее оценки, изучение сочетанного действия токсических факторов; источники появления потенциально токсичных веществ в окружающей среде; характеристику загрязняющих факторов, их критерии; характеристику загрязняющих веществ, классы опасности загрязняющих веществ; изучение особо опасных экотоксикантов (стойкие органические загрязнители, тяжелые металлы); эколого-геохимическая и токсикологическая характеристика приоритетных тяжелых металлов; фоновое содержание химических элементов в объектах природной среды: в растениях, организмах млекопитающих-фитофагов и плотоядных, у птиц; особенности накопления тяжелых металлов растениями, млекопитающими и птицами при антропогенном загрязнении среды. Оценка уровней токсической нагрузки на организмы; экотоксикологические эффекты молекулярно-генетического, клеточно-тканевого, онтогенетического, популяционного и биоценотического уровней; особенности реабилитации техногенно нарушенных территорий.

Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Экологическая токсикология» включает самостоятельное изучение отдельных тем, подготовку к практическим занятиям, контрольным работам и экзамену. Вся система индивидуальной самостоятельной работы должна быть подчинена усвоению понятийного аппарата, поскольку одной из важнейших задач подготовки современного грамотного специалиста является овладение и грамотное применение профессиональной терминологии. Лучшему усвоению и пониманию дисциплины поможет глоссарий, представленный в конце учебника.