Environmental toxicology as finterdisciplinary scientific direction: origins and contemporary experience (review)

Abstract

The article analyses the historical development of ecotoxicology as a young interdisciplinary branch of environmental sciences that uses the entire arsenal of knowledge of natural and exact sciences to create its theoretical framework, terms, tasks, and research methods. The paper describes the achievements, current trends and actual directions of development of ecotoxicology considering their theoretical and practical significance. Nowadays ecotoxicology has formed a set of data on effects and behaviors of ecotoxicants in populations and communities of terrestrial and aquatic ecosystems. This set of data is at the heart of the theoretical foundation of the doctrine on functioning of biosystems under ecotoxicological stress, assessment of systems conditions by bioindication and bioassay techniques, approaches to develop of ecotoxicants regulation within the framework of the concept of acceptable environmental impact on ecosystems. Special attention is paid to multi-vector nature of ecotoxicological research, its cooperation with other areas of science and technology and contribution to the solution of environmental, economic and political challenges of our time.

References

1.    Указ Президента Российской Федерации от 01.03.2019 № 97 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в области химической и биологической безопасности на период до 2025 года и дальнейшую перспективу».
2.    Агапкина Г.И., Бродский Е.С., Шелепчиков A.A. и др. Трансформация и форма поступления дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) в почвы Москвы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2017. № 3.
3.    Безель В.С. Экологическая токсикология: популяционный и биоценотический аспекты. Екатеринбург, 2006.
4.    Безель В.С. Экологическая токсикология в системе наук о биосфере // Биосфера. 2012. Т. 4, № 2.
5.    Безель В.С., Мухачева С.В. Использование данных токсикологических экспериментов для оценки состояния природных популяций мелких млекопитающих // Токсикологический вестник. 2016. № 1.
6.    Безель В.С., Мухачева С.В. Геохимическая экология мелких млекопитающих в условиях промышленного загрязнения среды: есть ли эффект от снижения выбросов? // Геохимия. 2020. Т. 65, № 8.
7.    Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., 2001.
8.    Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург, 1994.
9.    Воробейчик Е.Л. Экологическое нормирование: на пути к обобщающей теории // Экологическое нормирование и управление качеством почв и земель / Под общ. ред. С.А. Шобы, А.С. Яковлева, Н.Г. Рыбальского. М., 2013.
10.    Воробейчик Е.Л., Трубина М.Р., Хантемирова Е.В. и др. Многолетняя динамика лесной растительности в период сокращения выбросов медеплавильного завода // Экология. 2014. № 6.
11.    Воробейчик Е.Л. Естественное восстановление наземных экосистем после прекращения промышленного загрязнения. 1. Обзор современного состояния исследований // Экология. 2022. № 1.  
12.    Гладкова М.М., Терехова В.А. Инженерные наноматериалы в почве: источники поступления и пути миграции // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2013. № 3.
13.    Гусев А.А., Зайцева О.Н., Полякова И.А. и др. Предварительные результаты комплексного биотестирования углеродного наноматериала – перспективного носителя лекарственных препаратов // Вестн. ТГУ. 2010. Т. 15, № 5.
14.    Завьялова Н.В., Филимонов И.В., Ефременко Е.Н. и др. Биотехнологические методы и нейтрализующие средства для обеззараживания почв и очищения вод, загрязненных экотоксикантами // Теорeтическая и прикладная экология. 2014. № 4.
15.    Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., 1984.
16.    Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию: Учебное пособие. СПб., 2021.
17.    Карсон Р. Безмолвная весна. М., 1965.
18.    Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии: Учебное пособие для студентов. М., 2006.
19.    Куценко. С.А. Основы токсикологии. СПб., 2002.
20.    Лебедева Н.В. Экотоксикология и биогеохимия географических популяций птиц. М., 1999.
21.    Липатов Д.Н., Курапова В.А., Завгородняя Ю.А. и др. Содержание полициклических ароматических углеводородов в почвах вблизи полигона твердых коммунальных отходов «Торбеево» Московской области // Экология урбанизированных территорий. 2021. № 2.
22.    Липатов Д.Н., Вараченков В.А., Манахов Д.В. и др. Пространственное варьирование удельной активности 137Cs, содержания тяжелых металлов и нефтепродуктов в загрязненных почвах г. Электросталь // Почвоведение. 2022. № 6.
23.    Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М., 2004.
24.    Марфенин Н.Н. Устойчивое развитие человечества: Учебник. М., 2006.
25.    Марченко С.А., Кожевин П.А., Соколов М.С. Функциональная реакция микробного сообщества почвы как индикатор загрязнения стойкими органическими загрязнителями // Агро XXI. 2008. № 7–9.
26.    Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология: теоретические принципы и практические приложения // Водные ресурсы. 2008. Т. 35, № 5.
27.    Моисеенко Т.И., Шалабодов А.Д., Гашев С.Н. и др. Экотоксикология: история становления и значение в решении практических задач нормирования загрязнения // Вестн. ТГУ. 2011. № 12.
28.    Моисеенко Т.И., Денисов Д.Б. Возможно ли восстановление озерной арктической экосистемы после длительного загрязнения? // Экология. 2019. № 4.
29.    Приказ Минприроды России от 04.12.2014 № 536 «Об утверждении Критериев отнесения отходов к I–V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду».
30.    Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 11.08.2020 № 581 «Об утверждении методики разработки (расчета) и установления нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух».
31.    Ревич Б.А. «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России / Под ред. В.М. Захарова. М., 2007.
32.    Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв // Записки горного института. 2023. Т. 260, № 2.
33.    Столбова В.В., Агапкина Г.И., Котельникова А.Д. и др. Краткосрочный метод оценки генотоксичности почвы как твердофазного тела на базе Allium-теста // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2018. № 5.
34.    Терехова В.А. Биотестирование экотоксичности почв при химическом загрязнении: современные подходы к интеграции для оценки экологического состояния (обзор) // Почвоведение. 2022. № 5.
35.    Терехова В.А., Кулачкова С.А., Морачевская Е.В. и др. Методология биодиагностики почв и особенности некоторых методов биоиндикации и биотестирования (обзор) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2023. Т. 78, № 2.
36.    Филенко О.Ф., Чуйко Г.М. Водная экотоксикология в России: от прошлого к настоящему // Труды ИБВВ РАН. 2017. Вып. 77(80).
37.    Цветнов Е.В., Щеглов А.И., Цветнова О.Б. Эколого-экономический функциональный подход к оценке стоимости сельскохозяйственных земель в условиях химического и радиоактивного загрязнения // Почвоведение. 2009. № 3.
Цицуашвили В.С., Минкина Т.М., Невидомская Д.Г. и др. Воздействие наночастиц меди на растения и почвенные микроорганизмы (обзор литературы) // Вестн. аграрной науки Дона. 2017. № 3.
38.    Agapkina G.I., Brodskii E.S., Shelepchikov A.A. The Benzo(a)pyrene Total Toxicity Equivalent of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soils of Moscow and Assessment of Carcinogenic Risk to Human // Moscow University Soil Science Bulletin. 2018. Vol. 73, № 5.
39.    Ecotoxicology: Problems and Approaches / Edited by S.A. Levin, M.A. Harwell, J.R. Kelly et al. New York, 1989. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3520-0_1
40.    Forbes V.E., Forbes T.L. Ecotoxicology in Theory and Practice. London, 1994.
41.    Hong S., Lee J., Cha J. et al. Effect-directed analysis combined with nontarget screening to identify unmonitored toxic substances in the environment // Environ. Sci. Technol. 2023. Vol. 57.
42.    Implications of Nanoecotoxicology on Environmental Sustainability // Edited by R. Lone and J.A. Malik. IGI Global, 2023.
43.    Li Y., Tao L., Wang Q. Potential Health Impact of Microplastics: A Review of Environmental Distribution, Human Exposure, and Toxic Effects // Environ. Health. 2023. Vol. 1, № 4.
44.    Moriarty F. Ecotoxicology: The Study of Pollutants in Ecosystems. London, 1983.
45.    Principles of Ecotoxicology (Scope Report) / Edited by G.C. Butler. (SCOPE 12). Chichester–New York–Brisbane–Toronto: John Wiley & Sons, 1978.
46.    Roy P., Mohanty A.K., Misra M. Microplastics in ecosystems: their implications and mitigation pathways // Environ. Sci. Adv. 2022. № 1. https://doi.org/10.1039/d1va00012h
47.    Stolbova V.V., Agapkina G.I., Kotelnikova A.D. et al. A short-term method for assessing the genotoxicity of soil as a solid-phase body based on the Allium test // Moscow University Soil Science Bulletin. 2018. Vol. 73, № 5. https://doi.org/10.3103/S0147687418050071
48.    Truhaut R. Eco-Toxicology – Objectives, Principles and Perspectives // Ecotox. Environ. Safety. 1977. Vоl. 1, № 2.
49.    Zolotova N., Kosyreva A., Dzhalilova D. et al. Harmful effects of the microplastic pollution on animal health: a literature review // PeerJ. 2022. Vol. 10: e13503. https://doi.org/10.7717/peerj.13503
50.    Фонд «Экология» РСХБ инициировал исследование влияния микропластика на почву [Электронный ресурс] // Россельхозбанк. URL: https://old.rshb.ru/news/613669/ (дата обращения к ресурсу 10.04.2024).
51.    Кафедра радиоэкологии и экотоксикологии (2007) [Электронный ресурс] // Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Факультет почвоведения: URL: https ://soil.msu.ru (дата обращения к ресурсу 10.04.2024).