Исследование токсичности этанола

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Средняя образовательная школа  №-4 г. Кызыла

Муниципальный центр дистанционного обучения

Исследование токсичности этанола

Выполнил ученик  9 класса МЦДО

Донгак  Наадым

Кызыл-2018

                Введение.

        Желание сохранить крепкое здоровье, жить полноценной жизни — важная социальная потребность людей. «Человек может жить до 100 лет, - говорил академик Иван Петрович Павлов.

• Мы сами своей невоздержанности, своей беспорядочностью, своим  безобразным обращением с собственным организмом сводим этот нормальный срок до гороздо меньшей цифры».

 Проблема  «приобретенных болезней здоровья», или вредные привычки,были, есть  и остаются актуальной для людей.  Источником многих приобретенных болезней, вредных привычек  является  алкаголь. В этом актуальность данного исследования.

      Цель данной работы — изучение качественного состава спирта, его токсических свойств.

      Задачи  исследования:

• изучить  литературу   по данной  теме;
• рассмотреть взаимосвязь между физико-химическим составам спирта и его токсическими  свойствами;
• провести эксперимент воздействия токсических свойств спирта  на состояние живых организмов.

Объект исследования — медицинский спирт  (этанол).

Предмет исследования  - токсическое свойства спирта.

Таким образом, для исследования данной проблемы составили рабочую гипотезу: если человек увидит своими глазами результаты воздействия этанола  на живое существо, то это поможет остановить человека в будущем от злоупотребления алкоголем.      

1. Изученность проблемы в научной литературе.

 Великий русский ученый -физиолог И. П. Павлов экспериментально доказал, что алкоголь ослабляет функции подкорки мозги, затем влияет на раздражительный процесс. Внешне это выражается то в безпричинной  шаловливости, то  в излишней чувствительности, то и гневливости.   Г. М. Энтин (1973г.),  Л. Ф. Петренко (1981 г.) отмечают изученность влияние спирта на организм человека как наркотического и токсического вещества, вызывающего  различные заболевания.

   В книге  И. Г. Уракова «Алкаголь: личность и здоровье» (1993г.) показаны результаты современных и отечественных исследований о том, что даже самые малые дозы алкоголя оказывают отрицательные влияние на различные системы и функции организма, описаны причины, поводящие к злоупотреблению спиртными напитками и перерастанию  его к болезнь — хронический алкоголизм.

С.С. Соловьев (1997 г.) указывает, что по фармакологическим свойствам этанол относится к наркотикам, близким к эфирам и хлороформу, отличаясь от них более широкой границей токсической и наркотической концентрации. При концентрации свыше 20% этанол вызывает обезвоживание и свертывание клеточной протоплазмы, а при концентрации свыше 70% денатурирует тканевые белки.

1. Связь между строением молекулы этанола и его физиологическим действием на организмом.

       Медицинский спирт — этанол имеет молекулярную форму С2Н5ОН

Это жидкость без цвета, горький на вкус, с резким характерным запахом алкоголя. Хорошо растворяется в воде, сам является хорошим растворителем для многих  органических веществ, легко испаряется и хорошо горит.

Токсические свойства спирта зависит  от строения молекулы.

Это подтверждается  экспериментальными данными, полученных  в биологической химии и фармакологии: установлены некоторые закономерности влияние отдельных  групп и их положение в молекуле на фармакологические действие. (А. М. Ким 19997 г.)  Так, молекула  этанола  содержит одну  гидроксильную  группу - ОН,  за счет который проявляется наркотический эффект.

Замещение  водорода  радикала атомом хлора усиливает  наркотический эффект а введение атома брома  успокаивает  центральную нервную систему. Это влияние еще более усиливает тем, что этанол хорошо  растворяется в воде и в жирах -липоидах.

         Токсические свойства этанола объясняется атомом водорода гидроксильной группы,  который  отщепляется от молекулы,  превращается в  протон Н и обладает  способностью  раздражать  слизистые  оболочки  клеток и самих клеток. Следовательно , это свойство приводит  к образованию  гастритов, язвы желудка, 12-перстной кишки, скероза, рака, болезней нервной системы.

       По мнению А. М. Ким (1997 )  токсичность этанола зависит от крепости  алкогольного напитка, чем он крепче, тем токсичнее, наиболее опасен  при крепости 70-80 %   (объемных). Обычно  в крови человека содержится 0,001% этанола.

   Зависимость поведения человека от содержания этанола в крови

Смертельная доза:  для взрослых 4-8 г. на 1 кг. Массы тела;

                                    для детей 3г. На 1 кг.  Массы тела

 Для характеристики  токсичности  того или иного соединения чаще всего используют  понятие летальной дозы, которая вызывает гибель 50% подопытных животных.

Ученые Данилов-Данильян В.И. , Лосев К.С.   пишут что токсичность этанола  для живых организмов в водной среде зависит от их индивидуальных особенностей,  экологичеких абиотических физических ( течения, волненя, плотность) и химических ( соленность,кислотность, содержания кислорода, других веществ) факторов.

Таким образом , краткий литературный обзор по данной проблеме показывает, что нормальная жизнедеятельность организмов зависят от состояния критечеких физических факторов, от содержания необходимых веществ, от диапозона толерантности самых организмов к этим и другим компонентам среды, одним из которых может быть этанол как загрязняющее вещество с токсическими свойствами.

2. Экспериментальная часть

1.  Материал  и методика.

Ознакомились по литературным источникам с физико-химической характеристикой спирта, объясняющей его токсические свойства, экологическими абиотическими факторами водной среды обитания рыб, так как кратковременный эксперимент был проведен над аквариумными рыбами, мы определяли степень токсичности этанола, минимальную токсическую концентрацию и характер токсического действия.

Эксперимент проводился над аквариумными рыбами по методике учителей химии штата Вашингтон США.  Физиологическое строение рыб позволяет наблюдать за сокращениями жабер, а значит и за сокращениями сердца. Это  особенно важно для выявления характера действия этанола на организм.

      Для опыта использовали аквариумную рыбу:

 вид — цихлосома чернополосая (Cichlasoma),

 род — рыбы,

 семейство — цихловые (Cichlidae),

 отряд  - окунеобразные.

     Тело рыбы сжатое  с боков, длинной от3 до 5 см. Окраска серая с черными полосками. Обитает в пресных водах южной части Северной Америки на островах  Карибского моря. Рыбки агрессивные (особенно) в перид размножения. Хорошо разводится в аквариумах. В силу того , что рыба — водоплавающее животное , для опытов нужен не само вещество, а его раствор. Поэтому приготовили растворы этанола.

  В  пять стаканов, налили по 30 мл. воды  и добавили этанол в следующем количестве:

 Стакан №1 мерной пипеткой капнули 3 каплю спирта;

 Стакан  №2   - 6 капель;

 Стакан №3   -  9 капель.

 Стакан № 4,5  оставили  контрольной  без этанола.  В каждый  стакан поместили по одной рыбке. Затем в течение 30 минут наблюдали за поведением рыбок. В ходе исследования составлены таблицы и диаграммы.

3. Обсуждение и результаты.

Проведенное наблюдение показал следующие результаты:

Все рыбы в течение первых  1-3 минут лежали неподвижна, движения  жабер были замедленные. Рыба под номером №1 начала медленно двигаться, на 8 -й минуте движения жабер участились и на 10-14 минутах движения рыбы активизировались. С 20 по 23 минуте рыба лежала на дне стакана. Затем 24-26-й минутах  опять участились движения жабер, часто подниматься на поверхность воды.

Было  замечено, что все рыбы повторяли в быстром темпе поведение первой рыбы, но увеличение количества  этанола в растворе повлияло на характер поведения рыб под номером 2,3. Это выражалось  в следующем: после поднятия на поверхность воды рыбы совершали беспорядочные ( как бы в панике) движения по кругу, по долгу лежали на дне сосуда, при этом движения жабер замедлялось. На 29-30-й минутах рыба на стакане №3 лежала неподвижно, жабры  не двигались, т. е.   рыба погибла.  Остальные рыбы тоже погибли с промежутками час, полтора.

    Проанализировав поведения рыб в растворах с разной концентрацией этанола, мы пришли  к выводам:

1. Активной  частью в молекуле спирта является водород гидроксильной группы, которой усиливает токсические свойства и влияет на поведение рыбки.

2. С увеличением концентрации этанола его токсичность увеличивается.

В данной  эксперименте  увеличение концентрации этанола вызывает смерть рыбы в стакане №3 на тридцатой минуте.

3. Этанол сначала замедляет сердечный ритм, а затем  ускоряет, рыба совершает беспорядочные, как бы панике, движения. Поведение рыб с увеличением концентрации этанола сходно с поведением человека на разных стадиях стадиях опъянения, т. е.  рыбы как бы  проходят те же стадии опъянения.

4. Результаты расчетов представлены в виде диаграммы  « Минимальная токсическая  концентрация для рыб и в графике «Кривые зависимости поведения рыб от концентрации этанола в время воздействия». Из диаграммы  и графика видно, что с повышением концентрации этанола возрастает токсичность и уменьшается время токсического воздействия.

  Можно ли утверждать, что  токсичные для рыб вещества токсичны и для человека?

Для ответа на этот вопрос необходимо учесть 2 фактора:

Во-первых, рыба плавает в растворе исследуемого вещества, а следовательно соприкасается с ним всей поверхностью своего тела, тогда как в организм человека оно поступает через рот или через кожный покров.

Во-вторых, эксперимент над рыбами кратковременный, а значит, исключена возможность развития болезней, связанных с длительными употреблением тестируемого  вещества.  Но принимая во внимание, что физиологическое строение рыбы и человека схоже, можно предположить, что токсичные для рыб вещества окажутся токсичными и для человека.

Заключение.

         У спирта много лиц. Это продукт питания, жидкость и топливо, а также дезинфицирующее и болеутоляющее средство, средство возбуждения и успокоения и наконец, средство улучшения самочувствия, которое, однако, может одурманивать и вызывать зависимость» - так охарактеризует алкоголь создатель издания « Журнал исследований алкоголя» Марк Келлер.

          В любой ситуации у человека есть выбор. Чтобы такой выбор был осознанным, человеку необходимы знания, честные сведения о том объекте, с которыми он взаимодействует.

         Проведенный опыт еще раз напоминает всем как опасно употребление с соприкосновение сильнодействующих веществ и о соблюдении умеренности в употреблении даже безобидных на первый взгляд веществ. Яд от лекарство отличает только доза, говорил ещё в XVI веке выдающийся естествоиспытатель и врач Парацельс.

Литература

1. Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. М., 1998.

2.Колесов Д.В., Хрипкова А.Г. Гигиена и здоровье человека. М.Просвещение. 1989.

3. Ким Л.С. Химическая экология человека. 2000.

4. Соловьёв С.С. Алкоголь, табак и наркотики - главные враги здоровья. Человек. -М.:Дрофа,2006.

5. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология 9класс. М.:Дрофа.2006

6. Журнал «Биология в школе» №1-2, 1992г.

7. Журнал «Химия в школе» №4-6., 2002г.

Диаграмма 1

«Минимальная токсическая концентрация этонола»