Syllabus
1 - historie a postavení ekotoxikologie; ekotoxikologie jako věda o působení stresorů na ekosystémy a jejich živé složky; vědomostní předpoklady ekotoxikologa; ekotoxikologie vs. toxikologie humánní a veterinární, ekotoxikologie a ekologie; pojmy a principy toxikologie a ekologie; vztahy a propojení ekotoxikologie s dalšími biologickými vědami a vědami o životním prostředí; ekotoxikologie retrospektivní a prospektivní; členění ekosystémů a studium ekotoxikologie (akvatická a terestrická ekotoxikologie); terminologie ekologie a environmentální toxikologie. 2 - chemické látky v ekosystémech parametry chemických látek významných pro ekotoxikologii (obecné a specifické parametry - rozdělovací koeficienty, sorpční konstanty, lipofilita); základní osud chemických látek v prostředí - transport, distribuce, transformace; biokoncentrace a biodostupnost - specifika akvatického a terestrického ekosystému; biotické transformace - biodegradace, metabolismus toxických látek. 3 - základní ekotoxikologie přírodních organismů koncept expozice-dávka-odpověď, toxokinetika a toxodynamika; akutní vs. chronická toxicita; genotoxicita vs. karcinogenita; biomarkery; hierarchie biologických systémů - specifika a efekty (chemických) stresorů na různých úrovních: 4 - efekty na různých úrovních živého organismu subbuněčné a buněčné úrovně - biochemické a molekulární mechanismy toxicity, mutagenita, genotoxicita; orgánové efekty (u vyšších auto- i heterotrofních organismů) - poškození metabolismu, neurotoxicita, endokrinní a reprodukční toxicita, imunotoxicita a další poškození zdraví; organismální efekty (u vyšších auto- i heterotrofních organismů) - poškození zdraví, růstu a vývoje, letální efekty, karcinogeneze, teratogenita; 5 - efekty u různých typů živých organismů ekotoxikologie producentů - sinice, řasy a vyšší rostliny ekotoxikologie konzumentů - bezobratlí, obratlovci, člověk jako součást ekosystémů ekotoxikologie destruentů - bakterie, houby 6 - (chemický) stres na úrovni společenstev a ekosystémů společenstva - změny druhového složení, indexy biodiverzity vlastnosti, stavba, funkce ekosystémů, prostorové a časové členění a změny ekosystémů, vazby mezi složkami ekosystémů, úrovně trofie; působení chemického stresu na ekosystémové úrovni - odpověď a zotavení; akvatické a terestrické prostředí, ukázky případových studií, indikátory zdraví ekosystému; saprobita vs. toxicita; 7 - experimenty v ekotoxikologii laboratorní testování vs. přírodní studie in situ a biomonitoring; design a uspořádání experimentů různé složitosti; standardizovatelnost, opakovatelnost, ekologická interpretace výsledků; biologické faktory ovlivňující toxicitu (výživa, pohlaví, věk, roční a životní cykly) 8 - metody studia ekotoxikologie (I) - laboratorní biotesty hierarchie a baterie podle trofických úrovní; sledování efektů a jejich parametrizace, odvození a interpretace hodnot ECx, LCx, LO(A)EL, NO(A)EL metody studia efektů pro akvatické a terestrické organismy - zástupci a příklady; vícedruhové testování - laboratorní mikrokosmy; mikrobiální ekotoxikologie 9 - metody studia ekotoxikologie (II) - ekologické studie metody studia ekotoxikologie in situ - typy a výběr organismů a expozice (kontrolovaná vs. přírodní), negativní-pozaďové kontrolní hodnoty; mikro a mezokosmy. biomonitoring - přírodní sledování, základní koncepty hodnocení biotické integrity, charakteristiky a parametrizace složení společenstev; problematika a specifika biomarkerů a bioindikátorů 10 - hlavní třídy toxických látek v životního prostředí čisté látky vs. směsi; průmyslové a komunální odpady, látky záměrně vnášené do ekosystémů; stručné charakteristiky hlavních skupin - vstupy do prostředí, osud a toxické efekty: anorganické látky (kovy, plyny, anorganické nutrienty- fosfor, dusík); organické polutanty (organické plyny, rozpouštědla, pesticidy, produkty a meziprodukty průmyslových činností a produkty spalování). 11 - aplikace ekotoxikologie principy a význam modelování vztahů mezi strukturou a biologickou aktivitou (QSAR) matematické modely pro osud a transport látek v prostředí a potravních řetězcích hodnocení rizik - základní koncept a realizační schema, nebezpečnost vs. riziko, analýza osudu, analýza efektů, přístupy k syntéze - posouzení rizika; humánní vs. ekologická rizika národní a mezinárodní standardy pro ekotoxikologii, právní využití poznatků ekotoxikologie, související praktické aspekty, normy; hygienické hodnocení kvality prostředí - odvození a problematika bezpečných limitů.
Jednodenní exkurze na pracoviště RECETOX v Brně.
Annotation
At the end of the course students should be able to:
1. understand the concept of ecotoxicology based on the scheme:stressors (ie foreign chemicals or physical factors) affect organisms and cause harmful effects (biological systems are understood as stress receptors);
2. discuss and interpret general principles of ecotoxicology;
3. describe and explain effects on organisms living in the natural environment, in ecosystems (from bacteria,via plants and vertebrates, including humans);
4. understand the effects of stressors at different levels from biochemical to ecosystemic;
5. understand the specifics of ecotoxicology in individual components of the environment (water,soil) including the effects of this environment on the observed relationships;
6. use methodological procedures in ecotoxicology (ecotoxicological bioassays) to predict toxic effects of substances, design their sets according to the specific situation and evaluate obtained results;
7. comment on the ecotoxicology of individual groups of contaminants;
8. justify applications and uses knowledge of ecotoxicology in practice