Диоксины

Особую опасность представляют содержащиеся в летучей золе полихлорированные дибензо-n-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ).

Диоксины и близкие им по структуре хлорорганические со­единения обладают широким спектром биологического действия на человека и животных. В малых дозах они вызывают мутагенный эффект, отличаются кумулятивной способностью, ингибирующим и индуцирующим действием по отношению к некоторым фер­ментам живого организма. У человека и животных они могут вы­зывать повышение аллергической чувствительности к различным ксенобиотикам. Их опасность очень велика даже в сравнении с тысячами других токсичных примесей. Комплексный характер дей­ствия этой группы соединений на человека и живые организмы приводит к подавлению иммунитета, поражению внутренних ор­ганов и истощению организма. Чрезвычайно широкий спектр био­логического действия ПХДД и ПХДФ стал причиной выделения этих ксенобиотиков в категорию суперэкотоксикантов. Вещество 2,3,7,8-тетрахлордибензо-л-диоксин (2,3,7,8-ТХДД) гораздо ток­сичнее таких боевых отравляющих веществ, как зарин.

Множественность клеточных мишеней для диоксинов и подоб­ных веществ в различных биологических средах определяет широ­кий спектр токсических эффектов. В их числе:

- эмбриотоксические и тератогенные (вызывающие дефекты развития); они повышают число спонтанных абортов, рождение потомства с аномалиями развития и т.д.;

- иммунотоксические, аналогичные действию вируса СПИДа;

- гистопатологические, вызывающие болезнь хлоракне (изме­нение клеток сальных желез кожи) и язвенную болезнь;

- метаболические, связанные с модуляцией активности;

- эндокринно-токсические, связанные с влиянием на метабо­лизм гормонов тироксина, эстрогенов, андрогенов (подавление синтеза тестостерона приводит к устойчивой феминизации по­томства);

нейротоксические, проявляющиеся в повышенной нервоз­ности, депрессивных состояниях, снижении уровня умственного развития, что объясняют влиянием полихлорированных диокси­нов и дибензофуранов на метаболизм некоторых нейротрансмит-теров в клетках головного мозга;

канцерогенные, вызывающие образование злокачественных опухолей.

В природной среде эти суперэкотоксиканты достаточно устой­чивы и могут длительное время находиться практически без изме­нений. Для них по существу отсутствует предел токсичности (яв­ление так называемой сверхкумуляции), а понятие ПДК (пре­дельной допустимой концентрации) не применяют. Организм че­ловека подвержен действию диоксинов и родственных им веществ через воздух (аэрозоли) и воду, а также пищевые продукты. Важ­но отметить, что многие хлорорганические соединения, в том числе и диоксины, достаточно устойчивы и могут накапливаться в продуктах (особенно в жирах) по мере их переработки, они не разрушаются при кулинарной (тепловой) обработке, сохраняя свое токсическое действие.

Сегодня существуют разнообразные источники поступления диоксинов и пути их проникновения в окружающую среду и орга­низм человека. В основном этот вид суперэкотоксикантов, как стало ясно, образуется в результате хозяйственной деятельности чело­века в промышленно развитых странах, особенно в городах, где сосредоточено большинство населения, и имеет, как правило, техногенное происхождение.

Источники поступления диоксинов и родственных соединений в окружающую среду и организм человека и животных взаимосвя­заны.

Сейчас применение данных пестицидов под запретом. Однако сравнительно недавно они использовались в сельском хозяйстве весьма широко, что в свое время, казалось, дало большой поло­жительный эффект. Затем оказалось, что хлорорганические пес­тициды крайне медленно разлагаются под влиянием физических, химических и микробиологических факторов, способны накапли­ваться в почве, растениях, передаваясь по пищевой цепи и кон­центрируясь в живых организмах.

Полиароматические углеводороды (ПАУ)

Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, и чем ниже температура в устройстве для сжигания, тем больше образуется ПАУ. Относи­тельно малые количества бенз(а)пирена обнаружены в асфальте.

Вместе с другими продуктами сгорания ПАУ поступают в воз­дух. При комнатной температуре все ПАУ — твердые кристалли­ческие вещества. Температуры их плавления близки к 200 °С, а давление насыщенных паров очень мало. При охлаждении горя­чих газов, содержащих ПАУ, вещества эти должны конденсиро­ваться и оседать в зоне их выбросов. На расстоянии нескольких километров от угольной ТЭС поверхность почвы загрязнена ПАУ. Но большая часть ПАУ уносится на дальние расстояния в виде аэрозолей. Прекрасным адсорбентом для ПАУ являются сажевые частицы.

Содержатся ПАУ и в питьевой воде.

В атмосфере ПАУ довольно устойчивы. Их постепенная транс­формация в иные продукты происходит при взаимодействии с озоном (с образованием полиядерных хинонов) и диоксидом азота (продукты — нитробенз(а)пирены характеризуются высокой му­тагенной активностью).

Сложность защиты окружающей среды от ПАУ связана с ма­лостью концентраций этих веществ. Однако эта опасная малость несравнима с малостью концентрации суперэкотоксинов — ве­ществ группы диоксинов.

Источники полихлорированных органических соединений.

Мак­симальный вклад в формирование диоксинового фона вносят пред­приятия промышленного хлорорганического синтеза, а также пе­реработка и применение этих продуктов. Особо опасными в этом отношении являются большинство процессов хлорирования орга­нических соединений, прежде всего тех, которые содержат в сво­ей химической структуре бензольные ядра, проводимые при вы­сокой температуре, пиролитическая переработка и сжигание от­ходов этих производств, а также синтез и применение так называ­емых предшественников полихлорированных ароматических соединений, к которым относятся не только полихлорфенолы и полихлорпирокатехины, но и хлорсодержащие пестициды, напри­мер линдан.

Все эти соединения могут превращаться в активные соедине­ния не только при пиролизе или сжигании отходов соответству­ющих производств, но и при метаболизме организмами в окружа­ющей среде.

Заметный вклад в диоксиновый фон вносит целлюлозно-бу­мажное производство. На стадиях устранения лигнина, компонента древесины, в структуре которого присутствует бензольное ядро, и дальнейшего отбеливания хлором с целью получения белой бу­маги возможно образование хлорированных фенолов — предше­ственников диоксинов. Диоксины были обнаружены в осадках цел­люлозно-бумажного производства (США), а затем и в крабах, обитающих в акватории целлюлозно-бумажного комбината. Бума­га, упаковка и изделия из нее являются еще одним источником диоксинов в быту, хотя и на чрезвычайно низком уровне их со­держания (~10~¹² г/кг). В принципе это может представлять опас­ность, поскольку кожные покровы человека эффективно извле­кают диоксины из бумажных изделий (салфеток, детских пеле­нок, носовых платков и т.д.).

Источником диоксинов могут быть и горящая свалка бытовых отходов, в которых присутствуют вышедшие из употребления из­делия из полихлорвинила, а также лесные пожары (особенно после обработки лесных массивов хлорорганическими пестици­дами) и даже небольшой костер, который часто можно наблю­дать осенью или весной в коллективных садах или на приусадеб­ных участках.

Выводы

• Многочисленными исследованиями доказано, что степень загрязненности тяжелыми металлами и токсичными элементами растений (зерна, овощей, плодов, кормов для всех видов животных) связано с содержанием их в окружающей среде. Источником токсичных ионов металлов могут быть воздух, почва, вода и пища. Отравление может произойти через дыхательные пути, кожные покровы и пищевой тракт. Основной мерой предупреждения отравления токсичными металлами является предупреждение экологических катастроф и рациональное использование минеральных ресурсов этих металлов и их соединений. Для предотвращения отравления законодательно введен контроль за содержанием вредных примесей (предельно допустимая концентрация — ПДК) токсичных металлов. Контролируются восемь наиболее опасных токсичных примесей: ртуть, свинец, олово, кадмий, медь, цинк, железо, мышьяк.

• Нитраты — вредные соединения, обладающие токсичностью для чело-века. Особой токсичностью обладает их восстановленная форма — нитриты, которые при попадании в организм взаимодействуют с гемоглобином крови.

Контрольные вопросы

1. Назвать источники попадания токсичных соединений в пищевые продукты.

2. Какую опасность представляет собой отравление ртутью и ее соединениями?

3. Существуют ли безопасные и полезные металлы для человека?

4. Почему запрещено производство и использование этилированного бензина?

5. Какие вещества более опасны для человека — нитраты или нитриты?

6. Каким образом можно снизить содержание нитратов и нитритов в продуктах питания?