Лекція 3. Безпечність синтетичних мийних засобів, засобів захисту рослин, парфумерно-косметичних товарів та їх вплив на довкілля

План лекції

1. Вплив синтетичних мийних засобів на людину та довкілля. Вимоги до показників їх безпечності.

2. Вплив засобів захисту рослин на людину та довкілля.

3. Безпечність парфумерно-косметичних товарів.

Література

Основна: 3.

Додаткова: 9, 16, 29, 34, 40, 49.

1. Вплив синтетичних мийних засобів на людину та довкілля. Вимоги до показників їх безпечності

Широке застосування в побуті синтетичних мийних засобів не тільки полегшує життя людям, але також й є причиною багатьох екологічних проблем, у першу чергу забруднення водних об'єктів, і навіть може впливати на стан здоров'я людей. Основним компонентом синтетичних мийних засобів, що викликають найбільше занепокоєння, є поверхнево-активні речовини (ПАР).

Виробництво й широке застосування детергентів (детергенти - прийнята міжнародна назва мийних засобів) обумовило їхнє надходження в джерела господарсько-питного водопостачання. У водні джерела ПАР можуть надходити з побутовими стічними водами при використанні синтетичних мийних засобів (СМЗ) у побуті, пральнях і т.д. ПАР містяться практично у всіх промислових й побутових стічних водах будь-якого населеного пункту. При очищенні стічних вод 10% забруднень, як правило, найбільш стійких і таких, які повільно піддаються окисленню, надходять у навколишнє середовище. Фактичний вміст детергентів у змішаному стоці міст у цей час найчастіше становить 5 мг/л. Надходячи у водойму, ПАВ можуть впливати на органолептичні властивості води.

Велике екологічне значення має здатність ПАР надавати воді присмак і запах: каніфольних, мильний, нафтопродуктів, невизначений.

Досить важливої з екологічної точки зору особливістю ПАР є їх висока піноутворююча здатність. Піна перешкоджає також аерації водойм, погіршуючи їх самоочищення. У піні концентруються органічні забруднення й мікрофлора, у тому числі й патогенна. Концентрація ПАР в такій піні може перевищити концентрацію їх у воді в сотні разів.

У великих концентраціях (на рівні декількох г/л) ПАР можуть змінювати рН у лужний бік.

Таким чином, вплив ПАР на органолептичні властивості води, санітарний режим водойм і очисні споруди:

• детергенти в результаті широкого використання можуть надходити зі стічними водами й з поверхневим стоком у багато водойм, у тому числі й у джерела господарсько-питного й культурного призначення;

• екологічне значення ПАР як фактора забруднення водойм і питних вод значною мірою визначається їхніми фізичними властивостями: здатністю знижувати поверхневий натяг рідин, високою здатністю до піноутворення, емульгуванню й стабілізації у воді інших речовин;

• деякі ПАР в низьких концентраціях, близьких до граничних, здатні надавати воді сторонні запах і присмак,

• вони здатні впливати на процеси самоочищення водойм, поглинаючи розчинений у воді кисень;

• детергенти викликають первинні зміни у водоймі внаслідок їхнього прямого впливу на воду, що може стати причиною вторинних змін у водоймах, у результаті чого порушується взаємозв'язок водних організмів;

• вони здатні сповільнювати процеси трансформації азотних сполук, знижувати процеси нітрифікації, порушувати процеси біологічного самоочищення водойм;

• у процесі реагентной обробки води ПАР можуть трансформуватися в речовини з іншими фізико-хімічними й токсичними властивостями;

• бар'єрна функція сучасних водопровідних очисних споруджень в умовах забруднення гідросфери ПАР недостатня.

За здатністю до біохімічного розкладання детергенти можна поділити на три групи: м'які - ступінь окислення не більше 80%, проміжні - ступінь окислення 60-80 % і тверді - ступінь окислення менш 60 %.

Повнота й швидкість біохімічного окислювання аніонактивних ПАР залежить від довжини й ступеню розгалуження алкільного радикала. Сполуки з н-алкильним ланцюгом окислюються значно швидше й повніше сполук із розгалуженим ланцюгом. Чим вище ступінь розгалуження, тим важче протікає біоочистка.

Найважче піддаються біологічному розкладанню алкілбензосульфонати, які відносяться до другої групи й ступінь їхнього окислювання залежить від довжини й ступеня розгалуженості алкільного радикала і меншою мірою від положення фенольної групи [3-5].

Серед сульфонолів, які випускаються промисловістю, найбільше легко біохімічному розпаду піддається сульфонол НП-3. Сульфонол НП-1 досить стійкий до біохімічного окислювання [4-6].

ПАР володіють відносно низькою токсичністю для людини й теплокровних тварин. ПАР, які використовують у засобах побутової хімії, мають невисоку токсичність і належать переважно до 4 класу небезпечності (мало небезпечні), крім катіонних речовин, які більш токсичні і можуть бути віднесені до помірно небезпечних та небезпечних (2 та 3 класи небезпечності).

Незважаючи на те, що токсичність мийних засобів невисока, присутність їх у водоймах вище припустимих концентрацій може викликати отруєння риб. Особливо вони небезпечні для мальків риб, ікринок, мікроорганізмів водойм. летальною дозою СМЗ для мальків риб є концентрація 3,5-18,0 мг/л.

Найбільш низькою токсичністю серед СМС характеризуються неіоногенні мийні речовини на основі алканів. Токсичність аніонактивних мийних речовин помітно вище, ніж у неіоногенних ПАР на основі алканів.

З аніонних ПАР токсичність вище в сполук, що містять ароматичне кільце, порівняно з речовинами, у яких гідрофобна частина молекули представлена жирними радикалами. Трохи менш токсичні серед синтетичних аніонактивних сполук алкілсульфати.

токсичність катіонактивних ПАР майже в десять разів вище, ніж аніонактивних. Тому в мийних засобах вони застосовуються в незначних кількостях й, як правило, у суміші з неіоногенними ПАР, а загальна їхня концентрація невелика. Із всіх мийних речовин найменш токсичні мила, які на 60-70 % складаються із солей жирних кислот алкілкарбоксилатов.

Слід зазначити, що детергенти порівняно мало токсичні для людини й теплокровних тварин при тривалому (до двох років і більше) введенні як у невеликих концентраціях, так й у значно перевищуючий їхній зміст у водоймах і питній воді. І тільки у високих концентраціях ПАР можуть викликати в організмі різні зміни. Відзначається виражена гемолітична дія аніонних ПАР на рівні смертельних доз. Гемоліз затримується в присутності холестерину, фосфоліпідів, сироватки або плазми. Клінічна характеристика отруєння характеризувалася при впливі аніонних детергентів адинамією, відмовою від їжі, хеканням, короткочасним порушенням, ступором, судомами й настанням смерті. Клінічна характеристика отруєння для неіоногенних ПАР - тремор, порушення координації рухів, пригноблене з, діарея, асцит, гострий гастроентерит, поразка шлунково-кишкового тракту.

Тісний контакт людини з ПАР створює умови для можливого несприятливого впливу детергентів на організм. ПАР впливають на окремі процеси обміну речовин в організмі тварин. Відзначається вплив ПАР СМЗ на активність ферментів (каталази, пероксидази, холінестерази крові, аспарагінової й аланінової трансамінази сироватки крові) і вміст піровиноградної кислоти в крові, загального білка, холестерину, сульфгідрильних груп у сироватці крові. При впливі аніонного ПАР ці зміни проявляються переважно в другій половині хронічного випробування.

Аніонні детергенти, на прикладі сульфонолу та первинного алкілсульфату натрію, є токсичними сполуками для ендогенних ПАР слизової оболонки верхніх дихальних шляхів, зокрема перший із них більшою мірою. Дія неіоногенних детергентів на електропровідність слизових оболонок верхніх дихальних шляхів виражена меншою мірою, ніж аніонних.

При потраплянні ПАР і хімічних препаратів на їхній основі на слизові оболонки очей розвиваються кон’юнктивіт, хемоз, запалення райдужної оболонки. При вдиханні дані речовини можуть викликати ларингоспазми (особливо в дітей) і пневмонію.

Використовуючи поверхнево-активні речовини у складі композиції мийних, чистячих, парфумерно-косметичних та інших засобів побутової хімії, важливе значення має вивчення впливу детергентів на бар'єрну функцію шкіри. Адже, застосовуючи засоби побутової хімії, шкіра людини, в першу чергу, має контакт з ПАР, які можуть суттєво впливати на бар'єрну, захисну та транспортну функції шкіри.

Контакт шкіри людини з водними розчинами ПАР і хімічних речовин на їхній основі викликає зниження кількості загальних ліпідів і зміну активної реакції рН на її поверхні. При цьому на шкірі значно зменшується вміст амінокислот, а їхній фон відновлюється через 48-72 години й пізніше. найбільш виражену дію на шкіру викликають катіонні детергенти. Вони знижують збудливість рецепторів, що збільшує сенсорну хронаксію, проникність капілярів, функціональні порушення у вегетативній нервовій системі та змінах рН шкіри у лужне середовище. У результаті хронічного експерименту встановлено, що при тривалому контакті з катіонними ПАР поріг подразнюючої дії на шкіру відповідає 1 мг/кг, недіючою дозою при цьому є 0,5 мг/кг. Аніонні ПАР по утворенню та перебігу дерматиту, а також щодо часу відновлювального періоду займають проміжне становище. Під впливом аніонних ПАР у дозах 10 та 20 мг/кг спостерігається незначна структурна перебудова епідермісу та дерми, що виражалась у потовщенні зернистого шару епітелію та зміні просторового розташування і набрякання колагенових волокон. Значне підвищення кількості тканинних базофілів свідчить про сенсибілізуючий та локально алергізуючий вплив аніонних ПАР. Даний процес більш виражений при дії детергентів з бензольним кільцем. Подібні зміни відбуваються також і в гістоструктурі шкіри.

Вираженість алергічних ефектів знаходиться в залежності від фізико-хімічної структури молекули ПАР, подібності кон'югованих антигенів, співвідношення детергентів у композиції засобів побутової хімії та їх доз. Здатність детергентів викликати сенсибілізацію при потраплянні на шкіру випливає з їх можливості взаємодіяти з білками шкіри та створювати чужорідні субстанції з високою молекулярною масою, що є головним та обов'язковим фактором антигенності. Алергійний ефект більш виражений у катіонних і менше у неіоногенних ПАР. Аніонні детергенти займають проміжне положення. Поріг алергенної дії аніонних і неіоногенних ПАР перебуває в межах 10-20 мг/кг маси, для катіонних речовин — 0,5 мг/кг.

Дані щодо кумулятивних властивостей детергентів є суперечливими. Аніонні ПАР переважно не володіють кумулятивними властивостями. Більш виражена кумулятивність у більшості неіоногенних детергентів. Можливо, це пояснюється їх значною стійкістю до знешкодження в організмі завдяки електронейтральності, шо відрізняє неіоногенні ПАР від аніонних. Катіонні ПАР володіють вираженими та помірними кумулятивними властивостями.

При впливі високих доз ензиму й ПАР спостерігається ембріотоксичний ефект. Деякі ПАР володіють коканцерогеними властивостями. інтоксикація теплокровних організмів детергентами — це вільнорадикальна патологія. Продукти біотрансформації ПАР в організмі — спирти, альдегіди, ефіри — здатні чинити багатоспрямовану дію на різноманітні органи, системи та функції організму.

Висновки про вплив ПАР на організм людини й лабораторних тварин:

• ПАР низько токсичні для людини і лабораторних тварин;

• деякі ПАР здатні чинити подразнювальний вплив на шкіру й слизові оболонки;

• вони здатні тільки у високих дозах впливати на ферментні системи, порушуючи обмінні процеси в організмі, зокрема, ліпідний, білковий та вуглеводний обмінні процеси;

• найбільш піддаються впливу ПАР печінка, шлунково-кишковий тракт, елементи крові, нирки, нервова система;

• детергенти можуть чинити сенсибілізуючу дію й викликати в організмі розвиток складного комплексу імунних реакцій;

• окремі ПАР у випробуваннях на тваринах у високих дозах можуть чинити канцерогенну, ембріотоксичну, тератогенну дію.

Населення, використовуючи синтетичні мийні засоби, зазнає комплексно-комбінованої дії ПАР, адже до складу СМЗ входить кілька детергентів. В одних випадках в людини суб'єктивних негативних відчуттів не спостерігається, в інших виникають скарги на подразнення шкіри при носінні випраного одягу. через те що на поверхні тканин присутні залишкові кількості кількох ПАР [44], у цьому випадку людина виявляє негативне відношення до комбінованої перкутанної дії двох і більше детергентів.