38. Диоксины. Источники образования. Поведение в окружающей среде. Влияние на организм человека. Методы детоксикации.

Диоксины - абсолютно уникальные вещества. Специально их никто не производит, они образуются как побочные продукты высокотемпературных химических реакций с участием хлора и попадают в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий. Данные ксенобиотики (вещества, являющиеся чужеродными естественной среде и человеку) представляют собой группу химических соединений, характеризующуюся наличием хлора, связанного с атомами углерода.

В большую группу диоксинов и диоксиноподобных соединений входят как сами трициклические ароматические соединения: полихлорированные дибензо-p-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид (ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей молекуле атомы хлора.

Отличительной чертой представителей этих соединений является чрезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению; они способны сохраняться в окружающей среде, концентрироваться в биомассе и переноситься по пищевым цепям. Эти вещества являются супертоксикантами, универсальными клеточными ядами, поражающими всё живое.

В настоящее время строго доказано, что диоксины имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью ни одной из существующих ныне технологий. Поступление диоксинов в окружающую среду происходит преимущественно в виде микропримесей, поэтому на фоне других техногенных выбросов их негативное воздействие на живое вещество планеты долгое время оставалось незамеченным.

Однако из-за необычайных физико-химических свойств и уникальной биологической активности они могут стать одним из основных источников опасного долговременного заражения биосферы. К сожалению, диоксины и диоксиноподобные вещества непрерывно и во все возрастающих количествах генерируются цивилизацией в последние пол-века,выбрасываются в окружающую среду и накапливаются в ней. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов еще не достигла критического значения, но при отсутствии специальных мер грозит принять необратимый характер.

Существует также классификация способов поступления диоксинов в биосферу. Согласно ей, выделяют три основные группы способов:

1. функционирование несовершенных, экологически небезопасных технологий производства продукции химической, целюллозно-бумажной, металлургической промышленности. Для них всех характерны диоксинсодержащие отходы и сточные воды в период регулярной деятельности, а также большие дополнительные выбросы в случае аварийной обстановки;

2. использование химической или иной продукции, содержащей примеси (диоксинов или их предшественников) и/или продуцирующей их в процессе использования или аварии;

3. несовершенство и небезопасность технологии уничтожения, захоронения и преобразования отходов.

Поведение в окружающей среде. В биосфере диоксин быстро поглощается растениями, сорбируется почвой и различными материалами, где практически не изменяется под влиянием физических, химических и биологических факторов среды. Благодаря способности к образованию комплексов, он прочно связывается с органическими веществами почвы, купируется в остатках погибших почвенных микроорганизмов и омертвевших частях растений. Период полураспада диоксина в природе превышает 10 лет. Таким образом, различные объекты окружающей среды являются надежными хранилищами этого яда.

Из почв диоксин выводится преимущественно механическим путем. Отличающиеся низкой плотностью комплексы диоксина с органическими веществами, а также содержащие его остатки погибших организмов выдуваются с поверхности почвы ветром, вымываются дождевыми потоками и в итоге устремляются в низменности и акватории, создавая новые очаги заражения (места скопления дождевой воды, озера, донные отложения рек, каналов, прибрежной зоны морей и океанов).

Многие из диоксинов являются сильными канцерогенами и тератогенами. Попав в организм, диоксины действуют на молекулярном уровне, подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, они провоцируют развитие онкологических заболеваний. Основное действие диоксинов на человека обусловлено их влиянием на рецепторы клеток, ответственных за работу гормональных систем. Диоксины вторгаются в сложную отлаженную работу эндокринных желез, «маскируясь» под естественные гормоны, но, не являясь таковыми, они нарушают нормальную работу всей системы организма – регулируя его обмен веществ, репродукцию, рост, развитие.

Вследствие этого возникают гормональные и эндокринные расстройства - изменяется содержание половых гормонов, гормонов щитовидной и поджелудочной желез, это увеличивает риск развития сахарного диабета, нарушаются процессы полового созревания и развития плода. Дети отстают в развитии, их обучение затрудняется, у молодых людей появляются заболевания, свойственные старческому возрасту.

Диоксины вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание, повышая вероятность бесплодия, самопроизвольного прерывания беременности, врожденных пороков и прочих аномалий.

У женщин очень часто возникают нарушения менструального цикла, а в худшем случае - нарушается репродуктивная функция. При этом острых реакций (как при обычных отравлениях) практически не бывает.

Диоксины вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляя работу иммунной системы, вызывая иммунодефицит, увеличивая восприимчивость организма к инфекциям, возрастает частота аллергических реакций - приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа». Исследования подтвердили, что диоксины вызывают генетические мутации (уродства) и врожденные аномалии развития у детей.

Являясь сильнейшим мутагеном, к диоксину особенно чувствительны развивающиеся организмы - эмбрион, плод, новорожденные, а также молодые особи. Этот яд особо опасен длительным периодом скрытого действия. Признаки поражения диоксином очень сложно определить - они зависят от дозы, возрастных особенностей организма и его состояния.

Диоксиновые соединения накапливаются в организмах будущих матерей, в грудном молоке, повреждая половые функции еще нерожденных детей, разрушая иммунную систему. Через плаценту и с грудным молоком диоксины передаются плоду и ребенку. Во время кормления грудью мать теряет до 40% всех диоксинов (накопившихся в организме женщины в течение всей её жизни), которые были в ее жировых тканях (т.к. диоксины легко связываются именно с жирами - являются липофильными).

Методы детоксикации

За сутки мы потребляем более 15 кг воздуха. Многие растения-доноры (такие, как пальма, плющ, папоротники, фикусы и т.д.) очищают воздух от токсичных примесей.

На сегодняшний день одним из самых эффективных и достаточно экономичных методов очистки воздуха закрытых помещений от органических и некоторых неорганических экозагрязнителей является метод фотокаталитического окисления.

Фотокаталитический очиститель воздуха разрушает токсичные примеси - диоксин, фенол,формальдегид, аммиак, озон, сероводород и т.д. Под действием ультрафиолетового излучения в присутствии фотокатализатора вредные примеси разлагаются до безвредных компонентов воздуха – двуокиси углерода и воды.

Пить необходимо только очищенную воду, ни в коем случае не пить кипяченую хлорированную воду (диоксины могут образовываться при кипячении хлорированной воды). При кипячении хлорированной воды, органические соединения вступают в реакцию с хлором (в мегаполисах в водопроводной воде обнаруживают более 240 соединений) и образует хлорорганические соединения, такие, как трихлорметан и диоксин (при попадании фенола в воду образуется диоксин). Во многих странах уже отказались от обеззараживания воды хлорированием.

Можно очищать воду фильтрами для очистки воды, но менять в нем картриджи нужно часто, чтобы вместо очищенной воды не получить массу бактерий из загрязненного фильтра. На сегодня существует такой современный материал - активированные углеродные волокна, превосходящие по качеству очистки активированный уголь. Волокна способны поглощать ионы тяжелых металлов и подавлять жизнедеятельность бактерий.

39. Полициклические, ароматические углеводороды. Источники образования. Поведение в окружающей среде. Влияние на организм человека. Способы снижения содержания ПАУ в пищевых продуктах.

Полициклические ароматические углеводороды (они же полиароматические углеводороды, ПАУ) являются одними из самых сильных загрязнителей окружающей среды. Они состоят из нескольких (два и более) конденсированных ароматических колец, и не содержат других атомов, кроме углерода и водорода. Простейший пример из двух ароматических колец – нафталин.

Основными природными источниками ПАУ являются нефть и уголь. Соответственно, ПАУ образуются и выделяются при переработке нефти, сжигании нефтепродуктов и угля. Однако есть и другие источники ПАУ. Так, для человека одним из основных источников ПАУ является табак (образуются при курении).

В пищевые же продукты, ПАУ может попадать как из окружающей среды (реже), так и образовываться в процессе приготовления пищи при высоких температурах, например, в жареном на открытом огне или гриле мясе, копченой рыбе, подгоревших продуктов (например, хлебобулочных изделий). Дополнительным источником ПАУ в пищевых продуктах может служить упаковка, особенно если пищевой продукт предрасполагает к миграции в него ПАУ (например, молоко – жировые капли хорошо экстрагируют ПАУ из упаковки).

За год взрослый человек с пищевыми продуктами получает в среднем около 6 мкг бензпирена (бензапирена). В районах, с повышенным содержанием ПАУ в окружающей среде количество потребляемого с пищевыми продуктами бензпирена возрастает в несколько раз, что может приводить к превышению допустимой суточной дозы.

Токсичность ПАУ обусловлена их мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами. У детей ПАУ могут вызывать задержку в развитии, провоцировать развитие астмы.

Канцерогенность ПАУ на 70-80 % обусловлена бензапиреном. В связи с этим из всех ПАУ в пищевых продуктах контролируют только бензапирен, по нему же и оценивают загрязненность пищевых продуктов ПАУ.

Как правило, содержание ПАУ контролируют в тех продуктах, где вероятность превышения норматива очень велика, а именно во всех продуктах полученных с использованием процесса копчения (включая ароматизаторы). Норматив для бенз(а)пирена установлен на уровне 1 мкг/кг (в пересчете на жир). В продуктах для детского питания его содержание не допускается (в пределах обнаружения существующих методов). 

Способы снижения ПАУ в пищевых продуктах.

 Наиболее эффективными путями снижения содержания ПАУ в пищевых продуктах являются совершенствование способов технологической и кулинарной обработки продуктов, удаление ПАУ путем рафинирования растительных масел, применение для производства копченых мясных продуктов коптильных жидкостей, стандартизованных по содержанию ПАУ.