Диоксины и диоксинподобные соединения

О химия, не дай темнить твой ореол.

Оставь моей земле священный запах меда...

Рыленков Н. И.

К диоксинам — полихлорированным дибензодиоксинам (ПХДД) относится большая группа ароматических трициклических соединений, содержащих от 1 до 8 атомов хлора. Кроме этого существует две группы родственных химических соединений — полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ), которые присутствуют в окружающей среде, продуктах питания и кормах одновременно с диоксинами.

В настоящее время выделено 75 ПХДД, 135 ПХДФ и более 80 ПХБ. Они являются высокотоксичными соединениями, обладающими мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами.

Источниками диоксина и диоксинподобных соединений могут быть предприятия металлургической, целлюлозно-бумажной и нефтехимической промышленности. Учитывая образование диоксинов в качестве побочных продуктов различных химических реакций и связанной с этим опасностью загрязнений, Издан список веществ, при производстве которых могут образовываться диоксины. Этот список состоит из 4 подгрупп веществ, и включает 84 органических соединений и 33 биоцидных вещества. В основном, диоксины и диоксинподобные соединения образуются при сгорании синтетических покрытий и масел, уничтожении отходов в мусоросжигательных печах, содержатся в выхлопных газах грузовых автомобилей. Для снижения отложений свинца в моторное топливо, содержащее алкилсви- нец (0,15 г свинца в 1 л бензина), добавляют дихлорэтан в качестве «мусорщика».

Основными представителями рассматриваемой группы соединений являются 2,3,7,8-тетрахлордибензопарадиоксин (ТХДД), 2,3,7,8-тетрах- лордибензофуран (ТХДФ).

Одним из наиболее токсичных и хорошо изученных диоксинов является ТХДД. По ТХДД ведется расчет суммарного токсичного действия ПХДД, ПХДФ и ПХБ. В структуру ТХДД входят два бензольных кольца с различной степенью хлорирования, связанных между собой двумя атомами кислорода в ортоположении.

Для замещения атомами хлора остаются 8 мест (1, 2, 3, 4 и 6, 7, 8, 9).

Из-за липофильности ТХДЦ может накапливаться в жировых отложениях организма, где его содержание может превысить содержание в природной среде в 100—20 000 раз. Проведены длительные исследования поведения 2,3,7,8-ТХДД в организме человека по результатам обследования ветеранов вьетнамской войны и жителей г. Севезо (Италия). В пробах жировых тканей ветеранов вьетнамской войны обнаружено до 173 трлн-1 2,3,7,8-ТХДД, в то время как фоновая концентрация у жителей США, не подвергавшихся действию диоксинов, составляет около 20 трлн-1.

О токсичности ТХДЦ существуют самые различные противоречивые мнения. Так, например, нет единого мнения о его способности вызывать раковые заболевания у человека. Однако установлено, что в присутствии ТХДЦ усиливается воздействие на человеческий организм свинца, кадмия, ртути, нитратов, хлорфенолов, радиации. ТХДЦ представляет собой самое ядовитое из всех известных искусственно созданных соединений.

Отравление ТХДЦ вызывает хлоракне, которое выражается в трудно излечимом поражении кожи, после чего остаются шрамы, кроме того, ТХДЦ вызывает тяжелые повреждения печени, сопровождающиеся массовым распадом клеток печени и поступлением желчи в кровеносную систему. В результате этого возможна глубокая потеря сознания (кома), что приводит к летальному исходу. При беременности ТХДД может привести к патологии организма ребенка.

Для оценки токсичности других изомеров ПХДД, ПХДФ, ТХДФ и др. введен так называемый эквивалент токсичности — ТХДЦ-ЭТ (табл. 4.20), хотя такой подход оспаривается некоторыми токсикологами.

Таблица 4.20

Эквиваленты токсичности (ЭТ) ПХДД и ПХДФ

Изомеры

ЭТ

Изомеры

ЭТ

2,3,7,8-Сущ

1

2,3,7,8-С14ДФ

од

1,2,3,7,8-С15ДД

од

1,2,3,7,8-С15ДФ

од

1,2,3,4,7,8-ОДД

0,1

2,3,4,7,8-С15ДФ

од

1,2,3,6,7,8-СЗДЦ

0,1

1,2,3,4,7,8-ОДФ

од

1,2,3,4,6,7,8-С17ДД

0,01

1,2,3,6,7,8-С1бДФ

од

1,2,3,4,6,7,8,9-авДД

0,001

1,2,3,7,8,9-ОДФ

од

Структура полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ) также содержит два бензольных кольца с различной степенью хлорирования, соединенных между собой одним атомом кислорода и связью С—С.

После проникновения дибензофуранов через кишечный эпителий происходит их связывание с белками крови, причем основными органами, где они аккумулируются, являются печень и жировые ткани.

е?Э ПХДФ оказывают тератогенное и отравляющее действие на зародыши. Уже очень низких концентрациях вызывают смерть эмбрионов. Так, ЛД50 для эмбрионов крыс составляет 1—2 мкг/г, мышей — 7 мкг/г. Кроме того, наблюдаются явно выраженные уродства. Наиболее часто встречается такое уродство, как «волчья пасть».

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) во многом сходны с ПХДД и ПХДФ. Основу структуры бифенилов представляют 2 бензольных кольца, связанные обычной химической связью:

Период полураспада этих соединений в природной среде составляет от 10 до 100 лет, что значительно больше, чем для ДДТ. Эти чрезвычайно устойчивые вещества применяют как жидкие теплоносители в холодильных установках как пластификаторы в пластмассах. Несмотря на малорастворимость ПХБ в воде и высокую температуру кипения они встречаются повсеместно — в воздухе, почве и воде, — включаясь, таким образом, в пищевые цепи и системы.

Исследования, проведенные на Женевском озере, позволили установить такую последовательность миграции ПХБ в пересчете на сухую массу: осадки (0,02 млн-1) — водные растения (0,04— 0,07 млн-1) — планктон (0,39 млн-1) — моллюски (0,06 млн-1) — рыба (3,2—4,0 млн-1) — яйца птиц, питающихся рыбой (56 млн-1). В то же время концентрация ПХБ в жировых тканях человека составляет от 0,1 до 10 млн-1.

«И Токсичность ПХБ заметно возрастает с увеличением содержания в них хлора. Отравление ПХБ вызывает хлоракне, изменяет состав крови, структуру печени и поражает нервную систему. Эти соединения обладают также сильным канцерогенным действием.

Таким образом, диоксинами является не какое-либо конкретное вещество, а несколько десятков семейств трициклических кислородсодержащих ксенобиотиков и семейство бифенилов, не содержащих атомы кислорода.

В организм человека диоксины попадают, в основном, с продуктами питания животного происхождения. Среднее фоновое содержание суммы ТХДД и ТХДФ в европейских странах составляет в говядине 0,52 нг/кг, в свинине — 0,25 и в курятине — 0,35 нг/кг; в США — соответственно 0,48; 0,26 и 0,19 нг/кг; в озерной и речной рыбе — 8 — 10 нг/кг. Суммарное суточное поступление диоксина в организм человека с продуктами питания составляет в Германии 79 пг (пикограмм), в Японии — 63, в Канаде — 92, в США — 119.

Для расчета ДСД диоксинов в разных странах пользуются различными критериями. В Европе в качестве основного критерия токсичности диоксинов принимают его онкогенность (способность вызывать раковые заболевания), в США — иммуннотоксичность (снижение иммунной системы). Согласно рекомендациям ВОЗ допустимая суточная доза (ДСД) для человека 10 нг/кг. Аналогичный уровень принят в России.

С учетом ДСД диоксинов, определены максимально допустимые уровни (МДУ) их содержания в основных группах пищевых продуктов в нг/кг — в пересчете на ТХДД (табл. 4.21).

Таблица 4.21

Максимально допустимые уровни диоксинов в основных пищевых продуктах (Россия)

Продукт

МДУ, нг/кг в пересчете на ТХДД

Молоко (в пересчете на жир)

5,2

Рыба

в пересчете на жир

  • 11,0
  • 88,0

Мясо

в пересчете на жир

  • 0,9
  • 3,3

Другие пищевые продукты

0,036

Вода питьевая, нг/л

20

В других странах значения МДУ диоксинов в пищевой продукции отличаются от МДУ, принятых в России. Так, в Германии МДУ диоксинов в молоке составляет 1,4 нг/кг, в питьевой воде — 0,001 нг/л; в США в пищевых продуктах — 0,001 нг/кг. Из этого следует, что в России предстоит большая работа по идентификации и оценке токсичности диоксинов.

СанПиН 2.3.2.1078—01 предусмотрено нормирование полихлорированных бифенилов в рыбе и рыбопродуктах не более 2,0 мг/кг, печени рыб и продуктах из нее — не более 5,0 мг/кг.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >