Экология. Реферат Влияние диоксина на организм человека
![]()
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.Т.ТРУБИЛИНА» Факультет Энергетики Кафедра прикладной экологии РЕФЕРАТ «Влияние диоксина на организм человека» Выполнила студентка: ФЭ 1822 Андреева Ангелина Проверил: Мельченко А.И. Краснодар 2018 Содержание Введение…………………………………………………...…стр.3
Заключение…………………………………………………..стр.17 Список использованных источников………………………стр.18 Введение В последние четверть века к обширному перечню экологических бед, угрожающих цивилизации, добавилась ещё одна – опасность общепланетарного отравления среды нашего обитания диоксином и родственными соединениями. Диоксин и многочисленная группа диоксиноподобных веществ – это чужеродные живым организмам вещества (ксенобиотики), поступающие в живую и неживую природу с продукцией или отходами многочисленных технологий. В отличие от множества других ксенобиотиков, например хлорорганических пестицидов, диоксины никогда не являлись целевой продукцией человеческой деятельности, а лишь сопутствовали ей в виде микропримесей. Поэтому негативное воздействие микропримесей диоксинов на живое вещество планеты на фоне действия тысяч и миллионов других техногенных выбросов многие десятилетия оставались незамеченными. Однако именно микропримеси диоксинов, характеризующихся комплексом необычных физико-химических свойств и уникальной биологической активностью, могут стать одним из источников опаснейшего долговременного заражения биосферы. И эта опасность несравненно более серьезна, чем заражение природы многими другими веществами, например хлорорганическими пестицидами. Обнаружение у женщин ряда европейских стран диоксинов в грудном молоке побудило ВОЗ организовать специальный комитет по диоксинам, который провёл ряд исследований, посвященных распространению данных веществ в окружающей среде. Полученные результаты были неутешительными и позволили прийти к выводу о широкомасштабном распространении диоксинов и диоксиноподобных веществ с постепенным и постоянным их накоплением в биологических системах. Диоксин и родственные соединения непрерывно и во всё возрастающих масштабах генерируются цивилизацией в последние полвека, выбрасываются в природную среду и накапливаются в ней. Этот процесс не знает ни пределов насыщения, ни национальных границ. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов в гидросфере и литосфере может достичь критических значений и поражение живого вещества может принять необратимый характер. ![]()
В последнюю четверть века к обширному перечню экологических бедствий, угрожающих цивилизации, добавилось ещё одно: опасность общепланетарного отравления среды нашего обитания диоксинами и им родственными соединениями. 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 черезвычайно 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. В широком смысле химики трактуют диоксины как оксиды веществ, образующиеся во время различных технологических процессов, обычно связанных с высокими температурами и в присутствии хлора. Основные причины эмиссии диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространенного поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов. Другой источник опасности – целлюлозно-бумажная промышленность. Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ. К примеру, производство и применение 1 млн тонн хлорной продукции дает не менее 1 тонны диоксинов. При сжигании деревьев из экологически загрязненных мест в аэрозольное состояние переходят вредные вещества - в воздух выбрасываются:
Сильные выбросы их происходят при сжигании твердых бытовых отходов. Одна печь подобного назначения в течение года выбрасывает от 1 до 100 г диоксинов, основное количество которых выделяется с газами. Объемы выбросов загрязнителя возрастают при наличии в уничтожаемом мусоре поливинила (ПВ) и других полимеров, органических и неорганических соединений хлора. Поэтому новая стратегия борьбы с загрязнением среды диоксинами основана на сборе отдельных компонентов мусора с выделением уничтожаемых частей, вторичного сырья и пищевых отходов – для получения компостов и биогумуса. Выбросы диоксинов происходят также при сжигании моторных топлив и разнообразных материалов, содержащих в качестве присадок, пластификаторов и добавок хлор- или броморганические вещества. Диоксины тяжелее воздуха, а значит, оседают на почве и попадают в легкие и желудки с пылью или пищей. В дикой природе диоксины не образуются. Таблица 1 Нормативы содержания диоксинов в объектах окружающей среды в различных странах
Диоксины образуются в качестве побочного продукта при производстве гербицидов хлорфенольного ряда (прежде всего, производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислот, а также их эфиров). Аномально высокие токсичные свойства диоксинов связаны со строением этих соединений, с их специфическими химическими и физическими свойствами: • практически не растворимы в воде; • до температуры 900°C на диоксины не действует термическая обработка; • период их полураспада в окружающей среде приблизительно 1 год; • попадая в организм человека или животных, накапливаются в жировой ткани и очень медленно разлагаются и выводятся из организма (период полувыведения из организма человека составляет до 30 лет). • нейтрализуется в лабораторных условиях методами дехлорирования, например, нафтолятом натрия. Диоксины относятся к ксенобиотикам - это вещества, чужеродные живым организмам. Для диоксинов не существует предельно допустимых концентраций - они являются токсичными в любых количествах, меняться будут только формы проявления этой токсичности. В малых дозах они вызывают мутагенный эффект и воздействуют на различные ферментные системы организма. Более этого - для диоксинов характерен эффект синергизма - он усиливает действие токсичных веществ. И если же в организм попадёт ещё какой-то канцероген, то в присутствии диоксина вероятность возникновения рака увеличится многократно. Диоксин является синергетиком к воздействию таких токсикантов как:
Также причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции. Диоксины, подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа». В пораженном организме происходит, с одной стороны, разрушение ионов, нейромедиаторов, витаминов, метаболитов и лекарств, с другой – биоактивизация предшественников мутагенов, канцерогенов, нейротоксических ядов, а также превращение в высокотоксичные производные множества сравнительно безопасных синтетических и природных соединений. Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей. Диоксин относится к типу ядов, накапливающихся в клетке и тканях организма. Поэтому каждая последующая его порция быстрее поглощается организмом, вызывая еще более сильные токсические эффекты. Следовательно, диоксин крайне опасен при хроническом отравлении малыми дозами. Более того, этот яд особенно сильно поражает генофонд популяций аэробных организмов, разрушая механизмы адаптации и защиты от воздействия высшей среды. Диоксин, попадая в почву, где находятся другие, менее токсические элементы, ядовитые продукты, отличающиеся быстрым распадом и т.п., воздействует на экосистемы, и этот процесс приобретает лавинообразный характер. Возникает беспрецедентная ситуация, когда одно биологически активное вещество образует бесчисленное множество синергических пар с разнообразными органическими и неорганическими соединениями, обладающих различными механизмами действия на организм. Особенно опасен этот яд длительным периодом скрытого действия. К тому же, очень сложно определить признаки поражения диоксином: они зависят от дозы, возрастных особенностей организма и его состояния. В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов – с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов – с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку. В настоящее время идёт поиск генетической модификации некоторых видов бактерий с целью улучшить их способности к поглощению диоксинов. Также в настоящее время для определения содержания диоксинов применяют хромато-масс-спектрометрию и анализ с помощью биотестов (CALUX). Впервые об опасности диоксинов широко заговорили в 1971 г. в США. Один предприимчивый гражданин решил опрыскать свой ипподром отходами с ближайшего химического завода, чтобы не росла трава до скачек. Вместе с травкой умерли птички, лошади, а людей пришлось госпитализировать с острыми отравлениями.
Основными крупными источниками диоксинов являются:
Источники возникновения и пути проникновения их в живую и неживую природу весьма разнообразны. Серьезных доказательств накопления каких-либо существенных количеств этих ксенобиотиков в донных отложениях рек и озёр, образовавшихся до 1940 г., т.е. до начала масштабного производства гербицидов на основе феноксиуксусных кислот, не найдено. Не обнаружено и серьёзных доказательств биогенного образования диоксинов III-VI или их предшественников непосредственно в живой природе. В настоящее время считается строго доказанным, что диоксины имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью ни одной из существующих технологий. Их появление в окружающей среде обусловлено развитием разнообразных технологий, главным образом в послевоенный период, и в основном связано с производством и использованием хлорорганических соединений и утилизацией их отходов. Во всяком случае, ни в тканях эскимосов, замёрзших 400 лет назад, ни в тканях чилийских индейцев, мумифицированных 2800 лет назад, диоксины не обнаружены даже в следовых количествах. Таблица 2 Источники загрязнения диоксинами
По хозяйственно-территориальным признакам источники удобно подразделять на локальные и диффузионные (пространственно распределённые), а по темпам накопления в окружающей среде и объектах живой природы – на регулярные и экстремально-залповые.
Кратковременное воздействие на человека высоки уровней диоксинов может привести к патологическим изменениям кожи, таким как хлоракие и очаговое потемнение, а также к изменениям функции печени. Длительное воздействие приводит к поражениям иммунной системы, формирующейся нервной системы, эндокриднной системы и репродуктивных функций. В результате хронического воздействии диоксинов у животных развиваются некоторые типы рака. В 1997 году Международное агентство ВОЗ по исследованию рака (МАИР) сделало оценку ТХДД. На основе данных о животных и эпидемиологических данных о людях ТХДД был классифицирован МАИР как "известный человеческий канцероген". Однако ТХДД не оказывает воздействия на генетический материал, и существует такой уровень воздействия, ниже которого риск развития рака становится незначительным. В связи с повсеместным распространением диоксинов все люди подвергаются его воздействию и имеют определенный уровень диоксинов в организме, который приводит к так называемой нагрузке на организм. Нынешнее обычное фоновое воздействие, в среднем, не имеет последствий для здоровья человека. Однако из-за высокого токсического потенциала этого класса соединений необходимо принимать меры для снижения уровня фонового воздействия. Токсичными являются диоксины, содержащие не только хлор, но и другие галогены: фтор, бром йод. Всего известно 210 гомологов диоксинов, среди которых выделяют 75 полихлорированных дибензодиоксинов и 135 полихлорированных дибензофуранов. В молекуле диоксина может содержаться до восьми атомов хлора, что отражается в названии соответствующего соединения: моно-, ди-, трех-, тетра-хлордибензодиоксин. ПХДД и ПХДФ представляют собой бесцветные кристаллические вещества, с температурой плавления от 89 до 325°С, которая зависит от степени хлорирования. Диоксины относятся к липофильным веществам, хорошо растворяющимся в органических растворителях. Ратсворимость диоксинов и фуранов о-дихлорбензоле составляет до 1400, в бензоле – 570, в хлороформе – 370, ацетоне – 110, н-октане – 50, метаноле до 10 мг/кг. Диоксины обладают хорошими адгезионными свойствами. Способность к пространственному перемещению воздушным путем у диоксинов и диоксиноподобных соединений незначительна. Однако, благодаря высокому сродству к твердым органическим компонентам атмосферных выбросов (особенно саже), концентрация диоксинов в воздухе намного выше тех, которые следовало ожидать, исходя лишь из летучести этих веществ. По той же причине диоксины достаточно прочно связываются частицами почвы, донных отложений как содержащими органические компоненты. Почва и донные отложения рек, озер и морей - конечные "резервуары", в которых накапливаются диоксины в неживой природе. В то же время, вместе с этими частицами они могут переноситься на довольно большие расстояния, загрязняя воздух и воду, включаться в пищевые цепи. Эффективнее всех концентрируют диоксины рыбы и дойные коровы. Следовательно, именно продукты животного происхождения страдают при загрязнении окружающей среды диоксинами. Диоксины черезвычайно стабильны в живых организмах, следствием чего является их длительное сохранение в биосфере. Токсикокинетические исследования последних лет показали, что они очень медленно выводятся из живых организмов, а из человеческого организма практически не выводятся. Признаками отравления диоксинами являются:
Многие диоксины, в первую очередь 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин, чрезвычайно устойчивы к действию кислот, щелочей, окислителей и высоких температур. Они не разрушаются даже при температуре 1000?С. Обезвредить диоксины за счет деструкции до простых соединений можно путем выдержки при температуре выше 1000?С в течении 2 – 3 сек. И именно эти свойства предопределяют устойчивость диоксинов в окружающей среде и большие трудности при их обезвреживании. В биосфере диоксины быстро поглощаются растениями, сорбируются почвой и другими объектами и практически не изменяются под влиянием физических, химических и биологических факторов среды. Благодаря способности к образованию комплексов, они прочно связываются с органическими веществами почвы, накапливаются в остатках погибших почвенных микроорганизмов и омертвевших частях растений. Прочно связанные диоксины из почв выводятся преимущественно механическим путем. Содержащие их остатки погибших организмов, выносятся с поверхности почвы ветром, вымываются талыми и дождевыми водами и в итоге устремляются в низменности и акватории, создавая новые очаги заражения (места скопления дождевой воды, озера, донные отложения рек, каналов, прибрежные зоны морей и океанов) Подавляющее большинство диоксинов поступает в организм человека через пищу. Согласно известным данным, общее количество диоксинов, поступающих в организм человека, оценивается от 78 до 119 пг/сутки. (табл.3.) Таблица 3 Поступление диоксинов в организм человека
Наиболее чувствителен к воздействию диоксина развивающийся плод. Новорожденный ребенок с быстро развивающимися системами органов может также быть более уязвимым перед определенными воздействиями. Некоторые люди или группы людей могут подвергаться воздействию более высоких уровней диоксинов из-за своего питания (например, жители некоторых частей мира, употребляющие в пищу много рыбы) или своего рода деятельности (например, работники целлюлозно-бумажной промышленности, мусоросжигательных заводов, свалок опасных отходов помимо многих других).
Надлежащее сжигание загрязненных материалов является наилучшим доступным методом профилактики и контроля воздействия диоксинов. С помощью этого метода можно также уничтожать отработанные масла на основе ПХБ. В процессе сжигания требуются высокие температуры - свыше 850˚С. Для уничтожения больших количеств загрязненных материалов необходимы еще более высокие температуры - 1000˚ и выше. Наилучшим путем предотвращения или снижения уровня воздействия диоксинов на людей является принятие мер, ориентированных на источник, например, строгий контроль промышленных процессов для максимально возможного снижения уровня выделяемых диоксинов. Более 90% случаев воздействия диоксинов на людей происходит через пищевые продукты, главным образом, через мясные и молочные продукты, рыбу и моллюсков. Следовательно, решающее значение имеет защита пищевых продуктов. Один из подходов, как уже указывалось выше, включает принятие ориентированных на источник мер для уменьшения выбросов диоксина. Необходимо не допускать вторичного загрязнения пищевых продуктов в пищевой цепи. Решающее значение для производства безопасных пищевых продуктов имеют надлежащие средства управления и практика во время первичного производства, обработки, распределения и продажи. Необходимы системы мониторинга за загрязнением пищевых продуктов, не допускающие превышение приемлемых уровней. Национальные правительства должны контролировать безопасность пищевых продуктов и принимать меры для охраны здоровья населения. В случае подозрения на загрязнение страны должны иметь планы действий в чрезвычайных обстоятельствах для выявления, задержания и утилизации загрязненных кормов и пищевых продуктов. Население, подвергшееся воздействию, необходимо обследовать с точки зрения уровня воздействия (например, измерить уровень загрязнителей в крови или материнском молоке) и его последствий (например, установить клиническое наблюдение для выявления признаков плохого состояния здоровья). Что должны делать потребители для снижения риска воздействия? Удаление жира с мяса и потребление молочных продуктов с пониженным содержанием жира может уменьшить воздействие диоксиновых соединений. Сбалансированное питание (включающее фрукты, овощи и злаки в надлежащих количествах) также позволяет избежать чрезмерного воздействия диоксина из какого-либо одного источника. Эта долговременная стратегия направлена на уменьшение нагрузки на организм и имеет особую значимость для девушек и молодых женщин, так как способствует уменьшению воздействия на развивающийся плод, а затем на находящегося на грудном вскармливании ребенка. Что необходимо для выявления и измерения уровня диоксинов в окружающей среде и пищевых продуктах? Для проведения количественного химического анализа диоксинов необходимы современные методы, доступные только в ограниченном числе лабораторий в мире. В основном, они находятся в промышленно развитых странах. Стоимость таких анализов очень высока и зависит от типа образца - от более 1700 долларов США за анализ одной биологической пробы до нескольких тысяч долларов США за проведение всесторонней оценки выбросов из мусоросжигательной установки. Разрабатывается все большее число методов биологического скрининга (на основе клеток или антител). Использование таких методов для исследований образцов пищевых продуктов пока еще не в достаточной степени легализировано. Тем не менее, такие методы скрининга позволят проводить большее число анализов по более низкой стоимости. В случае позитивного скрининг-теста для подтверждения результатов необходимо проводить более сложные химические анализы.
Биологическая активность диоксинов обычно выражается концентрацией субстрата, вызывающей 50%-ное повышение активности цитохрома Р-448 от максимально возможного. Разработан ряд других способов оценки токсических свойств диоксинов — по индукции бензпирен-гидроксилазы (7-этоксирезоруфин-О-деэтилазы) в микросомах печени, по потере веса тела (увеличению отношения веса печени и всего тела), по степени атрофии тимуса.По-видимому, первые сообщения об острой токсичности именно диоксина, в частности 2,3,7,8-Hal4-ДД, относятся к 1957 г. Люди, осуществлявшие синтез 2,3,7,8-ТХДД и 2,3,7,8-ТБДД, получили поражение и были госпитализированы. Позднее сообщалось и о других случаях острого поражения исследователей от диоксина. После получения первых данных о высокой острой токсичности некоторых диоксинов III и IV и их бромсодержащих аналогов V и VI появились многочисленные работы, посвященные систематическому изучению токсикологических особенностей веществ, в том числе их острой, подострой и хронической токсичности. Данные об острой токсичности диоксинов получены на животных. Хроническое действие исследовано как на животных, так и на людях, оказавшихся пораженными по тем или иным причинам — при авариях, при прямом контакте с гербицидами на сельскохозяйственных работах или же в период военных действий и т.д. Известны и специальные опыты на добровольцах
Отправной точкой для нормирования содержания этих соединений в различных продуктах питания, воде и почве является ДСД (допустимая суточная доза в пг на кг массы тела). В мировой практике приняты следующие ДСД: в Нидерландах – 4 пг/кг, Германии – 1 пг/кг, Канаде – < 10 пг/кг, Дании – 5 пг/кг, в США рекомендована 1 пг/кг, в Скандинавских странах – < 5 пг/кг, рекомендация ВОЗ – 10 пг/кг, в Японии – 100 пг/кг. Исходя из этого, в ряде стран были разработаны максимально допустимые уровни (МДУ) содержания диоксинов в продуктах питания. Допустимая суточная доза диоксинов в России установлена на уровне 10 пг/кг массы тела человека. Уровни допустимого содержания диоксинов (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД) в питьевой воде, грунтовых водах, поверхностных водах в местах водозабора – 20 пг/л (N142-9/105 от 05.06.91, утв. МЗ СССР). Этим же документом установлены уровни допустимого содержания диоксина (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД) для следующих основных групп продуктов: молоко и молочные продукты (в пересчете на жир) – 5,2 нг/кг; рыба и рыбопродукты (съедобная часть) – 11,0 нг/кг; в пересчете на жир – 88,0 нг/кг; мясо и мясопродукты – мясо (съедобная часть) – 0,900 нг/кг в пересчете на жир – 3,3 нг/кг. В промышленно развитых странах в связи с принятием диоксиновых норм выделено несколько групп риска: · Жители территорий вблизи мусоросжигательных печей, целлюлозно-бумажных, металлургических, химических и нефтеперерабатывающих заводов; · Дети, потребляющие по необходимости много молока; · Жители местностей с высоким потреблением рыбы; · Работники, подвергающиеся воздействию диоксинов в рамках профессиональной деятельности. Заключение Имеющиеся данные позволяют считать, что воздействие диоксинов на организм человека носит общепланетарный характер. Это, по существу, тотальный яд. Размер угрозы человечеству от этой группы веществ можно сравнить с последствиями применения ядерного оружия. В частности, эти вещества являются одним из важнейших факторов, индуцирующих прогрессирующее ухудшение генофонда ряда человеческих популяций. В особенности это относится к тем странам, где опасность воздействия диоксинов на биосферу еще не осознана достаточно остро и не переплавилась в систему противодействующих мероприятий. Список использованных источников: 1. Федеров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и преспективы,1993 –№ 5-8 2. Косарев В.ВЮ, Жестков А.В., Влияние диоксинов на иммунную систему человека// Экология человека, 1999. -№2. –С. 30-32. 3. Экос,2000.- №1-2.-С.7. 4. Журков В.С., Юрченко В.В., Сычева Л.П. Генотоксические эффекты хлорированных дибензо-(п)-диоксинов у человека // Токсикологический вестник, 1998. -№5.-С. 2-6 5. Журков В.С.,Катосова Л.Д., Платонова В.И, Ревазова Ю.А., Ревич Б.А., Анализ хромосомных аберраций в лимфоцитах крови женщин, контактирующих с диоксинами //Токсикологический вестник, 2000. -№2.-С. 2-6. 6. www/Wikipedia.ru |