10. Особо опасные экотоксиканты



Скачать 364.44 Kb.
страница1/2
Дата07.09.2017
Размер364.44 Kb.
  1   2

10. Особо опасные экотоксиканты
Проблемы, связанные с наблюдаемыми нарушениями эволюционно сложившихся химических равновесий, носят крупнорегиональный или глобальный характер. Такие изменения, особенно отчетливо проявившиеся в последние 50 лет, обусловлены деятельностью человека.

Однако для большинства людей химико-экологические проблемы предстают не как изменение климата, уровня солнечной радиации у земной поверхности или увеличение окислительного потенциала атмосферы, а в более доступных наблюдению формах. К их числу относятся усыхание окружающих крупные промышленные города лесов, «цветение» озер и водохранилищ, воды которых приобретают специфический запах и часто становятся совершенно непригодными для питья, ухудшение качества речных вод, утративших былую прозрачность и ставших более похожими на сточные канавы, наконец, уменьшение числа птиц, оглашавших ранее леса и луга.

Еще одной зримой приметой негативных перемен стало резкое возрастание аллергических заболеваний у детей. Медики и токсикологи добавят к этому «помолодение» многих опасных болезней, изменения в физиологическом состоянии и поведении мужчин - их феминизацию и демаскулинизацию. Многие заболевания сейчас носят эндемический характер, что в большинстве случаев связано с наличием местных источников химического загрязнения.

За всем этим кроются изменения химических процессов в окружающей человека и природной среде. Большинство из них связано с неизбежным в условиях непрерывного роста численности населения все увеличивающимся вмешательством человека в естественные биосферные процессы путем загрязнения воздуха, воды и почвы различного рода химикатами - отходами производства или целевыми продуктами синтеза.

Кроме озона, других фотооксидантов и сильных кислот к числу наиболее опасных загрязняющих природную среду компонентов относятся тяжелые металлы и хлорорганические соединения. Эти компоненты оказывают сильное влияние на биотическую составляющую биосферы: их интенсивное поступление чревато исчезновением отдельных видов, что обычно является первым этапом глубокой перестройки или даже полной деградации экосистем. Таким образом, нарушается естественная функция биоты - регулирование характеристик (в том числе глобальных) природной среды, обеспечивающих благоприятные для современных форм жизни условия существования.
10. 1. Тяжелые металлы

Тяжелые металлы — термин химический: «к тяжелым металлам относятся те металлы, которые в определенных условиях дают осадок при пропускании сероводорода». Очевидно, что это мало дает нам для понимания проблемы. Для нас важнее понятие «токсичные металлы».



Токсичными металлами называют такие металлы, которые не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворными, но которые даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций.

Почти 70% токсичных металлов попадает в организм с пищей, а поскольку в настоящее время именно пищевые продукты являются предметом интенсивной международной торговли, то объединенная комиссия ФАО (продовольствие) и ВОЗ (здравоохранение) по Пищевому Кодексу (Codex Alimentarius) включила в число пищевых компонентов, подвергаемых контролю при международной торговле, восемь наиболее опасных токсичных элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, олово, цинк, железо. В передовой России к ним добавили еще семь: сурьма, никель, хром, алюминий, селен, фтор, йод (хотя 3 последние не металлы)

Словосочетание «тяжелые металлы» большинством людей сейчас воспринимается как синоним понятия «токсичные металлы». Однако надо иметь в виду, что многие из причисляемых к этой группе элементов жизненно необходимы (эссенциальны) для различных живых организмов. Совершенствование техники химического анализа в сочетании с детальным изучением биохимических процессов позволило установить важную биологическую роль многих элементов, еще совсем недавно причислявшихся к числу ксенобиотиков. Всего в живых организмах к настоящему времени обнаружено 80 элементов. Их биологическая роль определяется положением в Периодической системе, т. е. строением атомов и физико-химическими свойствами. Как известно, в растениях и животных в наибольших количествах содержатся s- и р-элементы первого, второго и третьего периодов. В их числе мы находим почти все элементы-органогены, в сумме составляющие примерно 97 % массы организмов: водород, углерод, азот, фосфор и серу, а также жизненно необходимые натрий, магний и хлор. К эссенциальным относятся также некоторые s-элементы четвертого периода (калий и кальций) и р-элемент йод, К ним же по праву причисляют такие тяжелые металлы, как Mn, Ni, Си, Сг, Со, V и Zn. Все они наряду с железом, кобальтом и молибденом входят в состав биокатализаторов (ферментов) или их активаторов. Марганец, например, обнаружен в простетических группах ферментов, ответственных за синтез специфических полисахаридов, входящих в состав хрящей. К важнейшим марганецсодержащим ферментам относится пируваткарбоксилаза; марганец входит в состав супероксидисмутазы, фосфаттрансферазы, ДНК-полимеразы.

Еще более обширен перечень энзимов (около 200), в которые входит цинк. Среди них один из наиболее распространенных в органическом мире - карбоангидраза, катализирующая обратимую гидратацию СО2 и участвующая в тканевом обмене всех органов. К числу цинксодержащих ферментов относятся карбоксипептидаза, а также типичные катализаторы гликолиза (алкоголь-, лактат- и глицеральфосфатдегидрогеназы) и др.

Медь в живых организмах входит в состав белков: у млекопитающих это в основном белок сыворотки крови церулоплазмин, синтезируемый в печени. В числе тканевых ферментов можно назвать также цитохромкиназу. У беспозвоночных медь содержится в дыхательном пигменте гемоцианине.

Относительно недавно начала проясняться биологическая роль хрома и никеля. Первый из них участвует в липидном, а также в углеводном обмене: при сахарном диабете содержание хрома в тканях человека понижено. Никель обнаружен в уреазах, широко распространенных в растениях и найденных у ряда микроорганизмов. Он присутствует в составе ферментов метанового брожения архебактерий (в организме животных никельсодержащие энзимы не выявлены).

Индивидуальная потребность в эссенциальных тяжелых металлах очень невелика (например, в организме взрослого человека общее содержание марганца составляет всего лишь около 8 мг). Между тем многие живые организмы склонны к их бионакоплению и экологической магнификации, а превышение естественных уровней содержания этих элементов часто приводит к тяжелым нарушениям метаболизма, высшей нервной деятельности, развития плода и т. д.

В число экологически значимых тяжелых металлов, кроме перечисленных выше, по решению Европейской экономической комиссии ООН включены свинец, кадмий, ртуть и сурьма (а также металлоиды селен и мышьяк) (табл.10.1). Благодаря наличию вакансий в электронных оболочках d-элементы легче образуют комплексные соединения, в том числе и с биолигандами. В этом свойстве проявляется как их положительная, так и отрицательная физиологическая роль.

С одной стороны, эссенциальные металлы из числа d-элементов в составе биомолекул выступают в качестве составляющих эффективных биокатализаторов и участвуют в метаболизме. При этом сходные физико-химические свойства ряда d-элементов (близкие величины ионных радиусов, одинаковые координационные числа) являются причиной некоторого параллелизма их поведения в однотипных процессах. Например, в состав гемоглобина крови почти всех высших животных, выполняющего функцию переносчика кислорода, входит железо, тогда как у некоторых организмов (черви, моллюски, морские хордовые животные асцидии) кислород переносится медь - или ванадийсодержащими белками. С другой стороны, это сходство служит предпосылкой к тому, что проникновение в организм из внешней среды избыточных количеств одного или нескольких из них может привести к неравноценной замене комплексообразователя в металлоферментах и простетических группах.

Ионы непереходных металлов Pb2+, Hg2+, CH3Hg+ и Cd2+ образуют прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами, содержащими концевые тиогруппы (HS-). Например, весьма прочный комплекс с тиогруппой, характеризуемый величиной рК = 15,7, образует катион метилртути CH3Hg. Сейчас установлено, что ионы ртути именно по этому механизму ингибируют более 100 различных ферментов. Из-за такого действия ионы свинца, ртути и кадмия относят, наряду с алкилирующими HS-группу органическими токсикантами, к категории тиоловых ядов.

Другой важный механизм токсического действия ртути и свинца заключается в вытеснении эссенциальных металлов из металлсодержащих комплексов, приводящем к. потере последними биологической активности. Так происходит дезактивация участвующих в синтезе гема ферментов карбоангидразы и аминолевулинатдегидрогеназы в результате замены содержащегося в них иона Zn2+ на Hg2+ или на РЬ2+-

Некоторые комплексы металлов с органическими лигандами близки по своим характеристикам (геометрический размер, распределение зарядов в молекуле и др.) к «обычным» субстратам и поэтому могут проявлять так называемый «эффект мимикрии», подменяя аминокислоты, гормоны и нейромедиаторы. Так, образуемый метилртутью и аминокислотой цистеином комплекс имитирует незаменимую аминокислоту метионин, участвующую в синтезе адреналина и холина. Такая замена нарушает ход естественных процессов в организме.

Таблица 10.1.

Характеристики токсичных металлов



Наименование характеристики

Металлы

Pb

Hq

Cd

Ni

Cr(+6)

Cu

Sb

As

Zn

ПДКСС, мг/м3

0,0003

0,0003

-

0,001

0,0015

0,002

-

0,003

0,05

ПДК в почве, мг/кг воздушно-сухой почвы

20,0

2,1

-

3,0

-

3

4,5

2

23

ПДК в водоемах, мг/л

0,1

0,005

0,01

0,1

0,1(+6)

0,5(+3)


1,0

0,05

0,05

1,0

ПДКпит, мг/л

0,03

0,0001

0,01

0,01




0,1

0,05

0,05

1,0

ПДК в продуктах, мг/кг:

Зерновые и зернобобовые

Хлеб

Соль


Сахар-песок

Масло сливочное

Мясо

Рыба


Молоко

Яйца


Чай

Овощи


0,5

0,3


2,0

1,0


0,1

0,5


-

0,1


0,3

10

-



0,03

-

0,01



0,01

0,03


0,03

0,3


-

-

0,1



-

0,1

0,05


0,1

0,05


0,03

0,05


0,2

0,03


-

1,0


0,03

0,5

8,0


-

10,0

5,0


3,0

1,0


0,5

5,0


10,0

1,0


-

100,0


-

Австра-лия

1,5


1,5

1,5


1,5

1,5


1,5

1,5


0,15

0,2

0,1


1,0

0,5


0,1

0,1


1,0

0,05


-

-

0,2



-

50,0

25,0


10,0

3,0


5,0

70,0


40,0

5,0


-

-

-



Т0,5

Для организма

В мягких тканях

В скелете


5 лет


21день

20лет

70- 190

дней



40лет






4 недели




10 дней до 30 час






ЛД, мг




1000
















70-180



Таким образом, основными молекулярными и клеточными мишенями для ионов тяжелых металлов служат:

- гемсодержащие белки и ферменты;

- ферменты, участвующие в процессах коньюгации;

- системы пероксидного и свободно радикального окисления липидов и белков, а также ситемы антиоксидантной и антипероксидной защиты;

-ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ.


Свинец, Pb

Таблица 10.2.

Свинец: источники, эффекты, защитные средства.

ИСТОЧНИКИ

– выбросы авиационных двигателей

– масляные краски на свинцовой основе;

–пыль и частицы от красок на свинцовой основе

– автомобильные аккумуляторы

– удобрения из костной муки

– керамические покрытия на фарфоре

– дым сигарет


– инсектициды

– трубы из свинца или со свинцовым покрытием

–процесс получения свинца из руды

– автомобильное топливо с повышенным содержанием свинца (выхлопные газы)

– овощи, выращенные вблизи автомагистрали

– припои


ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

– спастические боли в области живота

– анемия


–артрит

– повышенная возбудимость

– перенапряжение

– влияние на синтез гемоглобина

– нарушение детородной функции у женщин

– параличи




– нарушение роста и развития новорожденных

– влияние на синтез витамина D

– поражение почек

– поражение печени

– психические заболевания

– потеря аппетита

– неврологические нарушения

– общая слабость

– ослабление иммунитета


ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА

– витамины группы В; – витамин С; – витамин D

– кальций – магний – цинк

– пектиновые соединения – альгинат натрия –различные сорта капусты



(ЦЕНИ В СЕБЕ СВИНЕЦ) Не надо ничего боятся, но надо знать суть опасности.
Никель, Ni

В организме никель активирует некоторые ферменты (карбоксилазу, трипсин и ацетил-КоА-синтетазу). По-видимому, сам никель для человека не токсичен. Однако у рабочих предприятий по очистке никеля наблюдались случаи рака органов дыхания. Соединения никеля вызывают заболевания носоглотки, легких, злокачественные новообразования, дерматиты, экземы.

Весьма токсичен карбонил никеля, который образуется при курении в количествах, способствующих возникновению рака легких. Этот карбонил используют для получения чистого никеля, что в заметной степени определяет токсический фон вокруг производящих никель металлургических комбинатов (в Норильске, Мончегорске).

По содержанию никеля можно определить пол человека: в полосах у женщин его 3,96±1,055 мг/кг, а у мужчин — всего 0,97±0,147 мг/кг.


Хром, Сr

Хром необходим поддержания стабильного уровня глюкозы в организме, его недостаток может привести к диабету и атеросклерозу. У людей, работающих с хромом и его соединениями, наблюдаются аллергическая экзема и другие формы дерматита, хронические язвы, рак верхних дыхательных путей и легких.

Следует различать два типа солей хрома: соли трехвалентнога хрома и соли шестивалентного хрома. Они сильно отличаются друг от друга по токсичности, особенно токсичны соединение шестивалентного хрома. Шестивалентный хром переходит в менее токсичный трехвалентный при восстановлении, то есть при действии восстанавливающих агентов (водород, угарный газ, электрическое восстановление и др.), а трехвалентный хром переходит в токсичный шестивалентный при окислении то есть при действии окислителей (кислород, галогены и др.). Все шестивалентные соединения имеют интенсивную красную или оранжевую окраску, а трехвалентные соединения окрашены в холодные цвета—зеленый, синий, голубой.
Ртуть, Hg

Таблица 10.3

Ртуть: источники, эффекты, защитные средства.

ИСТОЧНИКИ

— химические удобрения

— загрязненные виды крупных рыб

— пломбы из амальгамы

— пестициды

— взрывчатые вещества

— фотопленки

— промышленные отходы


— мази

— некоторые косметические средства (особенно кремы для смягчения кожи)

— лекарства

— фунгициды

— пластмассы

— водоэмульсионные краски



ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

— Разнообразные аллергические реакции

— артрит


— потеря веса

— врожденные дефекты

— нарушения мозговой деятельности

— нарушение структуры соединительной ткани локтевого и коленного суставов

— ухудшение зрения, катаракта, слепота


— поражение почек

— депрессивные состояния

— неврологические нарушения, приводящие к эпилепсии, инсульту и обширному склерозу

— ослабление иммунной системы

— вредное воздействие на развитие плода

— уменьшение количества лейкоцитов

− воспаление десен


ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА

Пищевые волокна

Различные сорта капусты



Хорошее питание

селен


ПХБ являются синергистами по отношению к метилртути.
Кадмий, Сd

Его относят к наиболее; опасным из всех металлов-загрязнителей пищи и напитков не только потому что он высокотоксичен, но и из-за широкого распространения и использования в современной промышленности (табл.10.4). Кадмий попадает в организм с пищей и напитками и, в особо больших количествах, при курении: двадцать выкуренных сигар поставляют 0,5-2 мкг кадмия.

Таблица 10.4

Кадмий: источники, эффекты, защитные средства



ИСТОЧНИКИ

Дым сигарет

Удобрения

Плодородный слой почвы


Промышленное загрязнение воздуха

Металлургия

Дым из печных труб

Обработанные зерна злаков



ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Подавление антител

Шелушение кожи

Сердечные заболевания

гипертония



Нарушение метаболизма кальция

Поражение почек

Выпадение волос

Потеря цинка организмом



ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА

Витамин С и другие антиоксиданты

Пищевые волокна

Селен


Различные сорта капусты

Кальций


Цинк

Химический символ кадмия Cd курильщикам можно читать как аббревиатуру английского Cancer disease— раковое заболевание. Рак легких — вероятный результат длительного воздействия аэрозоля оксида кадмия, поступающего, в альвеолы с табачным дымом, более четверти кончин онкологических больных происходит от рака легких. Среди заболевших 80-90% —курильщики, ведь табак—это растение, в наибольшей степени аккумулирующее соли кадмия из почвы (до 2 мг/кг).

К характерным кадмиевым болезням горожан относятся гипертония, ишемическая болезнь сердца, почечная недостаточность. Для курильщиков добавляется эмфизема легких. Кадмий транспортируется кровью, накапливается в печени почках. Кадмий может вызывать тошноту, рвоту, спазмы в живот головную боль. В тяжелых случаях может быть диарея и нарушается минеральный состав костей и поражаются почки
Медь, Си

Медь необходима организму для нормального обмена веществ. Медь накапливается в печени, почках и мышцах. При дефиците меди в организме может наблюдаться анемия, нарушение клеточного метаболизма, болезнь Вильсона. Употребление с пищей больших количеств меди может приводить к токсикозам (желудочно-кишечные расстройства, повреждения почек). Сульфат меди обладает сильным рвотным действием.

Медь — хороший пример для иллюстрации принципа «ne quid nimis» (ничего слишком). Если в рационе не хватает меди, то одним из симптомов может быть анемия. В тех районах, где в почве мало меди, у животных наблюдаются дефекты костей, слабая пигментация шерсти и нарушение синтеза гемоглобина. Наряду с этим есть случаи медного токсикоза у животных, обитающих на богатых медью почвах и пастбищах. Характерным проявлением отравления медью является заболевание овец, носящее название «седловидность». Было показано, что употребление с пищей большого количества солей меди людьми и животными вызывает токсикоз, к счастью, как правило, обратимый. А вот правильная подкормка медью, особенно свиней, хорошо отражается на росте животных и на их общем состоянии.
Сурьма, Sb

Поступает в организм с пищей, концентрируется в печени, надпочечниках, коже.

Симптомы отравления сурьмой — колики, сильная тошнота, слабость и коллапс, при котором наблюдаются нерегулярное дыхание и понижение температуры кожи. Отравления происходят, также при лечении инфекционных заболеваний, вызванных паразитами, В ходе лечения такими препаратами иногда наблюдались тошнота и рвота (сурьма входит в состав «рвотного камня»), известно несколько случаев внезапной смерти.
Мышьяк, As

Токсичны неорганические соединения мышьяка (соединения трехвалентного мышьяка, оксид мышьяка, арсениты, арсенаты), органические соединения мышьяка и арсин (AsH3 — газ).

Мышьяк присутствует в большинстве пищевых продуктов и почти во всех пресных водах. Он обнаруживается во всех тканях организма человека.

Мышьяк вызывает как острые, так и хронические отравления. Чаще всего отравления происходят при попадании в организм оксида трехвалентного мышьяка (смертельная доза 70-180 мг). Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению веса, желудочно-кишечным расстройствам, пери­ферическим неврозам, конъюнктивиту, гиперкератозу и меланоме кожи, которая нередко переходит в рак. Была отмечена высокая частота возникновения рака кожи в некоторых районах Великобритании, где в питьевой воде содержалось около 12 мг/л мышьяка. В организме мышьяк взаимодействует с другими металлами, в частности, с селеном (о чем мы уже говорили) и кадмием.

В основном мышьяк применяется в сельском хозяйстве и родственных областях. Гербициды, фунгициды, инсектициды, разнообразные консерванты — все они могут содержать мышьяк. К важнейшим сельскохозяйственным ядохимикатам относятся арсенат свинца (один из источников загрязнения табака свинцом и мышьяком), арсенат меди, двойная соль ацетата меди и арсенита меди («парижская зелень»), арсенат натрия и какодиловая кислота. Некоторые из них уже запрещены.
Цинк, Zn

Человеку с пищей необходимо получать цинк, так как он участвует в ряде ферментативных процессов. Наиболее значительную роль из цинксодержащих ферментов играет карбоангидраза. Этот фермент участвует в переносе СО2 кровью и в его высвобождении в легких. Цинк участвует в процессах, происходящих в поджелудочной железе, стабилизируя молекулу инсулина. Он воздействует на сосудистую оболочку глаза, укрепляя сетчатку.

Токсичные дозы солей цинка действуют на желудочно-кишечный тракт, что приводит к острому, но излечимому заболеванию, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, истощение желудка, коликами и диареей. Однако следует помнить, что цинку всегда сопутствует кадмий, поэтому возможно, все эта симптомы связаны с токсичностью кадмия. По сравнению другими микроэлементами цинк мало токсичен.

При отравлении цинком (хлористый цинк, цинковый, или белый, купорос, цинковые белила) наблюдаются следующие симптомы: слизистая оболочка рта сморщенная, гиперемированная, иногда беловатая; металлический вкус; слюнотечение; частая упорная рвота беловатыми, а затем кровянистыми массами, раздражение глотки, головная боль, боли в животе, понос, испражнения кофейного цвета, судороги икроножных мышц, коллапс.

Цинк в списке токсичных («тяжелых») металлов, которые нормируются в Европейских нормах для выбросов мусоросжигательных заводов, это также означает, что этот металл токсичен.
Железо, Fe

Железо является необходимым для любого живого организма химическим элементом. В организме железо активно участвует в окислительно-восстановительных процессах, иммунобиологических реакциях, входя в состав ферментов: 60-70% железа входит в состав гемоглобина. Присутствие в воде повышенного содержания железа изменяет ее цветность, прозрачность, запах и вкус. Вода с повышенным содержанием железа неприятна на вкус, железо в концентрации более 0,05 мг/л придает воде желтоватую окраску, а в концентрации 1 мг/л – металлический вкус.

Таблица 10.5.

Зависимость «концентрация — эффект» при поступлении железа с питьевой водой в организм человека



Концентрация железа в питьевой воде, мг/л

Эффект

38


Сидероз при потреблении воды в течение 15 — 20 лет

4-5


Зуд, сухость, шелушение, реже — раздражение и мелкие высыпания на коже

2,4-5,0


Сухость, шелушение, раздражение и высыпания на коже

1

Зуд, сухость, шелушение, раздражение и мелкие высыпания на коже

Поэтому ПДК железа установлена по органолептическому признаку вредности и составляет 0,3 мг/л.[12, 17]

Соединения железа для людей и теплокровных животных малотоксичны, ЛД50 = 900 мг/кг (для крыс).[39] Наличие в организме механизма регуляции баланса железа не позволяет проявиться его токсическим свойствам. При длительном употреблении воды с содержанием железа более 1,0 мг/л возможно появление сухости, шелушения и раздражения кожи (табл. 10.5.).[3]

В работе [] доказано, что высокий уровень железа в питьевой воде повышает риск развития дефицита цинка (атрибутивный риск 59%) и тяжелых форм поражения кожи (атрибутивный риск 48,9%). Установлено, что в районах с избыточным содержанием железа в питьевой воде, атопический дерматит имеет специфические черты и сопровождается нарушением роста и структуры волос, периоральным, периорбитальным дерматитом, изменением ногтевой пластинки, гнездным облысением, гепатомегалией, реактивными изменениями поджелудочной железы, дисбиозом кишечной микрофлоры, выраженность которых зависит от уровня цинкобеспеченности.


10.2. Диоксины

Что такое «диоксин» или «диоксины»? Это совершенно «неправильное» название целой группы соединений разных химических классов: диоксинов, фуранов и бифенилов. Сходство их в том, что все они относятся к «ароматическим» соединениям, и все они содержат атом хлора. Но, самое главное, они «суперэкотоксиканты» и одинаково действуют на здоровье человека. Есть еще некоторые токсичные вещества, которые действуют так же, их называют «диоксиноподобные соединения» (ДПС). Полное название трех составляющих термина «диоксины» такое: полихлорированные дибензо-пара диоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ). Очень часто ПХБ выделяют, ставят особняком и говорят «диоксины и ПХБ» или «диоксины/фураны и ПХБ».

Диоксин занимает «почетное» четвертое место среди самых известных веществ. Более того, он на четыре порядка (т.е. в 10 тысяч раз токсичнее боевого отравляющего вещества — диизопропилфторфосфоната (табл.10.6.).

Таблица 10.6.

Токсичность диоксинов и некоторых ядов

Вещество

Вид животного

Минимальная летальная доза, моль/кг веса

Ботулинический токсин

Мышь

3,3 х 10-17

Столбнячный токсин

Мышь

1,1 х 10-15

Дифтерийный токсин

Мышь

4,2 х 10-12

Диоксин

Морская свинка

3,1 х 10-9

Сакситоксин

Мышь

2,4 х 10-8

Тетрадотоксин

Мышь

2,5 х 10-8

Буфатоксин

Кошка

5,2x10-7

Кураре

Мышь

7,2 х10-7

Стрихнин

Мышь

1,5 х 10-6

Мускарин

Мышь

5,2 х 10-6

Диизопропилфторфосфонат

Мышь

1,6x10-5

Цианид натрия

Мышь

3,1 х 10-4

Если пересчитать моли диоксина в граммы, то его смертельна, доза будет примерно 1 х10-9 грамма на килограмм, то есть 70x10-9 граммов на одну морскую свинку, и, следовательно, одного грамма хватит, чтобы умертвить около 30 миллионов несчастных животных. А на сколько людей хватит этого количества?

Именно высокая токсичность диоксина и крайне низкие его концентрации в объектах окружающей среды заставляют нас использовать редко встречающиеся цифровые обозначения:

1кг =1000 г

1 г = 1000 миллиграммов (мг)

1 мг = 1000 микрограммов (мкг)

(10- 3 грамма, в 1000 раз меньше 1 грамма )

1мкг = 1000 нанограммов (нг)

(10-6 грамма, в миллион раз меньше грамма, ррm)

1 нг = 1000 пикограммов (пг)

(10-9 грамма, в миллиард раз меньше грамма, ppb)

1 пг = 1000 фемтограммов (фг)

(10-12 грамма, в триллион раз меньше грамма, ppt)

1 фг (10-15 грамма, в тысячу триллионов раз меньше грамма, ppq)

Латинские буквы ppm, ppb, ppt, ppq означают «одна часть на миллион (биллион, триллион, квадрильон) частей». Поскольку тонна —- это миллион граммов, то загрязнению этой тонны одним граммом диоксина соответствует концентрация ррm. Это очень большая концентрация, к счастью, встречающаяся редко.

Диоксин оказался весьма своеобразным ядом: чувствительность к нему разных животных может различаться в несколько тысяч раз. Минимальная токсичная доза для человека при однократном введении может быть в пределах 0,1-1,0 мкг/кг (К. Stevens. Hum., 1981). По данным других авторов (таблица 10.7.), расчетная средняя смертельная доза диоксина (ЛД50) при однократном поступлении в организм равна 70 мкг/кг массы тела; минимально действующая ориентировочно составляет 1 мкг/кг, что значительно ниже соответствующих доз всех известных синтетических ядов.

Таблица 10.7.

Видовая чувствительность к диоксину



Вид животного

ЛД50, мкг на кг веса

Морская свинка

0,5-2,1

Крыса

22-100

Мышь

112-2570

Кошка

115

Кролик

10-275

Собака

30-300

Куры

25-50

Хомячок сирийский золотистый

1157-5051

Обезьяна

70

Человек

60-70

Среди множества хлорбифенилов токсичными оказываются только те, которые так же, как диоксин, являются «копланарными», то есть плоскими:— оба кольца могут прокрутиться вокруг связи 1-1', и молекула становится похожа на диоксиновую. Это происходит только при отсутствии атомов хлора в положениях 2,2', 6 и 6'. Таких «плоских» полихлорбифенилов (ПХБ), к счастью, не так уж много, и называют их по номерам, присвоенным им Международной организацией химиков IUРАС. К примеру, 3,3',4,4'-тетрахлор-бифенил (ТХБ) имеет номер 77; номер 126— у 3,3',4,4',5-пента-хлорбифенила (ПнХБ); 3,3',4,4',5,5'-гексахлорбифенилу (ГкХБ) присвоен номер 169. Самый токсичный из них № 126, его токсичность равна 0,1, у № 77 токсичность 0,01, а у № 169 — 0, 005, по сравнению с 2,3,7,8-ТХДД, токсичность которого принята за единицу. У остальных ПХБ токсичность в сотни и тысячи раз меньше, но их опасность состоит в том, что их концентрации зачастую в тысячи раз больше, чем у диоксинов.

При введении одного атома хлора в положение 1 или в положение 2 диоксина образуются две различные молекулы с разными свойствами. Введение одного атома хлора в молекулу фурана даст уже четыре разных вещества, которые называют изомерами. Бифенил даст три изомера. Введение четырех атомов хлора в молекулу диоксина даст уже 22 изомера, но только один из них, тот самый 2,3,7,8-ТХДД, будет токсичным.

Всего существует 210 различных молекул полихлорированных диоксинов и фуранов и 209 полихлорированных бифенилов.

Из 28 пентахлорзамещенных изомеров дибензофурана токсичны только два, и токсичность их отличается в 10 раз. Общий итог таков: имеется 75 различных членов семьи диоксинов, 135 фуранов и 209 полихлорированных бифенилов (ПХБ). Из них токсичны только 7 диоксинов, 10 фуранов и 11 ПХБ.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница