Ksenobiotiki in njihov vpliv na zdravje ljudi. Ksenobiotiki v vašem okolju. Za kaj se porablja vaša življenjska energija? Koncept "ksenobiotikov", njihova razvrstitev

Ksenobiotiki so izraz, ki se uporablja za simbol kemične spojine tujek živemu organizmu. Beseda ima grške korenine. V dobesednem prevodu pomeni "tuje življenje". Oglejmo si podrobneje, kaj je ksenobiotiki. Razvrstitev te snovi bodo tudi podane v članku.

Splošne informacije

Kot kaže praksa, je povečanje koncentracije in biotransformacije ksenobiotikov v naravi posredno ali neposredno povezano z gospodarsko dejavnostjo ljudi. Ko pridejo v zunanje okolje, lahko povzročijo smrt organizmov, spremembo dednih lastnosti. Pod vplivom teh spojin se poveča pogostnost alergijskih reakcij, motijo ​​se presnovni in drugi procesi, ki potekajo v naravnih ekosistemih.

Karakterizacija ksenobiotikov

Ključna lastnost teh snovi je njihova sposobnost dolgotrajnega učinka. Vendar so lahko njihove koncentracije nizke. Na primer, resne spremembe v otrokovem telesu lahko povzroči minimalna vsebnost hormonom podobnih spojin v predporodnem obdobju. Večina ksenobiotikov je lipofilnih (hidrofobnih). Z difuzijo lahko prodrejo skozi membrane, se premikajo po krvi s pomočjo lipoproteinov in se kopičijo v maščobnem tkivu. Ksenobiotiki lahko vstopijo v telo skozi prebavila, pljuča in kožo.

Mehanizmi delovanja

Ksenobiotiki so spojine, ki lahko:

1. Spremenite metabolizem v celicah ali tkivih. Posledično so naravni procesi v telesu moteni, pojavijo se določeni simptomi.
2. Vpliva na celično DNK, spreminja genetske informacije. Rezultat je maligna transformacija.
3. Posnemajo delovanje naravnih spojin, kot so hormoni. To povzroči kršitev normalne rasti, razvoja tkiv, organov, imunskega, živčnega sistema.
4. Spremenite aktivnost obrambe telesa. V tem primeru se negativni učinek kaže v imunski modulaciji, izraženi v razvoju preobčutljivosti, povečanju števila B- ali T-limfocitov in stimulaciji avtoimunskih procesov.

Preprosto povedano, ksenobiotiki so toksini. Njihova najbolj raziskana lastnost je učinek efektorjev endokrinega sistema. Večina jih izzove nekatere okoljsko odvisne patologije. So pa med temi spojinami zdravilni (koristni) ksenobiotiki. Na splošno so posledice vpliva snovi na telo:

Vrste ksenobiotikov

Obravnavane snovi so razdeljene v naslednje kategorije:

1. Naravni izvor.
2. Nastane v telesu pod vplivom določenih dejavnikov.
3. Prihaja od zunaj med sprejemom, predelavo, shranjevanjem hrane.

Slednje vključujejo:

Bakterijski toksini

Takšni ksenobiotiki so visokomolekularne spojine lipopolisaharidne, polipeptidne ali beljakovinske narave. Imajo antigenske lastnosti. Danes je raziskanih več kot 150 takih toksinov. Mnogi od njih veljajo za najbolj strupene. Glavni ksenobiotiki te skupine so: stafilokokni, kolerični, davični toksini, tetanotoksin, botulinski toksin. Bakterijske snovi vplivajo na različne sisteme in organe sesalcev, zlasti človeka. Praviloma so glavne kršitve opažene pri delu centralnega živčnega sistema, srca in krvnih žil. Bakterije so sposobne proizvajati toksine relativno preproste strukture. Sem spadajo na primer butanol, acetaldehid, formaldehid.

Mikotoksini

V praktičnem smislu so še posebej zanimive spojine, ki jih proizvajajo mikroskopske glive. Lahko kontaminirajo hrano. Nekatere od teh snovi vključujejo nekatere ergotoksine. Proizvajajo jih gobe iz skupine Claviceps. Poleg tega sestava mikotoksinov vključuje aflatoksine, pa tudi spojine, ki so jim blizu. Izločajo jih glivice Aspergillus. Snovi, ki so analogi ergotamina, vplivajo na centralni živčni sistem, povzročajo krče v posodah, kontrakcije mišic maternice. V prejšnjih časih so bile zastrupitve z zrni, okuženimi z rožičkom, pogosto epidemije. Danes množična obolevnost skoraj ni zaznana, vendar je verjetno, da bo prizadeto govedo. Strupene snovi proizvajajo številne višje glive. Te spojine imajo širok spekter delovanja. Najnevarnejši so amanini, amanitini, faloidini, ki so prisotni v bledem ponirku. V primeru nenamerne uporabe te glive so prizadete ledvice in jetra. Druge znane strupene spojine vključujejo muskarin, ibonetsko kislino in giromitrin. Nekatere gobe sintetizirajo snovi z visoko halucinogeno aktivnostjo.

Fitotoksini

Rastline proizvajajo veliko število za ljudi in živali nevarnih spojin. Fitotoksini, ki delujejo kot presnovni produkti, pogosto opravljajo zaščitne funkcije. Toda večinoma njihovo poslanstvo ostaja neznano. Fitotoksini so snovi z različno biološko aktivnostjo in zgradbo. Sem spadajo organske kisline, saponini, glikozidi, terpenoidi, kumarini, flavonoidi, alkaloidi itd. Številne rastlinske spojine se uporabljajo v medicini. Takšne snovi so zlasti galantamin, atropin, digitoksin, strofantin, fizostigmin itd. Nekateri fitotoksini povzročajo odvisnost. Med njimi so nikotin, kokain, morfin, harmin itd. Številni fitotoksini so rakotvorni. Posamezne spojine so v kulturah prisotne v majhnih količinah in lahko delujejo v sestavi posebej pripravljenih pripravkov.

zootoksini

V katerem koli živem organizmu se sintetizira veliko število aktivnih spojin. Po osamitvi, predelavi in ​​vnosu v druge organizme lahko povzročijo hude zastrupitve. V tkivih nekaterih živali so prisotne nevarne snovi. To jim omogoča, da jih pripišemo posebni skupini strupenih bitij. Nekatere živali veljajo za sekundarno nevarne. Ne proizvajajo, ampak kopičijo strupe, ki prihajajo od zunaj. Takšna bitja vključujejo na primer mehkužce, ki kopičijo saksitoksin, ki ga proizvajajo enocelični organizmi. Ločene skupine spojin, ki jih proizvajajo živali, se štejejo za pasivne zootoksine. Aktivirajo se, ko je gostitelj pojeden.

anorganske spojine

Med številnimi snovmi so posebnega pomena kovine, njihove spojine, onesnaževala zunanjega okolja in zraka proizvodnih območij. IN vivo prve najdemo v obliki mineralov in rud. Najdemo jih v vodi, zemlji, zraku. Vsebnost strupenih spojin se je močno povečala zaradi človekove dejavnosti (taljenje kovin iz rud). Največjo toksičnost imajo živo srebro, arzen, cink, svinec, talij, baker, berilij, krom, kadmij ... Slednji danes velja za enega najnevarnejših ksenobiotikov. Živo srebro se kljub svoji toksičnosti pogosto uporablja v proizvodnji fungicidov in elektronski industriji. V prejšnjih časih so bile epidemije zastrupitev s to spojino običajne v tovarnah celuloze in papirja. Berilij se uporablja v metalurgiji. Svinec se pogosto uporablja tudi v gospodarskih dejavnostih. Nedavno se je njegova koncentracija v okolju postal zelo visok.

Z razvojem industrijska družba prišlo je do sprememb v nastajanju biosfere. V okolje je prišlo veliko tujkov, ki so produkt človekove dejavnosti. Posledično vplivajo na vitalno aktivnost vseh živih organizmov, tudi našega.

Kaj so ksenobiotiki?

Ksenobiotiki- To so sintetične snovi, ki negativno vplivajo na vsak organizem. V to skupino spadajo industrijski odpadki, gospodinjski izdelki (praški, detergenti za pomivanje posode), gradbeni materiali itd.

Veliko število ksenobiotikov je snovi, ki pospešujejo pojav pridelka. Za kmetijstvo je zelo pomembno povečati odpornost pridelka na različne škodljivce in mu dati lep videz. Da bi dosegli ta učinek, se uporabljajo pesticidi, ki spadajo med snovi, tuje v telesu.

Gradbeni materiali, lepila, laki, gospodinjski izdelki, aditivi za živila so ksenobiotiki. Nenavadno je, da v to skupino spadajo tudi nekateri biološki organizmi, na primer virusi, bakterije, patogene glive in helminti.

Snovi, ki so tuje vsem živim bitjem, negativno vplivajo na številne presnovne procese. Težke kovine lahko na primer ustavijo delovanje membranskih kanalov, uničijo funkcionalno pomembne beljakovine, destabilizirajo plazemsko membrano in celično steno ter povzročijo alergijske reakcije.

Vsak organizem je tako ali drugače prilagojen odstranjevanju strupenih strupov. Vendar velikih koncentracij snovi ni mogoče popolnoma odstraniti. Kovinski ioni, strupene organske in anorganske snovi se sčasoma kopičijo v telesu in po določenem času (pogosto po več letih) povzročijo patologije, bolezni in alergije.

Ksenobiotiki so strupi. Lahko pridejo v prebavni sistem, dihala in celo skozi nepoškodovano kožo. Vstopne poti so odvisne od agregatnega stanja, strukture snovi in ​​okoljskih razmer.

Plinasti ogljikovodiki, etilni in metilni alkoholi, acetaldehid, vodikov klorid, etri, aceton vstopajo v telo skozi nosno votlino z zrakom ali prahom. Fenoli, cianidi, težke kovine (svinec, krom, železo, kobalt, baker, živo srebro, talij, antimon) prodrejo skozi prebavni sistem. Omeniti velja, da so elementi v sledovih, kot sta železo ali kobalt, potrebni za telo, vendar njihova vsebnost ne sme presegati tisočinke odstotka. V velikih odmerkih vodijo tudi do negativnega učinka.

Razvrstitev ksenobiotikov

Ksenobiotiki- to niso le kemikalije organskega in anorganskega izvora.

V to skupino spadajo tudi biološki dejavniki, vključno z virusi, bakterijami, patogenimi protisti in glivami ter helminti. Nenavadno je, da fizični pojavi, kot so hrup, vibracije, sevanje, sevanje, prav tako spadajo med ksenobiotike.

Avtor: kemična sestava vsi strupi so razdeljeni na:

• organsko(fenoli, alkoholi, ogljikovodiki, aldehidi in ketoni, halogeni derivati, etri itd.).
• Organoelement(organofosfor, organsko živo srebro in drugi).
• Anorganske snovi(kovine in njihovi oksidi, kisline, baze).

Po izvoru kemične ksenobiotike delimo v naslednje skupine:

1. Industrijski.
2. Gospodinjstvo.
3. Kmetijsko.
4. strupene snovi.

Zakaj ksenobiotiki vplivajo na zdravje?

Pojav tujih snovi v telesu lahko resno vpliva na njegovo delovanje. Povečana koncentracija ksenobiotikov vodi do pojava patologij, sprememb na ravni DNK.

Imuniteta je ena glavnih zaščitnih ovir. Vpliv ksenobiotikov se lahko razširi tudi na imunski sistem, ki moti normalno delovanje limfocitov. Zaradi tega te celice ne delujejo pravilno, kar vodi v oslabitev obrambe telesa in pojav alergij.

Celični genom je občutljiv na učinke katerega koli mutagena. Ksenobiotiki, ki prodrejo v celico, lahko porušijo normalno strukturo DNA in RNA, kar vodi do pojava mutacij. Če je število takih dogodkov veliko, obstaja tveganje za nastanek onkologije.

Nekateri strupi delujejo selektivno na ciljni organ. Tako so izolirani nevrotropni ksenobiotiki (živo srebro, svinec, mangan, ogljikov disulfid), hematotropni (benzen, arzen, fenilhidrazin), hepatotropni (klorirani ogljikovodiki), nefrotropni (kadmijeve in fluorove spojine, etilen glikol).

Ksenobiotiki in ljudje

Gospodarske in industrijske dejavnosti zaradi velike količine odpadkov, kemikalij in zdravil negativno vplivajo na zdravje ljudi. Ksenobiotike danes najdemo skoraj povsod, kar pomeni, da je verjetnost njihovega vstopa v telo vedno velika.

Najmočnejši ksenobiotiki, s katerimi se ljudje srečujemo povsod, pa so zdravila. Farmakologija kot veda proučuje vpliv zdravil na živi organizem. Po mnenju strokovnjakov so ksenobiotiki tega izvora vzrok za 40% hepatitisa in to ni naključje: glavna naloga jeter je nevtralizacija strupov. Zato to telo najbolj trpi zaradi velikih odmerkov zdravil.

Ksenobiotiki so telesu tuje snovi. Človeško telo je razvil veliko alternativnih načinov za odstranjevanje teh toksinov. Na primer, strupe lahko nevtraliziramo v jetrih in izločimo v okolje skozi dihala, izločala, lojnice, znojnice in celo mlečne žleze.

Kljub temu mora oseba sama sprejeti ukrepe za zmanjšanje škodljivih učinkov strupov. Najprej morate skrbno izbrati hrano. Prehranska dopolnila skupine "E" so močni ksenobiotiki, zato se je nakupu tovrstnih izdelkov treba izogibati. Samo ni vredno videz izberite zelenjavo in sadje.

Vedno bodite pozorni na rok uporabnosti, saj se po izteku v izdelku tvorijo strupi. Vedno je vredno poznati mero drog. Seveda je to za učinkovito zdravljenje pogosto prisiljena nuja, a pazite, da se to ne razvije v sistematično nepotrebno uživanje zdravil.

Izogibajte se delu z nevarnimi reagenti, alergeni, različnimi sintetičnimi snovmi. Zmanjšajte vpliv gospodinjskih kemikalij na vaše zdravje.

Zaključek

Škodljivih učinkov ksenobiotikov ni vedno mogoče opaziti. Včasih se kopičijo v velikih količinah in se spremenijo v časovno bombo. Tuje snovi v telesu so škodljive za zdravje, kar vodi v razvoj bolezni. Zato ne pozabite na minimalne preventivne ukrepe. Morda negativnega učinka ne boste opazili takoj, vendar lahko ksenobiotiki po nekaj letih povzročijo resne posledice. Ne pozabi na to.

Ksenobiotiki so snovi, ki so tuje naravi, sestavi in ​​metabolizmu živih organizmov.[ ...]

KSENOBIOTI (iz grščine xenos – tujek) – živim organizmom tuje snovi.[ ...]

Ksenobiotiki (grško khepoh - tujec in bios - življenje). Snovi, tuje določenemu organizmu ali ekosistemu, ki povzročajo motnje v bioloških procesih, vključno z boleznijo in propadanjem ali odmiranjem posameznih organizmov, skupin organizmov ali ekosistemov.[ ...]

Ksenobiotiki, snovi, ki so tuje naravi, sestavi in ​​metabolizmu živih organizmov; predvsem - produkti tehnogeneze: organska sinteza, jedrski cikel itd.[ ...]

Ksenobiotik je organizmu, vrsti, skupnosti tuja snov.[ ...]

Ksenobiotiki imajo genotoksične in mutagene, membranotoksične in encimsko toksične učinke na celice in organe imunskega sistema (Clinical Immunology, 1998). Posebej nevarni so vplivi med nastajanjem različnih stopenj ontogeneze. Takšni učinki so lahko vzrok za nepopravljive »manjše« okvare, ki se kažejo v obliki imunskih pomanjkljivosti pri otroku, katerega mati je doživela toksične učinke pred ali med nosečnostjo (Veltischev, 1989).[ ...]

Ksenobiotiki so onesnaževalci okolja iz katerega koli razreda kemičnih spojin, ki se ne pojavljajo v naravnih ekosistemih.[ ...]

Ksenobiotik je organizmom tuja kemična snov, ki ni vključena v naravni biotski cikel.[ ...]

Ksenobiotik - snov, ki nastane kot posledica človeških dejavnosti in je tuja naravnim ekosistemom. Izraz se običajno uporablja za industrijske strupene snovi.[ ...]

Ksenobiotiki so snovi, pridobljene z umetno sintezo in ne sodijo med naravne spojine.[ ...]

Med ksenobiotiki so najpogostejši herbicidi in pesticidi, ki so spojine, ki vsebujejo halogene in pridejo v vodna telesa iz tal in ozračja. Če se ne uporabljajo posebne adsorpcijske membranske tehnologije ali ozonizacija, obstoječe naravne čistilne naprave za gospodarske namene ne bodo zagotovile odstranitve ksenobiotikov. Ta okoliščina odpira problem predhodnega čiščenja naravnih voda pred ksenobiotiki, ki ga je mogoče rešiti z ekologizacijo ali opustitvijo proizvodnje ustreznih zdravil ali z biotehnološkimi metodami.[ ...]

Večina ksenobiotikov pride v človeško telo po prebavni poti s proizvodi živalskega in rastlinskega izvora. Z izjemo zgornjih primerov akutne zastrupitve se praviloma postopoma kopičijo (kumulirajo) v telesu in kažejo patološki učinek.

Večina ksenobiotikov je vodotopnih; manjši del je topnih v maščobi (imajo afiniteto do maščobnega in možganskega tkiva). Snovi, topne v maščobi, so podvržene fazi biotransformacije v endoplazmatskih membranah jetrnih celic, kjer se encimsko pretvorijo v vodotopne presnovke in se izločijo iz telesa. Pri motnjah delovanja jeter se v telesu odlagajo v določenih tkivih in s tem ohranjajo relativno konstantnost koloidno-osmotskega tlaka. Pokrivna tkiva koncentrirajo silicij, arzen, titan; možgansko tkivo - svinec, živo srebro, baker, mangan, aluminij. Slednje se je pred kratkim štelo za neškodljivo, vendar ta mikroelement, ki se kopiči v telesu, povzroča motnje možganske aktivnosti, bolezni kosti, anemijo in različne nespecifične sindrome. Zmogljivost pregradnih tkiv se s starostjo povečuje glede na svinec, aluminij, kadmij in druge elemente.[ ...]

Glavni viri ksenobiotikov so podjetja vseh panog, predelava nafte in plina, toplotna in jedrska energija, pa tudi zračni in kopenski promet z motorji z notranjim zgorevanjem (glej na primer tabeli 3.1 in 3.2).[ ...]

V biosferi kroži ogromno tehnogenih ksenobiotikov, od katerih imajo mnogi izjemno visoko toksičnost. Čeprav ta izraz ni splošno priznan in je njegova uporaba do neke mere pogojna, nam vseeno omogoča, da iz velikega števila onesnaževal ločimo tiste, ki za človeka predstavljajo največjo nevarnost.[ ...]

V biosferi kroži ogromno tehnogenih ksenobiotikov, od katerih imajo mnogi izjemno visoko toksičnost. Čeprav ta izraz ni splošno priznan in je njegova uporaba do neke mere pogojna, nam vseeno omogoča, da iz velikega števila onesnaževal ločimo tiste, ki za človeka predstavljajo največjo nevarnost. Ekološki in analitski monitoring superekotoksikantov je trenutno deležen vse večje pozornosti tudi zato, ker se te spojine lahko akumulirajo v živih organizmih in prenašajo po trofičnih verigah.Mnogi izmed njih izkazujejo karcinogeno in mutageno delovanje, povzročajo huda obolenja ljudi in živali ter so vzrok za rast prirojenih deformacij. To je bil motiv za pisanje knjige, ki obravnava problematiko ekologije in analizne kemije superekotoksikantov.[ ...]

Kot že rečeno, je predpogoj za razgradnjo ksenobiotikov v naravnem okolju prisotnost strukturno sorodnih spojin v njem. Naravni mehanizmi na začetku morda ne bodo učinkoviti pri preoblikovanju ksenobiotikov zaradi kinetičnih omejitev, ki jih povzroča specifičnost substrata encimov. Sčasoma je to mogoče premagati s prekomerno proizvodnjo tega(-ih) encima(-ov), z odstranitvijo ali spreminjanjem regulativnega nadzora njegove sinteze, s podvajanjem genov, ki povzroči učinek odmerjanja, ali z mutacijsko variacijo, ki ustvari encim s spremenjeno specifičnostjo substrata. Nadaljnja prilagoditev se lahko pojavi s pomočjo adaptivne plastičnosti mikroorganizmov z genetsko preureditvijo.[ ...]

Neposredni škodljivi učinek ksenobiotikov se kaže v splošnih toksičnih, dražilnih in senzibilizirajočih učinkih. Dolgoročni učinki izpostavljenosti kemičnim dejavnikom so posledica njihovih gonadotropnih (benzen, klorpren, kaprolaktam, svinec itd.), embriotropnih, mutagenih in kancerogenih učinkov. Skupna značilnost vpliva kemičnih dejavnikov na telo je, da so vsi imunosupresivi.[ ...]

Namen dela je bil proučiti vpliv organofosforjevega ksenobiotika - metilfosfonske kisline na aktivnost peroksidaze in peroksidacijo lipidov. Poskusi so bili izvedeni na terenu. Gojene in divje rastline smo enkrat škropili z raztopino metilfosfonske kisline (MPA). Aktivnost peroksidaze je bila določena po Mikhlinu (Ermakov et al., 1952) 4. dan po zdravljenju.[ ...]

Golovleva L. A. Presnovna aktivnost psevdomonad, ki razgrajujejo ksenobiotike // Genetika in fiziologija mikroorganizmov - obetavni predmeti genskega inženiringa.[ ...]

Obetavna in učinkovita je uporaba mikroorganizmov-uničevalcev ksenobiotikov (strupenih, težko uničljivih organskih snovi) za čiščenje visoko koncentriranih odpadnih voda. Biološko čiščenje industrijskih odpadnih voda lahko poteka v naravnih in umetnih pogojih. Prvi vključuje metode čiščenja zemlje. ker so tla kompleksen kompleks organskih in anorganskih snovi, v katerih živi veliko število različnih mikroorganizmov, so zanesljiv in močan dejavnik pri odvajanju odpadnih voda.[ ...]

Največ težav pri uporabi pesticidov nastane, ker so skoraj vsi pesticidi ksenobiotiki – naravi tuje kemične spojine.[ ...]

Vse to še enkrat poudarja velikansko vlogo indikatorskih indikatorjev ('tarč') za agroekološko presojo delovanja pesticidov in nasploh ksenobiotikov v tleh.[ ...]

Poleg indukcijskih in zaviralnih učinkov lahko superekotoksikanti povzročijo močno povečanje občutljivosti ljudi in živali na okoliške ksenobiotike in nekatere snovi naravnega izvora. Upoštevati je treba tudi njihovo naravno stabilnost in odsotnost meje toksičnosti (prekomerno kopičenje). Za skoraj vse superekotoksikante nadzor MPC izgubi pomen. V različnih koncentracijah so prisotni v vseh medijih, v njih krožijo in skozi sestavine okolja kažejo svoje delovanje. Človek je superekotoksikantom izpostavljen z dihanjem, s hrano rastlinskega in živalskega izvora, z vodo, v kateri se kopičijo iz zemlje in hidrosfere. Zanje je značilna še ena lastnost - največja mobilnost v biosferi. Te značilnosti superekotoksikantov določajo zapleteno naravo njihovih učinkov na ljudi in žive organizme, ki lahko povzročijo mutagene, teratogene, rakotvorne in porfirogene učinke ter povzročijo zatiranje celične imunosti, poškodbe notranjih organov in izčrpanost telesa. ...]

Eden od načinov zmanjševanja ksenobiotičnosti gospodarstva je uvajanje biotehnoloških procesov v različne panoge in naturalizacija potrošnje – zamenjava čim več sintetičnih ksenobiotikov z naravnimi in okolju prijaznimi izdelki in materiali.[ ...]

Snovi, ki jih vsebujejo izpusti in emisije iz podjetij, se glede na njihove specifične lastnosti izkažejo tudi za strupe, situacije, povezane z nevarnostjo zastrupitve ljudi, pa se imenujejo "okoljske pasti". Ker je vir ksenobiotikov industrijska in tehnična dejavnost, jih imenujemo industrijski strupi.[ ...]

Najbolj učinkovite in ekonomične so biološke metode predelave. Vključujejo uporabo biopreparatov in biostimulansov za razgradnjo nafte in naftnih derivatov. Na podlagi sposobnosti mikroorganizmov za uporabo naftnih ogljikovodikov in drugih ksenobiotikov je predlagana metoda za biokorekcijo onesnaženja, ki je sestavljena iz dveh stopenj: 1 - aktivacija degradacijske sposobnosti native mikroflore z vnosom biogenih elementov - biostimulacija; 2 - vnos v onesnaženo zemljo specializiranih mikroorganizmov, predhodno izoliranih iz različnih onesnaženih virov ali gensko spremenjenih - biododatki.[ ...]

To je globoko zmotno mnenje. Prvič, naravne geokemične anomalije so sestavljene iz naravnih (četudi škodljivih) snovi, ki so se jih organizmi v dolgem obdobju evolucije »naučili« prepoznati in se pred njimi do neke mere zaščititi. Tehnogene anomalije v tleh so praviloma sestavljene iz ksenobiotikov - snovi, ki jih je ustvaril človek, tuje biosferi in organizmov doslej neznane. Zato so v koncentrirani obliki škodljivi za ekosisteme.[ ...]

Ko je zemeljska površina onesnažena s superekotoksikanti - klordioksini, poliklorirani bifenili, policiklični aromatski ogljikovodiki, dolgoživi radionuklidi, se zabeleži močno povečanje števila motenj genetskega aparata, alergij in smrti. Vse te snovi so ksenobiotiki in pridejo v okolje zaradi nesreč v kemičnih tovarnah in jedrskih elektrarnah, nepopolnega zgorevanja goriva v avtomobilskih motorjih in neučinkovitega čiščenja odpadnih voda.[ ...]

Vendar pa za ljudi akutna toksičnost dioksinov in sorodnih spojin ni merilo nevarnosti. Podatki zadnjih let kažejo, da nevarnost dioksinov ni toliko v akutni toksičnosti kot v kumulativnem delovanju in dolgoročnih posledicah. Ugotovljeno je bilo tudi sodelovanje PCDD v drugih biokemičnih procesih na celični ravni. V tem primeru je očitno aktivni center tisti, ki je sterično dostopen za planarni PCDD, saj je samo železov porfirin glede na geometrijo in elektronsko strukturo sposoben kompleksirati z dioksini. Ko pride v telo, PCDD deluje kot induktor lažnih bioloških odzivov in prispeva k kopičenju številnih hemoproteinskih biokatalizatorjev v količinah, ki so nevarne za delovanje celic. Pomembno je tudi, da kršitev regulatornih mehanizmov vodi v oslabitev zaščitnih funkcij telesa pred ksenobiotiki in zatiranje imunskega sistema. Zato celo blage lezije PCDD povzročijo visoko utrujenost, zmanjšanje telesne in duševne zmogljivosti ter povečano občutljivost za okužbe, zlasti v stresnih razmerah.[...]

Tako za normalno delovanje in trajnost ekoloških sistemov in biosfere kot celote ne smejo biti presežene določene največje obremenitve nanje. Take so zlasti največje dovoljene obremenitve okolja (MPEL) oziroma največje dovoljene koncentracije določenih temu sistemu tujerodnih snovi – ksenobiotikov (MAC).[ ...]

Kot je navedeno zgoraj, so superekotoksikanti tuje snovi, ki imajo edinstveno biološko aktivnost, se širijo v okolju daleč onkraj svoje prvotne lokacije in že na ravni mikronečistoč negativno vplivajo na žive organizme. Za razliko od tehnogenih izpustov drugih ksenobiotikov je njihov vpliv na okolje in človeka dolga desetletja ostal neopažen, predvsem zaradi pomanjkanja visoko občutljivih metod za analizo večine superekotoksikantov (na primer kloriranih dioksinov in bifenilov). Šele pred kratkim, ko so se pojavile sodobne metode analitičnega nadzora nad vsebnostjo superekotoksikantov v okoljskih predmetih, živilih in bioloških tkivih, je postalo jasno, da je ta nevarnost neprimerno resnejša od onesnaženja naravnega okolja z drugimi snovmi. Poleg tega imajo številni superekotoksikanti neverjetno stabilnost – potrebna so stoletja, da se popolnoma razgradijo.[ ...]

Pod ekologizacijo bomo razumeli maksikologizacijo, čim manjšo asimilacijo proizvodnih procesov nasploh in zlasti ciklov virov naravnim ciklom snovi v biosferi. Seveda ne moremo govoriti o "brezodpadnih" tehnologijah. In v biogeokemičnih ciklih je del snovi nenehno izločen iz cikla, vendar za razliko od proizvodnje stranski produkti niso ksenobiotiki in ne tvorijo "odpadka", temveč rezervo, odloženo za določen čas. Včasih ozelenitev razumemo kot vse ukrepe, ki zmanjšujejo nevarnost proizvodnje za naravo in človeka. Ti pristopi si ne nasprotujejo.[ ...]

Za vse procese, povezane s proizvodnjo, ni značilno le preoblikovanje virov in proizvodnja potrebnih snovi, temveč tudi nastajanje stranskih proizvodov, ki se imenujejo odpadki, saj je njihovo neposredno recikliranje iz takšnih ali drugačnih razlogov nemogoče ali težko. . Ti stranski produkti so v zelo mnogih primerih tuji naravnemu okolju in biokemičnim procesom, to je, da so ksenobiotiki (iz grščine xenos - tujec). Razvoj življenja je potekal v odsotnosti teh snovi ali v njihovi zanemarljivi količini v zraku, vodi in prsti. Pred pojavom metalurgije prostih kovin in številnih njihovih soli v naravi praktično ni bilo. Zaradi razvoja kemične industrije so nastale popolnoma nove kombinacije elementov v obliki posebnih hladilnih sredstev, organskih in anorganskih pesticidov (strupene kemikalije), detergentov (detergentov) itd. Mnoge snovi niso ksenobiotiki, ampak močno povečanje njihove vsebnosti v naravnem okolju v primerjavi z začetno vsebnostjo lahko povzroči spremembe v kakovosti okolja na globalni ravni (veliko prahu, ogljikovega dioksida, dušikovih oksidov itd.).[ ...]

Glavno merilo za razvrstitev snovi med toksine je njena sposobnost, da poruši homeostazo organizma. V tem primeru je ista snov lahko strupena za nekatere organizme, za druge pa ne. Po drugi strani pa lahko pojav strupenih snovi v prehranjevalnih verigah različnih skupin organizmov kompleksno vpliva na različne "člene" te verige. Kakšna je resnična vloga številnih ksenobiotikov ali nizko toksičnih snovi v kompleksnih prehranjevalnih verigah organizmov in različnih ekosistemov, ostaja večinoma neznanka.[ ...]

Razvoj higiene in sanitarij, uporaba močnih razkužil in nato specializiranih sredstev - biocidov in pesticidov - je postopoma pripeljala do kvalitativne spremembe v onesnaženosti človekovega okolja. Postalo je manj biogenih organskih snovi, patogenih organizmov in njihovih prenašalcev oziroma se je vsaj zmanjšala pogostost stikov z njimi, povečala pa se je količina sintetičnih onesnaževal, škodljivih anorganskih snovi, ksenobiotikov, radionuklidov in drugih tehnogenih dejavnikov. Eno umazanijo je zamenjala druga, v epidemiološkem smislu komaj kaj manj nevarna. Vsekakor je bila razširjenost biogenega onesnaženja v preteklosti bolj naravne narave antigenov in je prispevala k obogatitvi človeške imunosti. Nasprotno pa človeško telo v odnosu do velikega števila sodobnih onesnaževal nima učinkovite imunske obrambe, mehanizmi razstrupljanja in izločanja strupov pa pogosto niso več kos nalogi samočiščenja. Poleg tega so nekateri sintetični ksenobiotiki močni mutageni in lahko povzročijo nevarne modifikacije patogenih mikrobov, virusov in drugih povzročiteljev, kot je prikazano zlasti pri prionih, povzročiteljih proteinov spongiformne encefalopatije (»bolezen norih krav«, Creutzfeldt-Jakobov sindrom v ljudje).[ ...]

Razvoj biosfere, zlasti živih organizmov, ki so vanjo vključeni, je potekal v odsotnosti takšnih snovi: ali jih ni bilo ali pa so bile v izjemno majhnih količinah v prostem stanju. Praviloma se ne "prilegajo" naravnim procesom biogenega kroženja snovi in ​​so v nasprotju s kemičnimi transformacijami snovi v živih organizmih, ki jih je "izdelala" evolucija. Zato se izkažejo za nevarne za zdravje ljudi, živali in rastlin. Imenujejo se ksenobiotiki (grško xenos – tujec, bios – življenje).[ ...]

Trenutno je bilo po različnih ocenah sintetiziranih in izoliranih iz naravnih virov od 6 do 10 milijonov kemikalij. Njihovo število se vsako leto poveča za 5 %. Poleg tega tukaj niso upoštevane polimerne in oligomerne spojine ter sestavki in mešanice. V ZDA je registriranih le okoli 120 tisoč novih sintetičnih spojin na leto. Vse to nakazuje, da človeška dejavnost aktivno povečuje možnost materialnega onesnaženja z OG1C. Med snovmi antropogenega izvora se velika večina nanaša na ksenobiotike - snovi, ki so živim organizmom tuje in niso vključene v naravne biogeokemične cikle, zato potencialno nevarne.[ ...]

Tudi človekovo okolje je vir »stresnih« vplivov. To so predvsem dejavniki vpliva fizikalnih in kemičnih obremenitev. Dejavniki fizičnega stresa so povezani s kršitvami svetlobnega, zvočnega ali vibracijskega režima, pa tudi ravni elektromagnetnega sevanja. Praviloma je odstopanje od norm teh dejavnikov značilno za urbano ali industrijsko okolje, kjer so najpogosteje in v največji meri kršeni pogoji, na katere je človeško telo evolucijsko prilagojeno. Kemični dejavniki stresa so izjemno raznoliki. IN Zadnja leta sintetiziranih je bilo več kot 7000 različnih snovi, ki so bile prej tuje v biosferi - ksenobiotiki (iz grščine hepo - tujec in nobo - življenje). Razkrojevalci v naravnih ekosistemih niso kos tolikšnim tujkom, za razgradnjo katerih v naravi ni posebnih biokemičnih mehanizmov, zato so ksenobiotiki nevarna vrsta onesnaženja. Tudi človeško telo se ne more spoprijeti s temi tujimi umetnimi snovmi, ker nima sredstev za njihovo razstrupljanje.[ ...]

Običajno je nevarnost kemičnih spojin označena z vrednostjo najmanjše efektivne ali mejne doze (koncentracije) snovi, ki ob enkratni (akutni) ali ponavljajoči (kronični) izpostavljenosti povzroči očitne, a reverzibilne spremembe v vitalna aktivnost organizma. Označeni so z ltac oziroma lbmc 12]. Kar zadeva letalne (smrtne) kazalnike, se kot take uporabljajo povprečne letalne in absolutno letalne doze (koncentracije) - DL50 in DL00 (SG50 in Cl00), ki povzročijo smrt 50% oziroma 100% poskusnih živali. Tudi pri zelo toksičnih snoveh je vrednost toksičnosti (7) določena po Haberjevi formuli, ki ne upošteva posledic biotransformacije ksenobiotikov in kumulativnega učinka.[ ...]

Aromatske spojine vstopajo v biosfero na različne načine, njihov vir pa so industrijska podjetja, promet in gospodinjske odplake. Posebna pozornost, namenjena aromatskim spojinam, je v veliki meri posledica njihovih rakotvornih lastnosti. Pravzaprav aromatske spojine (benzen, njegovi homologi in derivati, fenoli), pa tudi policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH) vstopajo v ozračje kot posledica emisij in odpadkov iz koksarn, nekaterih kemičnih tovarn, izpušnih plinov motorjev z notranjim zgorevanjem, produktov izgorevanja. različne vrste goriva. Odplake iz koksarn vsebujejo tudi veliko količino fenolnih spojin. Podzemna voda je pogosto onesnažena s PAH zaradi raznega blata iz čistilnih naprav. Fenolne spojine na splošno predstavljajo veliko skupino ksenobiotikov antropogenega izvora.

KAZALO.

UVOD 3

KSENOBIOTSKI OKOLJSKI PROFIL 4

SKRIVNOSTNA IN NENAMERNA NEVARNOST. 5

PROCESIJA DIOKSINA NA PLANETU 9

"OPERACIJA RANCH HAND" - ZLOČIN STAROSTI 9

KAJ JE ZNANO O LASTNOSTIH DIOKSINA. enajst

STRUPENOST DIOKSINA OB ENEM VNOSU. 12

DIOKSIN IN NJEGOVE SLEDOVI V VIETNAMU. 13

NE KOPIČITE DIOKSINA V BIOSFERI! 15

BIBLIOGRAFIJA. 17

UVOD

Razvoj industrije je neločljivo povezan s širitvijo nabora uporabljenih kemikalij. Povečanje količine pesticidov, gnojil in drugih kemikalij, ki se uporabljajo, je značilnost sodobnega kmetijstva in gozdarstva. To je objektivni razlog za vztrajno naraščanje kemične nevarnosti za okolje, ki se skriva v sami naravi človekovega delovanja.

Pred nekaj desetletji so odpadke kemične proizvodnje preprosto odlagali v okolje, pesticide in gnojila pa skoraj nenadzorovano razpršili iz utilitarnih razlogov po ogromnih ozemljih. Hkrati je veljalo, da se morajo plinaste snovi hitro razpršiti v ozračju, tekočine pa se morajo delno raztopiti v vodi in jih odnesti iz krajev izpusta. In čeprav so bili trdni izdelki v veliki meri nakopičeni v regijah, je bila potencialna nevarnost industrijskih emisij ocenjena kot majhna. Uporaba pesticidov in gnojil je dala ekonomski učinek, ki je bil večkrat večji od škode, ki so jo naravi povzročili strupi.

Vendar pa se je že leta 1962 pojavila knjiga Rachel Carson Silent Spring, v kateri avtorica opisuje primere množičnega pogina ptic in rib zaradi nenadzorovane uporabe pesticidov. Carson je zaključil, da opazovani učinki onesnaževal na divje živali napovedujejo bližajočo se katastrofo tudi za ljudi. Ta knjiga je pritegnila pozornost vseh. Pojavila so se društva za varstvo okolja, vladna zakonodaja, ki ureja sproščanje ksenobiotikov. S to knjigo se je pravzaprav začel razvoj nove veje znanosti - toksikologije.

Ekotoksikologijo je kot samostojno vedo izpostavil Rene Trout, ki je leta 1969 prvič povezal dve popolnoma različni drugačen predmet: ekologija (po Krebsu - veda o odnosih, ki določajo razširjenost in bivanje živih bitij) in toksikologija. Pravzaprav to področje znanja vključuje poleg navedenih tudi elemente drugih naravoslovnih ved, kot so kemija, biokemija, fiziologija, populacijska genetika itd.

Obstaja težnja po uporabi izraza ekotoksikologija samo za označevanje skupka znanja o učinkih kemikalij na ekosisteme, razen ljudi. Tako je po Walkerju in drugih (1996) ekotoksikologija preučevanje škodljivih učinkov kemikalij na ekosisteme. Če izločimo človeške predmete iz kroga predmetov, ki jih obravnava ekotoksikologija, ta definicija določa razliko med ekotoksikologijo in okoljsko toksikologijo, določa predmet proučevanja slednje. Izraz okoljska toksikologija naj bi se uporabljal samo za študije neposrednih učinkov onesnaževal okolja na ljudi.

Okoljska toksikologija v procesu proučevanja učinkov kemikalij, prisotnih v okolju, na človeka in človeške skupnosti operira z že uveljavljenimi kategorijami in koncepti klasične toksikologije in praviloma uporablja njeno tradicionalno eksperimentalno, klinično, epidemiološko metodologijo. Predmet raziskave so mehanizmi, dinamika razvoja, manifestacije škodljivih učinkov strupenih snovi in ​​produktov njihove transformacije v okolju na človeka.

Če na splošno delimo ta pristop in pozitivno ocenjujemo njegov praktični pomen, je treba opozoriti, da so metodološke razlike med ekotoksikologijo in okoljsko toksikologijo popolnoma izbrisane, ko je raziskovalec zadolžen za oceno posrednih učinkov onesnaževal na človeško populacijo (npr. zaradi toksičnih sprememb biote), ali, nasprotno, ugotoviti mehanizme delovanja kemikalij v okolju na predstavnike določene vrste živih bitij.

KSENOBIOTSKI PROFIL OKOLJA

Z vidika toksikologa so abiotski in biotski elementi tega, čemur pravimo okolje, kompleksni, včasih organizirani na poseben način, aglomerati, mešanice neštetih molekul.

Za ekotoksikologijo so zanimive le molekule z biološko uporabnostjo, tj. sposobni nemehansko komunicirati z živimi organizmi. Praviloma so to spojine, ki so v plinastem ali tekočem stanju, v obliki vodnih raztopin, adsorbirane na delce zemlje in različne površine, trdne snovi, vendar v obliki finega prahu (velikost delcev manj kot 50 mikronov), in končno snovi, ki pridejo v telo s hrano.

Nekatere biološko razpoložljive spojine uporabljajo organizmi, ki sodelujejo v procesih njihove plastične in energetske izmenjave z okoljem, tj. delujejo kot vir za okolje. Drugi, ki vstopajo v organizem živali in rastlin, se ne uporabljajo kot viri energije ali plastičnega materiala, vendar z delovanjem v zadostnih odmerkih in koncentracijah lahko bistveno spremenijo potek normalnih fizioloških procesov. Takšne spojine imenujemo tujek ali ksenobiotiki (tujek življenju).

Skupina tujih snovi v okolju (voda, prst, zrak in živi organizmi) v obliki (agregatnem stanju), ki jim omogoča kemične in fizikalno-kemijske interakcije z biološkimi objekti ekosistema, sestavljajo ksenobiotični profil biogeocenoze. . Profil ksenobiotika je treba obravnavati kot enega najpomembnejših okoljskih dejavnikov (poleg temperature, osvetlitve, vlažnosti, trofičnih pogojev itd.), ki ga lahko opišemo s kvalitativnimi in kvantitativnimi značilnostmi.

Pomemben element ksenobiotičnega profila so tujki, ki jih vsebujejo organi in tkiva živih bitij, saj jih vsi drugi organizmi prej ali slej zaužijejo (tj. imajo biološko uporabnost). Nasprotno, kemikalije, fiksirane v trdnih, nedisperzibilnih v zraku in netopnih v vodi predmetih (kamnine, trdni industrijski izdelki, steklo, plastika itd.), nimajo biološke uporabnosti. Lahko jih štejemo za vire oblikovanja ksenobiotičnega profila.

Ksenobiotične profile okolja, ki so nastali v evolucijskih procesih, ki so na planetu potekali milijone let, lahko imenujemo naravni ksenobiotični profili. V različnih regijah Zemlje so različni. Biocenoze, ki obstajajo v teh regijah (biotopi), so do neke mere prilagojene ustreznim naravnim ksenobiotskim profilom.

Različni naravni trki, v zadnjih letih pa tudi gospodarska dejavnost človeka, včasih bistveno spremenijo naravni ksenobiotični profil številnih regij (zlasti urbaniziranih). Kemične snovi, ki se v okolju kopičijo v neobičajnih količinah in povzročajo spremembe v naravnem ksenobiotičnem profilu, delujejo kot ekopolutanti (onesnaževalci). Sprememba profila ksenobiotikov je lahko posledica prekomernega kopičenja enega ali več ekopolutantov v okolju (tabela 1).

Tabela 1. Seznam glavnih ekopolutantov

To ne vodi vedno do škodljivih posledic za divje živali in prebivalstvo. Za ekotoksikant lahko označimo samo ekopolutant, ki je v okolju akumuliran v količini, ki zadošča za sprožitev toksičnega procesa v biocenozi (na kateri koli ravni organizacije žive snovi).

Ena najtežjih praktičnih nalog ekotoksikologije je določitev kvantitativnih parametrov, pri katerih se ekopolutant spremeni v ekotoksikant. Pri njegovem reševanju je treba upoštevati, da v realnih razmerah celoten ksenobiotski profil okolja deluje na biocenozo, pri tem pa spreminja biološko aktivnost posameznega onesnaževala. Zato so v različnih regijah (različni ksenobiotski profili, različne biocenoze) kvantitativni parametri pretvorbe onesnaževala v ekotoksikant strogo gledano različni.

Ekotoksikokinetika - del ekotoksikologije, ki obravnava usodo ksenobiotikov (ekopolutantov) v okolju: vire njihovega videza; razširjenost v abiotskih in biotskih elementih okolja; ksenobiotična transformacija v okolju; izločanje iz okolja.

SKRIVNOSTNA IN NENAMERNA NEVARNOST.

V VODAH Bajkala, v ribah, živalskem in fitoplanktonu, pa tudi v jajcih ptic, ki živijo na obalah in otokih "svetega morja", so našli dioksine in dioksinom podobne spojine. Imenujejo jih tudi "hormoni razgradnje" ali "hormoni prezgodnjega staranja". Dioksine uvrščamo med posebej nevarna obstojna organska onesnaževala, saj so zelo odporni na fotolitično, kemično in biološko razgradnjo. Posledično lahko v okolju vztrajajo dolgo časa. Hkrati za dioksine ni »praga delovanja«, to pomeni, da je že ena molekula sposobna sprožiti nenormalno celično aktivnost in povzročiti verigo reakcij, ki motijo ​​delovanje telesa. Znano je npr. V vojaških operacijah v Vietnamu so ameriške oborožene sile med drugimi vrstami kemičnega orožja aktivno uporabljale herbicid Orange Agent, ki vsebuje dioksin. Ta droga je povzročila umetno odpadanje listja v džungli, s čimer je vietnamskim gverilcem odvzela njihovo naravno in glavno zatočišče.

Učinek dioksinov na človeka je posledica njihovega vpliva na receptorje, endokrinih in hormonskih motenj, sprememb v vsebnosti spolnih hormonov, hormonov ščitnice in trebušne slinavke, kar poveča tveganje za razvoj sladkorne bolezni, moti procese pubertete in razvoja ploda. Otroci zaostajajo v razvoju, njihovo izobraževanje je oteženo, mladi razvijejo bolezni, ki so značilne za starost. Na splošno se poveča verjetnost neplodnosti, spontanega splava, prirojenih malformacij in drugih anomalij. Spremeni se tudi imunski odziv, kar pomeni, da se poveča dovzetnost telesa za okužbe, poveča se pogostost alergijskih reakcij in onkoloških obolenj.

V toksikologiji izraz "dioksin" pomeni derivat te spojine, in sicer 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-para-dioksin, ki je predstavnik velike skupine izjemno nevarnih ksenobiotikov izmed polikloriranih policikličnih spojin. Zelo nevarne snovi iz skupine polikloriranih aromatskih spojin s kondenziranimi cikli. Ko pridejo v telo, aktivirajo (inducirajo) sintezo encimov, ki vsebujejo železo - citokroma P-450, kar običajno povzroči presnovne motnje in poškodbe posameznih organov in tkiv. Zaradi visoke simetrije lahko takšne spojine v telesu obstajajo dolgo časa. Dioksin je eden najbolj zahrbtnih strupov, kar jih pozna človeštvo. Nasprotno pa zgodovina človeštva pozna veliko primerov pojavljanja v biosferi velikih količin potencialno nevarnih snovi. Vpliv teh tujih spojin (ksenobiotikov) na žive organizme je bil včasih vzrok za tragične posledice, primer tega je zgodba o insekticidu DDT. Še bolj razvpit je bil dioksin, ki se je v okolju številnih zahodnih držav pojavil v 50. in 60. letih prejšnjega stoletja, pa tudi v Južnem Vietnamu med kemično vojno, ki so jo vodile ZDA od leta 1961 do 1972. Dioksin v organski kemiji imenujemo šestčlenski heterocikel , v katerem sta dva atoma kisika povezana z dvema dvojnima vezema ogljik-ogljik. V toksikologiji izraz "dioksin" pomeni derivat te spojine, in sicer 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-para-dioksin, ki je predstavnik velike skupine izjemno nevarnih ksenobiotikov izmed polikloriranih policikličnih spojin. Zelo nevarne snovi iz skupine polikloriranih aromatskih spojin s kondenziranimi cikli. Ko pridejo v telo, aktivirajo (inducirajo) sintezo encimov, ki vsebujejo železo - citokroma P-450, kar običajno povzroči presnovne motnje in poškodbe posameznih organov in tkiv. Zaradi visoke simetrije lahko takšne spojine v telesu obstajajo dolgo časa.

Dioksin je eden najbolj zahrbtnih strupov, kar jih pozna človeštvo. Za razliko od običajnih strupov, katerih toksičnost je povezana z zaviranjem določenih telesnih funkcij, dioksin in podobni ksenobiotiki vplivajo na telo zaradi sposobnosti, da močno povečajo (inducirajo) aktivnost številnih oksidativnih encimov, ki vsebujejo železo (monooksigenaze), kar vodi do motenj presnove številnih vitalnih snovi in ​​zatiranja funkcij številnih telesnih sistemov. Dioksin je nevaren iz dveh razlogov. Prvič, skladišči se v okolju, se učinkovito prenaša po prehranjevalnih verigah in tako dolgo časa prizadene žive organizme. Drugič, celo. v za telo razmeroma neškodljivih količinah dioksin močno poveča aktivnost visoko specifičnih jetrnih monooksigenaz, ki mnoge snovi sintetičnega in naravnega izvora spremenijo v telesu nevarne strupe. Zato že majhne količine dioksina predstavljajo tveganje za poškodbe živih organizmov zaradi običajno neškodljivih ksenobiotikov, ki so prisotni v naravi. Že iz zgornjega kratkega opisa je razvidno, kako pomemben in kompleksen je problem zaščite pred tem nevarnim ksenobiotikom. Zato v ZDA, kjer je v okolje vnesena znatna količina dioksina, samo zvezna vlada letno nameni 5 milijonov dolarjev za proučevanje tega problema.

Od leta 1971 O problematiki dioksina in njemu sorodnih spojin se v ZDA redno razpravlja na posebnih konferencah, ki v zadnjem času vsako leto potekajo kot mednarodni forumi znanstvenikov iz zainteresiranih držav.Pozornost na to problematiko odraža tudi bogata znanstvena literatura o dioksinu, deloma povzeto po zbirkah: vidiki. N.Y.-Ln, 1978, v.1; Dioksini. Viri, izpostavljenost, transport in nadzor. Ohio, 1980, v.1,2. V zadnjih 10-12 letih so bili znanstveni vidiki tega problema široko obravnavani. Vse, kar smo izvedeli o dioksinu, priča o izjemni nevarnosti te snovi za ljudi, zlasti v pogojih kronične zastrupitve, in nam omogoča oblikovanje glavnih nalog, s katerimi se sooča človeštvo v zvezi s pojavom tega ksenobiotika v naravi. Vendar pa ima problem dioksina tudi socialne, politične in vojaške vidike. Zato v nekaterih zahodnih državah, zlasti v ZDA, namerno poskušajo prikriti nekatere vidike problema, ne objavljajo informacij, ki razkrivajo nevarnost tega strupa za človeštvo, uporabljajo rezultate napačnih poskusov za razvoj sodb o dioksin itd.

Zgodovina dioksina je tesno povezana s problemi donosne asimilacije polikloriranih benzenov, ki so odpadni produkti številnih velikih kemičnih industrij. V zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja je Dow Chemical (ZDA) razvil metodo za proizvodnjo poliklorofenolov iz poliklorobenzenov z alkalno hidrolizo pri visoki temperaturi pod tlakom in pokazalo se je, da so ti pripravki, imenovani daucidi, učinkovita sredstva za zaščito lesa. Že leta 1936 so poročali o množičnih obolenjih delavcev. Mississippi uporablja ta sredstva za zaščito lesa. Večina jih je zbolela za hudo kožno boleznijo - klorakno, ki so jo prej opazili med delavci v proizvodnji klora. Leta 1937 so bili opisani primeri podobnih bolezni med tovarniškimi delavci v Midlandu (Michigan, ZDA), zaposlenimi v proizvodnji daucidov. Preiskava vzrokov poškodb v teh in številnih podobnih primerih je pripeljala do zaključka, da je kloraknogeni faktor prisoten le v tehničnih davcidih, čisti poliklorofenoli pa nimajo takšnega učinka. Razširitev obsega uničenja poliklorofenolov v prihodnosti je bila posledica njihove uporabe v vojaške namene. Med drugo svetovno vojno so bili pridobljeni prvi herbicidni pripravki hormonskega delovanja na osnovi 2,4-dikloro- in 2,4,5-triklorofenoksiocetne kisline (2,4-D in 2,4,5-T). ZDA. Ta zdravila so bila razvita za uničevanje vegetacije na Japonskem in jih je ameriška vojska sprejela kmalu po vojni. Hkrati so se te kisline, njihove soli in estri začeli uporabljati za kemično pletje v posevkih žit, mešanice estrov 2,4-D in 2,4,5-T pa za uničevanje neželene drevesne in grmovne vegetacije. . To je ameriškim vojaško-industrijskim krogom omogočilo, da na njihovi osnovi ustvarijo obsežno proizvodnjo 2,4-dikloro-, 2,4,5-triklorofenolov ter kislin 2,4-D in 2,4,5-T. Na srečo proizvodnja in uporaba 2,4-D ni imela negativnih posledic za človeštvo. Nasprotno, študija lastnosti 2,4-D in njegovih derivatov je bila močna spodbuda za razvoj sodobne kemije herbicidov.

Dogodki, povezani s širitvijo obsega proizvodnje in uporabe 2,4,5-T, so se razvili precej drugače. Že leta 1949. v tovarni v mestu Nitro (Z. Virginija, ZDA) je prišlo do eksplozije, kjer je nastal 2,4,5-triklorofenol. 250 ljudi je bilo hudo poškodovanih. Res je, to dejstvo je postalo znano šele konec 70. let, posledice eksplozije za lokalno prebivalstvo in okolje pa so še vedno zavite v tančico skrivnosti. V petdesetih letih prejšnjega stoletja so poročali o pogostih poškodbah zaradi tehničnega 2,4,5-T in triklorofenola v kemičnih tovarnah v Nemčiji in Franciji ter o posledicah eksplozij v Ludwigshafnu (1953, tovarna BASF) in Grenoblu (1956, tovarna). družbe "Ron Poulenc") so bili obširno in podrobno obravnavani. Številni primeri poškodb delavcev s triklorofenolom v petdesetih letih 20. stoletja so se zgodili tudi v ZDA (v obratih Dow Chemical, Monsanto, Hooker, Diamond in drugih). Vendar pa ti incidenti niso bili objavljeni do konca 70. let. Obdobje od 1961 do 1970, ko so tovarne 2,4,5-T delovale s polno zmogljivostjo zaradi množičnih vojaških nakupov s strani ameriške vojske, je bilo še posebej pestro z dogodki, povezanimi z dioksinom. Množično uničenje zaradi eksplozij v tovarnah se je zgodilo v ZDA, Italiji, Veliki Britaniji, na Nizozemskem in v Franciji. Vsi ti dogodki (z izjemo tistih, ki so se zgodili v Franciji) niso bili zajeti v tisku do konca 70. let. Posebej grozljive so bile posledice eksplozije v tovarni Philips Duffard v Amsterdamu (1963), po kateri je bila uprava tovarne prisiljena razstaviti opremo, proizvodne prostore in jih poplaviti v ocean.Zadnje desetletje tudi ni minilo brez številnih incidentov na obrati za proizvodnjo in predelavo 2,4,5-triklorofenola. Najhujša je bila katastrofa v mestu Seveso (1976, Italija), zaradi katere niso trpeli le delavci, ampak tudi lokalno prebivalstvo. Za odpravo posledic tega incidenta je bilo treba odstraniti površinsko plast zemlje z velikega območja.

Način, da se izognemo onesnaženju države z dioksini, je, da vse naredimo po pravilih. Shema nastajanja dioksina pri alkalni hidrolizi tetraklorobenzena. To reakcijo običajno izvajamo v raztopini metanola (CH 3 OH) pod pritiskom pri temperaturi nad 165 o C. Na atomu nastali natrijev triklorofenolat se vedno delno pretvori v predioksin in nato v dioksin. S povišanjem temperature na 210 ° C se hitrost te stranske reakcije močno poveča, v hujših pogojih pa dioksin postane glavni produkt reakcije. V tem primeru je proces neobvladljiv in se v proizvodnih pogojih konča z eksplozijo. Razlogi za poraz delavcev, ki se ukvarjajo s proizvodnjo in predelavo 2,4,5-triklorofenola, so bili ugotovljeni leta 1957. skoraj istočasno tri skupine znanstvenikov. G. Hoffmann (Nemčija) je izoliral kloraknogeni dejavnik tehničnega triklorofenola v čisti obliki, preučeval njegove lastnosti, fiziološko aktivnost in mu pripisal strukturo tetraklorodibenzofurana. Sintetizirani vzorec te spojine je res imel enak učinek na živali kot tehnični triklorofenol. Hkrati je K. Schultz (Nemčija), specialist na področju kožnih bolezni, opozoril na dejstvo, da so simptomi poškodb njegove stranke, ki delajo s kloriranimi dibenzo-para-dioksini, enaki simptomom poškodbe tehničnega triklorofenola. Njegove študije so pokazale, da je kloraknogeni dejavnik tehničnega triklorofenola res 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-para-dioksin (dioksin), neizogiben stranski produkt alkalne obdelave simetričnega tetraklorobenzena. Kasneje so bile informacije K. Schultza potrjene v delih drugih znanstvenikov. Visoka strupenost dioksina je bila ugotovljena leta 1957. in v ZDA. To se je zgodilo po nesreči z ameriškim kemikom J. Dietrichom, ki je med sintezo dioksina in njegovih analogov dobil hudo poškodbo, ki je bila podobna tehničnemu triklorofenolu, in je bil dolgo časa hospitaliziran. To dejstvo, tako kot mnogi drugi incidenti pri proizvodnji triklorofenola v Združenih državah, je bilo skrito pred javnostjo, halogenirane dibenzo-p-dioksine, ki jih je sintetiziral ameriški kemik, pa je vojaški oddelek zasegel za študij. Tako je bil konec petdesetih let 20. stoletja ugotovljen vzrok pogostih poškodb s tehničnim triklorofenolom in ugotovljeno dejstvo toksičnosti dioksina in tetraklorodibenzofurana. Še več, leta 1961 je K. Schultz objavil podrobne informacije o izjemno visoki toksičnosti dioksina za živali in pokazal posebno nevarnost kronične poškodbe tega strupa. Tako dioksin 25 let po pojavu v naravi ni več neznani »kloraknogeni dejavnik«. Do takrat je kljub visoki toksičnosti 2,4,5-triklorofenol prodrl na številna področja proizvodnje. Njegove natrijeve in cinkove soli ter proizvod njegove predelave, heksaklorofen, so se pogosto uporabljali kot biocidi v inženirstvu, kmetijstvu, tekstilni in papirni industriji, medicini itd. Na osnovi tega fenola so pripravljali insekticide, pripravke za potrebe veterine, tehnične tekočine za različne namene. Vendar pa je 2,4,5-triklorofenol našel najširšo uporabo pri proizvodnji 2,4,5-T in drugih herbicidov, namenjenih ne le za miroljubne, ampak tudi za vojaške namene. Kot rezultat, do leta 1960 proizvodnja triklorofenola je dosegla impresivno raven - več tisoč ton na leto.

PROCESIJA DIOKSINA NA PLANETU

Po objavi del K. Schultza je bilo mogoče pričakovati, da bodo obrati za proizvodnjo triklorofenola zaprti ali pa bodo razvite nove tehnološke sheme za pridobivanje tega izdelka, ki ne bodo dovoljevale kopičenja tako močnega strupa v njem. . Vendar se to ne le ni zgodilo, ampak kljub zdrava pamet, so nadaljnje objave o fiziološki aktivnosti in poteh za nastanek dioksina in tetraklorodibenzofurana preprosto prenehale. Hkrati skoraj ni bilo poročil o primerih, ko so ljudje prizadeti zaradi triklorofenola in njegovih derivatov, čeprav so bili v tem obdobju, kot je postalo znano pozneje, najpogostejši.

Hkrati se je proizvodnja triklorofenola in proizvodov njegove predelave po stari tehnološki shemi iz petdesetih let prejšnjega stoletja v zahodnih državah, zlasti v ZDA, znatno povečala, ohranila se je visoka raven porabe tega nevarnega proizvoda, in njen izvoz se nenehno povečuje. Biocidni, insekticidni in herbicidni pripravki na osnovi 2,4,5-triklorofenola so prispeli v številne države ameriške celine, v nekatere države Afrike in jugovzhodne Azije, v Avstralijo in Oceanijo. Skupaj z njimi se je dioksin nenehno vnašal v tla in vodna območja, mesta in kraje velikih območij sveta. Posebej velike količine so ga z odpadno vodo prišle v okolje območij, kjer so bile tovarne za proizvodnjo triklorofenola. Rezultati te dejavnosti niso dolgo čakali: v poznih 60-ih in zgodnjih 70-ih letih so bili v ZDA zabeleženi številni primeri množičnega uničenja perutnine in celo potomcev divjih živali.

Kasneje se je izkazalo, da so herbicidi tipa 2,4,5-T, ki so prišli na domače in tuje trge ZDA v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, vsebovali dioksin v koncentracijah od 1 do 100 delcev na milijon (ppm), to je v količinah, ki več deset, sto in celo tisočkrat presegajo dovoljeno gv. Če upoštevamo, da so produkti predelave triklorofenola, ki se uporablja v miroljubne namene, vsebovali le 10 ppm dioksina, potem je v tem primeru v desetletju, ki je minilo od ugotovitve vzrokov za toksičnost teh produktov, na stotine kilogramov tega strupa. vnesen v okolje ZDA skupaj z več tisoč tonami pesticidov. Podobna količina dioksina se je pojavila na ozemlju držav, ki so te izdelke uvažale iz ZDA.

"OPERACIJA RANCH HAND" - ZLOČIN DOBE

Posebej obsežen se je izkazal ameriški vojaški program za uporabo produktov predelave triklorofenola. Ameriško vojaško ministrstvo je do šestdesetih let prejšnjega stoletja dokončalo obsežen načrt proučevanja herbicidov kot potencialnega orožja boja proti okolju, ki naj bi ga izvajali na ozemlju Indokine pod kodnim imenom »Operacija Ranch Hand«. Poleg tega so bile do takrat že izbrane formulacije herbicidov, razvite metode in sredstva za njihovo uporabo ter izvedeni obsežni testi v pogojih, ki simulirajo tropska območja Indokine. V obdobju testiranja je bila glavna pozornost vojaških strokovnjakov namenjena herbicidnim formulacijam, ki vsebujejo estre 2,4,5-T.

Ko se obrnemo na materiale iz šestdesetih let prejšnjega stoletja, nas še posebej preseneti obseg propagande te vrste orožja za množično uničevanje, ki se izvaja v Združenih državah. Zanj so izbrali neškodljivo ime defolianti, torej sredstva, ki povzročajo odpadanje listov rastlin. V resnici pa je ameriška vojska imela samo herbicidne formulacije, ki so bile zasnovane za popolno uničenje rastlin. V odprtih navodilih ameriške vojske je bila »defoliantom« dodeljena vloga razkritja gverilcev in zatiranja njihove prehranske baze. Tisk je poveličeval "človečnost" te nove vrste orožja. V izjavah visokih predstavnikov vojske in celo ameriške administracije je bila zagotovljena popolna varnost njegove uporabe za okolje, ljudi in živali.

Kaj se je zgodilo v resnici? Poleti 1961 so ameriške zračne sile v navzočnosti predstavnika Bele hiše začele izvajati operacijo "Ranch Hand" v Južnem Vietnamu in tri leta pozneje zaključile njeno prvo fazo. Za rešitev glavnih nalog prve stopnje, povezanih z izbiro najučinkovitejših formulacij, metod, taktik in strategij za njihovo uporabo, je bilo potrebnih približno 2 tisoč ton herbicidov. Jeseni 1964 Ameriško letalstvo je začelo sistematično množično uničevanje okolja v Vietnamu, po katerem je znanstveni skupnosti postalo jasno, da ameriška vojska v Vietnamu izvaja obsežne teste novih vrst orožja za množično uničevanje - orožja za ekocid in genocid. . Po zaslugi naprednih ameriških znanstvenikov so bili prvi, ki so protestirali proti kemični vojni v Vietnamu. Vendar niti njihove izjave v tisku niti kolektivne peticije ameriški administraciji niso bile upoštevane.

Po letu 1965 se je obseg kemičnih dejanj začel povečevati in vsako leto je bilo v gozdove in polja Vietnama vrženih na desettisoče ton herbicidov. Po nepopolnih uradnih podatkih je v kemični vojni 1961-1972. ZDA so uporabile približno 96 tisoč ton herbicidov, od tega 57 tisoč ton formulacij, ki vsebujejo dioksin. Podatki o obsegu uporabe herbicidov v letih 1970-1972 so ostali tajni. v Vietnamu in obseg tretiranja s herbicidi v Laosu in Kampučiji. Vendar pa iz bilance proizvodnje in porabe herbicidov izhaja, da je povečanje proizvodnje 2,4,5-T v 60-ih letih zaradi nakupov ameriške vojske doseglo 50 tisoč ton, več kot 100 tisoč ton samo herbicidne formulacije, ki vsebujejo dioksin.

Pri ocenjevanju količine dioksina, vnesenega v okolje Vietnama, je treba upoštevati, da njegovo koncentracijo v 2,4,5-T tehničnih estrih določa proizvodna tehnologija, ki je v 50. in 60. letih prejšnjega stoletja ostala nespremenjena in je privedla do visoka vsebnost strupa. Iz velike večine primarnih virov izhaja, da je koncentracija dioksina v herbicidnih formulacijah ameriške vojske dosegla več deset ppp. To se ujema z informacijami o kontaminaciji etrov 2,4,5-T, proizvedenih v 60. letih, ki so navedene v delu K. Rappe (do 100 ppm) in v poročilu Nacionalne akademije znanosti ZDA (do 50 ppm). To potrjujejo uradni podatki ameriških zračnih sil o vsebnosti dioksina v vijoličnih, rožnatih in zelenih formulacijah ameriške vojske (33-66 ppm). Ameriški znanstveniki, ki so preučevali lastnosti formulacije Orange Agent, so uporabili tipične vzorce, ki vsebujejo 15-30 ppm dioksina. Le uradni podatki ameriškega letalstva, ki jih je pridobil A. Yang za "Orange Agent", so v ostrem nasprotju z zgornjimi podatki: navajajo, da je povprečna vsebnost dioksina v tej najbolj razširjeni formulaciji v Vietnamu blizu 2 ppm. Vendar pa, kot izhaja iz uradnih podatkov Ministrstva za kmetijstvo ZDA, estri 2,4,5-T te stopnje čistosti niso bili vedno pridobljeni v ZDA niti v zgodnjih sedemdesetih letih, ko je bila stopnja čiščenja triklorofenola vključeni v tehnološko shemo.

Šele po uvedbi sheme z dvojnim čiščenjem triklorofenola je bilo mogoče pridobiti izdelke z vsebnostjo dioksina pod 1 ppm. A. Yang in drugi predstavniki ameriških uradnih krogov trdijo, da je čiščenje triklorofenola iz dioksina v ZDA vključeno v tehnološko shemo od sredine 60-ih let. Iz tehnične in patentne literature pa izhaja, da se je izboljšanje proizvodnje triklorofenola začelo po letu 1970. Izračuni A. Yanga temeljijo na kakovosti 2,4,5-T estrov, proizvedenih v letih 1971-1973. Vse to omogoča bolj verodostojne podatke o visoki vsebnosti dioksina v herbicidih tipa 2,4,5-T, proizvedenih v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Tako je 57 tisoč ton formulacij na osnovi 2,4,5-T, katerih uporaba v Vietnamu je uradno priznana v ZDA, prineslo več kot 500 kg dioksina na relativno majhno ozemlje Indokine. Obstaja velika nevarnost, da bi za pravo sliko to številko morali vsaj podvojiti.

Pri ocenjevanju stopnje onesnaženosti okolja z dioksinom je treba upoštevati tudi možnost njegovega sekundarnega nastajanja po uporabi derivatov triklorofenola. Dokazana je nedvoumna toplotna transformacija v dioksin predioksina, ki je običajno prisoten v tehničnih pripravkih na osnovi triklorofenola. Pri termolizi drugih nehlapnih derivatov triklorofenola, vključno z 2,4,5-T, je izkoristek dioksina visok.

Negativni rezultati, navedeni v literaturi, so bili povezani bodisi z uporabo hlapnih prekurzorjev dioksina bodisi s prisotnostjo pogojev za njihovo učinkovito odstranitev iz reakcijske sfere. Ker se triklorofenol in 2,4,5-T estri hitro pretvorijo v nehlapne derivate v različnih okoljskih predmetih, različnih materialih, konzerviranih z biocidi, pa tudi v ostankih rastlin, prizadetih s herbicidi tipa 2,4,5-T , so očitno viri dodatne količine dioksina. Še posebej veliko je treba upoštevati verjetnost sekundarne tvorbe dioksina v pogojih kemične vojne, ki je bila izvedena v Vietnamu. Tu je bilo v času sovražnosti zgorelo več kot 500 tisoč ton napalma (vključno z velikimi območji prizadetih gozdov), razstreljeno je bilo več kot 13 milijonov ton letalskih bomb, granat in min. Zato je dioksin v vietnamsko okolje prišel v veliko večjih količinah, kot ga je vsebovalo več deset tisoč ton herbicidov, ki jih uporablja ameriška vojska. Da bi si lahko predstavljali posledice kopičenja dioksina v okolju, bomo bralca podrobneje seznanili z lastnostmi tega nevarnega strupa.

KAJ JE ZNANO O LASTNOSTIH DIOKSINA.

strukturo, fizično in Kemijske lastnosti. Molekula dioksina je ravna in zelo simetrična. Porazdelitev elektronske gostote v njem je takšna, da je največja v območju atomov kisika in klora, najmanjša pa v središčih benzenskih obročev. Te značilnosti strukture in elektronskega stanja določajo opažene ekstremne lastnosti molekule dioksina.

Dioksin je kristalna snov z visokim tališčem (305 o C) in zelo nizko hlapnostjo, slabo topna v vodi (2x10-8 % pri 25 o C) in bolje v organskih topilih. Odlikuje ga visoka toplotna stabilnost: njegov razpad opazimo le pri segrevanju nad 750 o C, učinkovito pa se izvaja pri 1000 o C.

Dioksin je kemično inertna snov. S kislinami in alkalijami se ne razgradi niti pri kuhanju. Vstopa v reakcije kloriranja in sulfoniranja, značilne za aromatske spojine, samo v zelo težkih pogojih in v prisotnosti katalizatorjev. Zamenjava atomov klora v molekuli dioksina z drugimi atomi ali skupinami atomov se izvaja samo v pogojih reakcij prostih radikalov. Nekatere od teh transformacij, kot je interakcija z natrijevim naftalenom in redukcijsko dekloriranje z ultravijoličnim obsevanjem, se uporabljajo za uničenje majhnih količin dioksina. Pri oksidaciji v brezvodnih pogojih dioksin zlahka odda en elektron in se spremeni v stabilen radikalni kation, ki pa se zlahka reducira z vodo v dioksin, kar je njegova sposobnost, da tvori močne komplekse s številnimi naravnimi in sintetičnimi policikličnimi spojinami.

toksične lastnosti. Dioksin je popoln strup, saj že v razmeroma majhnih odmerkih (koncentracijah) prizadene skoraj vse oblike žive snovi - od bakterij do toplokrvnih. Toksičnost dioksina pri najpreprostejših organizmih je očitno posledica kršitve funkcij metaloencimov, s katerimi tvori močne komplekse. Veliko težje je poraz višjih organizmov z dioksinom, zlasti toplokrvnih. Pri toplokrvnih organizmih dioksin najprej vstopi v maščobno tkivo, nato pa se prerazporedi in kopiči predvsem v jetrih, nato v timusu in drugih organih. Njegovo uničenje v telesu je nepomembno: izloča se večinoma nespremenjeno, v obliki kompleksov neidentificirane narave.

Razpolovni čas se giblje od nekaj deset dni (miši) do leta ali več (primati) in se običajno poveča s počasnim vnosom. S povečanjem zadrževanja v telesu in selektivnega kopičenja v jetrih se poveča občutljivost posameznikov na dioksin.

Pri akutnih zastrupitvah živali opazimo znake splošnega toksičnega delovanja dioksina: izgubo apetita, telesno in