Диоксины как наиболее опасные стойкие органические загрязнители

План лекции:

1. Источники диоксинов.

2. Токсичность диоксинов.

3. Допустимая суточная доза.

4. Влияние диоксинов на здоровье.

5. Особенности здоровья населения в диоксиноопасных городах России.

Диоксины/фураны образуются при проведении многих производственных процессов в качестве непреднамеренно получаемых побочных продуктов. В атмосферный воздух они попадают от процессов сжигания, при обработке металлов, например, агломерации и плавлении, сушке, обжиге, пиролизе, крекинге и в ходе других технологических процессов.

Поступлению диоксинов/фуранов в воздух способствует сочетание следующих четырех условий: высокотемпературные (свыше 200 °С) процессы и/или неполное сгорание, наличие органического углерода, хлора и продуктов, содержащих диоксины/фураны. В воду они в основном попадают со сточными водами предприятий целлюлозно-бумажной и химической промышленности, где используется хлор, предприятий, на которых применяют загрязненные диоксинами защитные пропитки, покрытия или красители для текстиля, кожи, древесины и других продуктов, вследствие использования хлорфенольных гербицидов. Загрязнение почв диоксинами/фуранами возможно при применении некоторых пестицидов и канализационного ила, складировании отходов. Сбросы многих производств содержат диоксины/фураны, в том числе медицинские отходы, ил и остатки химических производств, отходы пестицидов, отработанное трансформаторное масло и многое другое. Природными источниками этих веществ являются лесные и степные пожары и вулканическая деятельность.

Объем выбросов диоксинов/фуранов в значительной степени определяется особенностями технологических процессов. Среди химических производств наиболее опасным считается производство этилендихлорида, которое, как правило, является частью технологических процессов по получению хлорированных органических веществ. Основные источники диоксинов/фуранов приведены в табл. 1.

Таблица № 1

Основные источники диоксинов и фуранов

Под термином «диоксины» понимают группу химических соединений, включающую полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) и полихлорированные дибензофураны (ПХДФ). Диоксины относят к супертоксикантам, учитывая их острую токсичность, даже в чрезвычайно малых концентрациях, повсеместность обнаружения в объектах окружающей среды и пищевых продуктах, устойчивость при воздействии на них внешних природных факторов (окисления, гидролиза, действия щелочей и кислот и др.), липофильность. Это способствует их сверхаккумуляции и миграции по пищевым цепям. Попадая в организм человека, они увеличивают свою концентрацию в биоте более чем в 10 ⁴—10 ⁸ раз по сравнению с водой.

Реализация токсического эффекта диоксинов обусловлена, прежде всего, их включением в систему рецепторов, являющихся партнерами определенного белкового фактора, который, взаимодействуя с множеством других белков, выполняет многочисленные регуляторные функции. Внедряясь в эти системы, благодаря высокому сродству по отношению к рецептору, диоксины активно дезорганизуют естественные процессы. Нарушая обмен, они вызывают расстройство тканевого дыхания, нарушение обмена кальция и холестерина, метаболизм в печени.

Диоксины в промышленности, природной среде и в организмах находятся, как правило, в виде сложных смесей, каждый из компонентов которых имеет свои особенности воздействия. Большинство изомеров диоксинов/фуранов весьма близки по физико-химическим свойствам, но показатели их токсичности различаются. В окружающей среде эти изомеры встречаются в различных сочетаниях и концентрациях, что затрудняет оценку их опасности. В связи с этим для оценки токсичности диоксинов и фуранов была разработана международная шкала коэффициентов эквивалентной токсичности (ТЭ). За единицу токсичности принят токсический эффект маркерного соединения этой группы — наиболее сильного по биологической активности и хорошо изученного 2,3,7,8-тетрахлордибензол-диоксина (ТХДД). Для расчета ТЭ диоксинов и фуранов их массовую концентрацию умножают на соответствующий коэффициент эквивалентной токсичности. Сложив полученные значения, вычисляют суммарную токсичность изучаемого образца. В настоящее время при проведении расчетов используют значения коэффициентов эквивалентной токсичности, принятые ВОЗ в 1997 г.

Значения коэффициентов эквивалентной токсичности приведены в табл. 2.

Таблица № 2

Значения коэффициентов эквивалентной токсичности для диоксинов ХДД и фуранов ХДФ (ВОЗ, 1997)

Изомеры диоксинов более токсичны, чем изомеры фуранов. Но так как содержание последних часто выше, именно они, как правило, определяют уровень общей токсичности, а, следовательно, и опасности. Токсичность ТХДД превосходит токсичность стрихнина, кураре и других высокотоксичных веществ, уступая только ботулиническому токсину. Механизм токсического действия ТХДД интенсивно изучают на экспериментальных животных уже около 20 лет, однако, несмотря на большое количество полученных данных, он до настоящего времени остается не выясненным. Сходство структуры ТХДД и гормонов щитовидной железы легло в основу гипотезы токсического действия ТХДЦ как антагониста тиреоидных гормонов. Способность ТХДД вызывать дозозависимое снижение запасов витамина А в печени, а также сходство многих проявлений интоксикации ТХДД с клинической картиной, возникающей при дефиците витамина А в организме (например, гиперкератоз, иммуносупрессия, нарушение репродуктивной функции, тератогенные эффекты), позволило связать токсическое действие ТХДД в основном с этой патологией.

Эмиссия диоксинов, измеренная в ТЭ, в России по разным оценкам колеблется в пределах 6,9—10,8 кг в год и основной вклад вносит сжигание хлорсодержащих отходов. В других индустриальных странах глобальным источником выбросов диоксинов являются мусоросжигательные заводы.

В России применяются следующие нормативы содержания диоксинов в окружающей среде (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД):

- ПДК в питьевой воде, грунтовых водах и поверхностных водах в местах водозабора — 1 пг/л;

- ПДК в атмосферном воздухе — 0,5 пг/м³ (по нормам Европейской комиссии выброс не должен превышать 0,1 нг/м³);

- ПДК в почве — 0,33 нг/кг;

- уровни допустимого содержания диоксинов в основных группах пищевых продуктов: молоко и молочные продукты (в пересчете на жир) — 5,2 нг ТЭ/кг, рыба (съедобная часть) — 11,0 нг ТЭ/кг (в пересчете на жир — 88,0 нг ТЭ/кг), мясо (съедобная часть) — 0,9 нг ТЭ/кг (в пересчете на жир — 3,3 нг ТЭ/кг).

В других странах рекомендуются следующие нормативы содержания диоксинов:

- в питьевой воде, пг/л: Канада — 0,01; США — 0,013; Италия — 0,05; Германия — 0,01;

- в атмосферном воздухе, пг/м3: Нидерланды — 0,024; США — 0,02; Италия — 0,04;

- в воздухе жилых помещений — 0,3 пг/м3 (Германия);

- в воздухе рабочей зоны, пг/м3: США — 0,13; Италия — 0,12;

- в почве, пг/кг: США — 0,03 — 0,10; страны Северной Европы — менее 5,0.

Таким образом, в России нормативы содержания диоксинов менее жесткие, особенно по питьевой воде, нежели в большинстве стран.

Комитет экспертов ВОЗ в 1990 г. рекомендовал норму допустимой суточной дозы (ДСД) для диоксинов на уровне 10 пг/кг массы тела в пересчете на ТХДД. В 1998 г. с учетом новых научных данных ДСД была снижена до 1 — 4 пг/кг. В итоговом докладе Комитета экспертов ВОЗ указывается, что эта величина временная и конечной целью является снижение допустимого уровня поступления диоксинов в организм человека до нормы менее 1 пг/кг. Европейская Комиссия предложила норматив на уровне не более 2 пг/кг, и некоторые страны, например Великобритания, планируют законодательно утвердить этот новый норматив. Вместе с тем отмечается, что в настоящее время пока не накоплено достаточно данных об индивидуальной чувствительности людей к воздействию диоксинов и о времени их полувыведения из организма. По мнению экспертов ВОЗ переоценку величины ДСД с учетом новой информации следует проводить один раз в пять лет.

В настоящее время в странах Европы разработана стратегия по ужесточению нормативов содержания диоксинов в продуктах питания. Это связано с тем, что примерно у 18 млн чел. в странах ЕС (5 % населения Европы) уровень поступления диоксинов превышает ДСД. Максимальный допустимый уровень содержания диоксинов в пищевых продуктах установлен в диапазоне1—6 пкг/г жира, а для рыбы к 2007 г. предлагают снизить его с 4 до 3 пкг/г сырой массы.

Основной источник поступления диоксинов в организм человека — продукты питания (до 95 %). Остальные 5 % распределяются следующим образом: с воздухом в организм попадает 3,5%, с почвой – 1,3% и с питьевой водой – 0,01%. Поскольку в основном диоксины содержатся в рыбе и морепродуктах, проблема избыточного их потребления особенно актуальна для жителей прибрежных районов. Например, в США с рыбой в организм людей поступает до 30 % диоксинов, в Швеции и Финляндии — до 40-60%.

По результатам оценки поступления диоксинов в организм человека с продуктами питания, проведенной в России, установлено, что в Башкирии основная доля диоксинов переносится с куриным мясом и сливочным маслом (по данным З.К. Амировой, 1999), а в Иркутской области — с рыбой и молоком (по данным Е. Мамонтовой, 1999). Таким образом, можно заключить, что показатели содержания диоксинов соответствуют таковым в других индустриально развитых районах мира и не превышают существующих в России нормативов.

Для диоксинов характерно политропное воздействие на организм, т. е. они влияют почти на все системы и органы человека. Это особенно выражено при воздействии высоких концентраций диоксинов в производстве хлорсодержащих пестицидов или других хлорорганических веществ. Естественно, что именно в группах людей, работающих на таких предприятиях, наиболее ощутимы специфические последствия контакта с данными токсикантами. У них повышен риск возникновения заболеваний кожи (хлоракне), отмечаются депрессия, невралгия, нарушение липидного обмена, иммунного статуса, функциональные изменения со стороны центральной и периферической нервной системы, снижение либидо. Большинство этих нарушений проявляется у рабочих, имеющих контакт с диоксинами более 25 лет, но некоторые симптомы диагностируются и у молодых рабочих.

Результаты обследования рабочих указанных производств коррелируются с данными зарубежных исследователей.

В эколого-эпидемиологических исследованиях была доказана роль диоксинов как факторов риска развития бесплодия, спонтанных абортов, мертворождений, врожденных пороков развития. Иными словами, нарушение репродуктивного здоровья населения прослеживается практически по всему циклу, начиная от неспособности к зачатию и кончая патологией новорожденных.

Что касается нарушения репродуктивной функции у мужчин, то избыточное поступление диоксинов и других СОЗ в окружающую среду как раз и считают одной из причин снижения количества и качества спермы у мужчин, патологии полового развития мальчиков. Статистически достоверное снижение числа сперматозоидов в экспонированной группы по сравнению с неэкспонированной, более низкий удельный вес нормальной спермы и другие нарушения сперматогенеза были выявлены у американских ветеранов вьетнамской войны, у рабочих производства хлорорганических соединений, в том числе в Чапаевске и Уфе (по данным А.А. Бритвина, 2000; Н.П. Гончарова, 2000; Ш.Н. Галимова, Ф.Х. Камилова, 2001).

В феврале 1997 г. Международный комитет экспертов МАИР причислил диоксины к первой группе канцерогенной опасности. Во многих экспериментальных работах установлено, что ТХДЦ способны вызывать опухоли разной локализации у крыс и мышей. В исследованиях последних лет также подтверждена роль этих веществ как промоторов печеночного канцерогенеза. Дополнительными аргументами в пользу канцерогенности диоксинов являются результаты эпидемиологического изучения злокачественных новообразований у рабочих хлорных производств, показавшие увеличение смертности от рака желудка, легких, предстательной железы, кишечника, а также от саркомы мягких тканей и лейкозов в 5,0—16,5 раз.

Особенности здоровья населения в диоксиноопасных городах России.

В нашей стране проблема загрязнения окружающей среды СОЗ столь же актуальна, как и во всем мире, поскольку хлорорганический синтез занимает ведущее место в структуре химической промышленности. Наиболее детальные исследования по оценке воздействия диоксинов на состояние здоровья населения были проведены в Чапаевске. На расположенном в этом городе Средневолжском заводе химикатов до 1950 г. производили боевые отравляющие вещества — иприт и люизит, затем в 1960-е гг. его перепрофилировали на выпуск химических средств защиты растений на основе хлора, антисептиков древесины и гексахлорана; с их выпуском и связывали образование диоксинов. Определением содержания диоксинов в окружающей среде начали заниматься только в последние годы, и очень скоро был выявлен высокий уровень загрязнения почв, атмосферного воздуха и воды. В 1999 г. Чапаевск был признан зоной чрезвычайной экологической ситуации.

Воздействие на репродуктивное здоровье населения проявляется в виде увеличения частоты нарушений полового развития мальчиков (крипторхизм, гипоспадия, фимоз), задержки полового развития с выраженными гормональными сбоями в системе гипоталамус — гипофиз — яичко. Эти нарушения репродуктивного здоровья впоследствии могут быть и причиной бесплодия, частота которого в Чапаевске выше, чем в других городах области. Длительность проживания там более 20 лет увеличивает риск развития бесплодия у женщин в 3,1 раза, а работа на химическом заводе повышает этот риск в 2,1 — 11,5 раза. У мужчин частота бесплодия со сниженными показателями спермы встречается достоверно чаще, чем в другом городе Самарской области, а среди рабочих производства хлорорганических пестицидов выявлены существенные нарушения сперматогенеза. В тех случаях, когда беременность у женщин все же наступает, происходит значительное нарушение ее нормального течения, что проявляется в виде спонтанных абортов, токсикозов беременности, повышения частоты рождения детей массой менее 2500 г, нарушения соотношения полов новорожденных за счет увеличения числа девочек. Так, если в целом по России на 100 девочек рождается 120 мальчиков, то в Чапаевске — только 103 мальчика, т.е. налицо феминизация новорожденных. Есть определенные данные и об увеличении частоты врожденных пороков развития среди младенцев, а также других показателей врожденной патологии, например таких, как врожденные морфогенетические варианты развития. Это происходит в результате небольших нарушений морфогенеза в процессе эмбрионального развития, которые приводят к морфологическим изменениям органа, выходящим за пределы вариаций или находящимся у крайних границ его нормального строения, но существенно не влияющих на функции органа. Причина этих изменений может носить генетический характер на счет унаследованных мутаций или иметь эмбриогенетическую природу вследствие тератогенного повреждения клеток. Доказано, что контакт родителей на производстве с вредными веществами или проживание в Чапаевске более 15 лет являются значимыми факторами увеличения числа врожденных морфогенетических вариантов развития.

В Чапаевске число возникновения злокачественных заболеваний у мужского населения превышает этот показатель в Самарской области и в целом по России. У мужчин основными локализациями с достоверно повышенным уровнем риска являются опухоли печени и желчных протоков, мочевого пузыря, легких, предстательной железы, желудка и прямой кишки. Фактическая заболеваемость по всем локализациям в среднем оказалась выше ожидаемой в 1,9 раза.

Среди мужчин также повышен и фактический уровень смертности от злокачественных новообразований. Наибольший риск смертности прослеживается по раку легких, мочевыделительной системы, гортани, желудка и кишечника.

У женщин Чапаевска показатели фактической заболеваемости смертности от злокачественных новообразований не очень резко отличались от таковых для мужчин. Однако отмечается повышенная заболеваемость раком молочной железы, раком шейки матки и яичников.

Фактический уровень смертности достоверно превышал ожидаемый по раку молочной железы и шейки матки. Эколого-эпидемиологическое исследование по методу «случай — контроль» среди женщин с раком молочной железы выявило, что среди более 5 изученных факторов риска статистически значимыми являются генетические (наличие рака молочной железы у родственников), применение оральных контрацептивов и использование местных жиросодержащих продуктов питания.

Женщины, заболевшие раком молочной железы, чаще употребляли мясо и жир свиней, выращенных в Чапаевске, чем женщины контрольной группы. Этот факт является очень важным с точки зрения осуществления профилактических мер по снижению заболеваемости женщин раком молочной железы. Необходимо информировать людей об опасности использования загрязненных продуктов питания и о мерах по предупреждению поступления диоксинов или других загрязняющих веществ в организм. Рекомендации могут быть разные. Например, вместо свиного жира, который является накопителем диоксинов, можно использовать растительные жиры, следует сократить употребление жирного мяса, особенно детьми, молодоженами и беременными женщинами. Столь же опасным является употребление рыбы из окрестных водоемов. С территории Чапаевского химического завода в ближайшие реки и пруды поступают загрязненные воды, и большое количество рыбаков ведет рыбный промысел на этих водоемах. Почти 80 % больных женщин питались рыбой, выловленной вблизи города.

В России высокий уровень загрязнения производственной среды, возможно, существовал и в период производства хлорорганических пестицидов, и не только на рассмотренных выше предприятиях Уфы и Чапаевска, но также и Волгограда, Дзержинска, Новочебоксарска, Славгорода (Алтайский край), Щелкова, Усолье-Сибирского, Саянска и Зимы (Иркутская область), Кемерова. Однако данных о влиянии диоксинов на здоровье населения в этих городах крайне мало или вообще нет.

Литература:

1. Барышников И.И., Лойт А.О., Савченков М.Ф. Экологическая токсикология. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1991

2. Дж. Уэр. Проблемы загрязнения окружающей среды и токсикологии. М.: Изд-во «Мир», 1993

3. Ревич Б.А., Аванский С.Л., Тихонова Г.И. Экологическая эпидемиология. М.: Издательский центр «Академия», 2004

Дата добавления: 2014-07-30; просмотров: 830; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!