Экотоксикологическая характеристика в объектах окружающей среды соединений хлора

Энергоносители

Выхлопные газы автомобилей - пример использования топлива, сопровождающегося возникновением в процессе сгорания диффузного источника диоксинов. Диоксины находят также в выбросах автомобилей, использующих регенерированные масла.

Средний выброс диоксинов автомобилем, использующим этилированный бензин, составляет 30-540 пг (в ДЭ) на 1 км пути.

Источниками диоксинов могут быть также бытовые печи, работающие на угле и нефти.

Питьевая вода

Вода как продукт, который особенно широко используется людьми для самых различных целей, также может быть подвержена загрязнению диоксинами. Сложность вопроса состоит, однако, в многообразии источников подобных загрязнений. Они могут быть как естественными, так и техногенными, однако чаще всего комбинированными. Это серьезно затрудняет борьбу с диоксиновыми загрязнениями вод.

Образование хлорфенолов при хлорировании воды, содержащей органические примеси, может фиксироваться и органолептически, поскольку хлорфенолы обладают характерным неприятным запахом. Это явление хорошо известно в нашей стране, где хлорирование является стандартной процедурой водоподготовки, а измерение содержания хлорфенолов техническими средствами выполняется чрезвычайно редко

Нельзя нельзя исключить ситуации, когда не только фенолы, но и молекулярный хлор появляется не из техногенной сферы, а естественным, как и природные органические вещества, образом.

3 группа. Уничтожение, захоронение и преобразование  отходов

Опыт последних десятилетий показал, что промышленные и иные отходы, предназначенные для выведения из оборота цивилизации, также могут оказаться чрезвычайно опасными для человека и природы, в особенности те, что содержат диоксины или их предшественники. Опасность возникает не только на этапе сжигания, но и на этапах захоронения и складирования. Наконец, не менее опасными могут оказаться попытки частичной или полной утилизации отходов[7].

Миграция и распределение диоксинов в живой и неживой природе.

Способность к пространственному перемещению воздушным путем у диоксинов и диоксиноподобных соединений незначительна. Однако, благодаря высокому сродству к твердым органическим компонентам атмосферных выбросов (особенно саже), концентрация диоксинов в воздухе намного выше тех, которые следовало ожидать, исходя лишь из летучести этих веществ. По той же причине диоксины достаточно прочно связываются частицами почвы, донных отложений как содержащими органические компоненты. Почва и донные отложения рек, озер и морей - конечные "резервуары", в которых накапливаются диоксины в неживой природе. В то же время, вместе с этими частицами они могут переноситься на довольно большие расстояния, загрязняя воздух и воду, включаться в пищевые цепи. Эффективнее всех концентрируют диоксины рыбы и дойные коровы. Следовательно, именно продукты животного происхождения страдают при загрязнении окружающей среды диоксинами.

Диоксины черезвычайно стабильны в живых организмах, следствием чего является их длительное сохранение в биосфере.

Помимо способности накапливаться в неживой природе и живых организмах, диоксины, как уже отмечалось, обладают удивительной химической устойчивостью. Они стабильны и в сильнокислых, и в щелочных средах, устойчивы к окислению. Период полураспада в почве для них составляет порядка 10 лет. В воде и донных отложениях он составляет намного меньшую величину - порядка 2 лет. Фотолитическое разложение диоксина и его аналогов происходит в природе достаточно медленно. В воздухе в газообразном состоянии диоксины могут разлагаться под действием УФ-излучения Солнца, но в таком состоянии в природе диоксины практически не встречаются. Адсорбированные твердыми частицами диоксины гораздо стабильнее: частицы могут содержать соединения, ингибирующие фотолиз или попросту экранирующие диоксины. В почве же фотолиз протекает лишь в верхнем слое (толщиной всего около 3 мм) с периодом полуразложения больше 1 года, но ниже этого слоя концентрация диоксинов остается практически неизменной[12].

 

Гигиенические критерии нормирования хлора и диоксинов.

ПДК хлора в атмосферном воздухе следующие: среднесуточная — 0,03 мг/м³; максимально разовая — 0,1 мг/м³; в рабочих помещениях промышленного предприятия — 1 мг/м³[19].

При анализе путей поступления рассматриваемых соединений в организм выяснилось, что с пищей поступает 94,8%, водой - 0,2%. вдыхаемым воздухом - 5,0% и через кожу - 0, 03%. Вместе с тем, не имеется данных о наименьшей токсикологической дозе ТХДД для человека (предположительно, 0,1 мкг/кг). Не получено данных и о безвредных уровнях воздействия. Поэтому в большинстве стран на основе анализа риска возникновения заболеваний отправной точкой для нормирования содержания диоксинов в различных продуктах питания, воде и почве является допустимая суточная доза (ДСД) в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД (ДЭ). В мировой практике приняты следующие дозы ДСД: в Нидерландах - 4 пг/кг, в Германии и Канаде - 10 пг/кг, в Швейцарии - 13 пг/кг, в США - 1 пг/кг, в Японии - 100 пг/кг, в России - 10 пг/кг. На основании этого в ряде стран были разработаны максимально допустимые уровни содержания диоксинов в продуктах питания[6].

Исследованиями установлено, что превышение ДСД (10 пг/кг) резко повышает риск раннего старения организма, развития хронических заболеваний. С целью предупреждения неблагоприятных последствий был разработан и допустимый уровень содержания диоксина для основных групп продуктов: для молока и молочных продуктов (в пересчете на жир) - 5,2 пг/кг, для рыбы и рыбопродуктов (съедобная часть) - 11 пг/кг, в пересчете на жир - 88 пг/кг, для мяса и мясопродуктов (съедобная часть) -0,090 пг/кг, в пересчете на жир - 3,3 пг/кг.

При обнаружении продуктов, в которых концентрация диоксинов превышает предельную норму, их изымают из продажи и уничтожают[15].

 

Физиологическое действие соединений хлора.

Действие на растения.

Хлор является самым последним в списке основных элементов. Многие люди ошибаются, сравнивая питательное вещество хлор (Cl -), с токсичным хлором в форме (Cl). Хлор, не та форма, которая используется растениями. Хлор существует в виде газа или растворенный в воде, например, дезинфицирующие средства, и не применяется в удобрениях. Хотя хлор и классифицируется как микроэлемент, растения могут принимать хлор только в качестве вторичных элементов, таких, как сера. Хотите верьте, хотите нет, но хлор играет большую роль в росте растения и имеет важное значение для многих процессов.

Вот некоторые из них:

1. Важное значение – это работа в тандеме с K +, для правильного функционирования устьичных отверстий у растений, тем самым контроль водного баланса.

2. Он также участвует в процессе фотосинтеза, в частности, системе расщепления воды.

3. Следит за балансом катионов и транспортом в растении.

4. Исследования показывают, что хлор уменьшает последствия грибковых инфекций, пока еще непонятно каким образом.

5. Предполагают, что хлор борется с излишним поглощением нитратов, поощряющих использование аммония N. Это может быть одним из факторов его роли в подавлении болезни, поскольку высокое содержание нитратов в растении приводит к тяжелым заболеваниям.Симптомы недостаточности – это увядание, маленькая и сильно разветвленная корневая система, часто с короткими кончиками. Листья увядают, наблюдается крапчатость и хлороз краев. Недостаточность хлора у капусты характеризуется полным отсутствием запаха.

Излишки хлора ведут к образованию жженых краев у молодых листьев. Если уровень хлора будет слишком высок, то саженцы не будут хорошо укореняться, а семена могут вообще не прорасти. При высоком содержание хлора, листья приобретают желтовато-бронзовый оттенок и их темпы развития замедляются.

Хлор часто добавляют в питьевую воду и как правило существует большая вероятность, что в вашем растворе уровень хлора будет превышать нужные значения и очень редко вы можете обнаружить его дефицит.

Растения, как правило, устойчивы к хлору, но некоторые виды, такие как авокадо или виноград чувствительны к хлору и могут быть отравлены даже при низкой его концентрации[20]

Действие на человека.

Спектр физиологического действия диоксинов черезвычайно широк. Ситуация усугубляется ксенофобностью этих соединений: за миллионы лет эволюции природа с ними не сталкивалась, и организм человека не научился от них защищаться.

Токсикологические характеристики диоксинов и подобных им соединений зависят от положения атомов хлора в молекуле. Особенно токсичны вещества, содержащие галогены в тех же местах, что и в молекуле 2,3,7,8-ТХДД - самого ядовитого из диоксинов. Он более ядовит, чем известный кураре, стрихнин, и сопоставим по отдельным характеристикам с ядами, используемыми в качестве химического оружия, являясь самым смертельным ядом из всех известных человечеству.

Однако реальное воздействие диоксинов на человека и окружающую среду не адекватно их острой токсичности. Данные последних лет показали, что основная опасность диоксинов заключается не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивности действия и отдаленных последствиях хронического отравления малыми дозами[8].

Наиболее очевидное проявление действия диоксинов - заболевание "хлоракне", рецидивирующее гнойничковое заболевание кожи. Известное ещё с начала 20 века как профессиональное заболевание рабочих хлорных производств, оно является специфическим симптомом острой диоксиновой интоксикации. Хлоракне возникает спустя 1-2 месяца после начала контакта с диоксинами в дозах от 0,1 до 3 мг/кг, приводит к тяжелой форме угрей и прогрессирует со временем, если контакт не прекращается.

Кроме того, диоксины вызывают такие кожные заболевания как гиперпигментация кожи (темные пятна), гипертрихоз (избыточный рост волос), актинический кератоз (утолщение кожи), гирсутизм (избыточный рост волос на лице у женщин). Однако данное специфическое проявление, как отмечалось, возникает в основном при профессиональных контактах с диоксинами; у лиц, явно не контактирующих с ними, но подвергающихся косвенному воздействию (например, в силу загрязнения окружающей среды), диоксиновая интоксикация выражается в ряде "скрытых" эффектов неблагополучия.

Так, в результате многочисленных исследований и наблюдений выяснилось, что одним из неблагоприятных факторов воздействия диоксинов на здоровье людей является их влияние на иммунную систему. Было установлено, что интоксикация любыми экзогенными химическими соединениями непременно влечет за собой патофизиологические и биохимические изменения (т.н. "токсический стресс"). Данные изменения наряду с другими системами непосредственно затрагивают и иммунную.

Установлено, что на территориях, прилегающих к предприятиям по производству хлорорганических веществ, отмечается более высокая заболеваемость вирусным гепатитом, геморрагической лихорадкой, кишечными и другими инфекциями среди населения[9].

Не без основания специалисты обвиняют диоксины и в том, что, снижая функциональную активность системы иммунной защиты, вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, они провоцируют развитие онкологических заболеваний.

Гонадотоксическое действие химических соединений (экзотоксикантов) существенно влияет на частоту возникновения различных дефектов у новорожденных. При этом, кроме опосредованного влияния диоксинов на репродуктивную функцию человека (нарушение нейрогуморальной регуляции размножения, заболевания других органов и систем), характерно и непосредственное специфическое действие токсиканта на половую систему, вызывающее развитие патологии в виде ее структурно-функциональных изменений на различных этапах онтогенеза.

Прицельно изучая медико-биологические последствия воздействия диоксина, исследователи утверждают, что нет такого органа или системы, которые не были бы подвержены пагубному влиянию этого суперэкотоксиканта. Он нейротоксичен, поражает эндокринные железы: из-за разрушительных действий в щитовидной, поджелудочной, половых и других железах, диоксины по праву относят к гормональноподобным экотоксикантам[10].

Таким образом, под действием диоксинов в пораженных организмах происходят несколько параллельных процессов - не только разрушение низкомолекуллярных гормонов, витаминов, лекарств, метаболитов, но и биоактивация предшественников мутагенов, канцерогенов, нейротоксических ядов. Существуют опасения, что вызываемые диоксином трансформации способны влиять на токсичность природных и синтетических соединений[11].

 

Мероприятия по снижению поступления соединений хлора в окружающую среду и организм человека.

В последнее десятилетие в развитых странах выполняются масштабные, дорогостоящие и очень тщательные работы по уничтожению ранее произведенной и ставшей ненужной диоксиногенной продукции. Это относится, например, к остаткам гербицида "agent orange" после прекращения его использования (США), ПХБ после его запрета (Япония) или выведения из оборота (США) и т.д.

Разработаны также многочисленные методы обеззараживания почв и уничтожения отходов диоксиногенных технологий, основанные на различных принципах - физических, химических, биологических, а чаще - комбинированные.

Наиболее эффективными считаются термические технологии, при которых основным является тепловое воздействие (нагревание или окисление при температурах порядка 1000°С):

• сжигание в стационарной вращающейся печи;

• сжигание в передвижной вращающейся печи;

• уничтожение с помощью ИК-нагрева;