bugorwiki.info
на главную

Стойкий органический загрязнитель

Стойкие органические загрязнители ( СОЗ ) - это органические соединения, которые устойчивы к деградации окружающей среды в результате химических, биологических и фотолитических процессов. Из-за их стойкости СОЗ биоаккумулируются с потенциальным неблагоприятным воздействием на здоровье человека и окружающую среду. Влияние СОЗ на здоровье человека и окружающую среду обсуждалось с намерением ликвидировать или серьезно ограничить их производство международным сообществом в рамках Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях в 2001 году.

Многие СОЗ в настоящее время или в прошлом использовались в качестве пестицидов, растворителей, фармацевтических препаратов и промышленных химикатов. Хотя некоторые СОЗ возникают естественным путем, например, вулканы и различные пути биосинтеза, большинство из них созданы человеком посредством полного синтеза.

Последствия упорства

СОЗ обычно представляют собой галогенированные органические соединения (см. Списки ниже) и, как таковые, проявляют высокую растворимость в липидах. По этой причине они биоаккумулируются в жировых тканях. Галогенированные соединения также проявляют большую стабильность, отражающую нереакционноспособность связей C-Cl в отношении гидролиза и фотолитического разложения. Стабильность и липофильность органических соединений часто коррелирует с их содержанием галогенов, поэтому полигалогенированные органические соединения представляют особый интерес. Они оказывают свое негативное воздействие на окружающую среду посредством двух процессов: переноса на большие расстояния, что позволяет им перемещаться далеко от своего источника, и биоаккумуляции, которая концентрирует эти химические соединения до потенциально опасных уровней. Соединения , которые составляют СОЗ также классифицируется как СБТ (P, B ersistent ioaccumulative и Т) или кислородной TOMPs О rganic кислородной М ICRO P ollutants).

Дальний транспорт

СОЗ попадают в газовую фазу при определенных температурах окружающей среды и улетучиваются из почв, растительности и водоемов в атмосферу, сопротивляясь реакциям разложения в воздухе, преодолевая большие расстояния, прежде чем их снова осаждают. Это приводит к накоплению СОЗ в районах, далеких от того места, где они использовались или выбрасывались, особенно в тех местах, где СОЗ никогда не вводились, таких как Антарктида и Северный полярный круг. СОЗ могут присутствовать в виде паров в атмосфере или связываться с поверхностью твердых частиц. СОЗ имеют низкую растворимость в воде, но легко улавливаются твердыми частицами и растворимы в органических жидкостях (маслах, жирах и жидком топливе). СОЗ не легко разлагается в окружающей среде из-за их стабильности и низких скоростей разложения. Из-за этой способности к переносу на большие расстояния загрязнение окружающей среды СОЗ является обширным даже в тех областях, где СОЗ никогда не использовался, и останется в этих средах спустя годы после введения ограничений из-за их устойчивости к деградации.

Биоаккумулирование

Биоаккумуляция СОЗ обычно связана с высокой растворимостью липидов и способностью накапливаться в жировых тканях живых организмов в течение длительных периодов времени. Стойкие химические вещества, как правило, имеют более высокие концентрации и удаляются медленнее. Накопление или биоаккумуляция в рационе является еще одной отличительной чертой СОЗ, так как СОЗ продвигаются по пищевой цепи, они увеличивают концентрацию по мере того, как они перерабатываются и метаболизируются в определенных тканях организмов. Природная способность животных поглощать концентраты желудочно-кишечного тракта, наряду с плохо метаболизируемой и гидрофобной природой СОЗ, делает такие соединения очень чувствительными к биоаккумуляции. Таким образом, СОЗ сохраняются не только в окружающей среде, но и при поглощении животными, которые они биоаккумулируют, увеличивая их концентрацию и токсичность в окружающей среде.

Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях

Государства-участники Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях
Основная статья: Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях

Стокгольмская конвенция была принята и введена в действие Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) 22 мая 2001 года. ЮНЕП решила, что регулирование СОЗ необходимо рассмотреть на глобальном уровне в будущем. Целью соглашения является «защита здоровья человека и окружающей среды от стойких органических загрязнителей». По состоянию на 2014 год 179 стран соблюдали Стокгольмскую конвенцию. Конвенция и ее участники признали потенциальную токсичность СОЗ для человека и окружающей среды. Они признают, что СОЗ обладают потенциалом для переноса на большие расстояния, а также для биоаккумуляции и биомагнификации. Конвенция направлена ​​на изучение, а затем на оценку того, можно ли классифицировать ряд химических веществ, которые были разработаны с учетом достижений технологии и науки, как СОЗ или нет. Первоначальное совещание в 2001 году составило предварительный список, названный «грязной дюжиной» химических веществ, которые классифицируются как СОЗ. С 2014 года Соединенные Штаты Америки подписали Стокгольмскую конвенцию, но не ратифицировали ее. Есть несколько других стран, которые не ратифицировали Конвенцию, но большинство стран мира ратифицировали Конвенцию.

Соединения в списке Стокгольмской конвенции

В мае 1995 года Совет управляющих Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде исследовал СОЗ. Первоначально Конвенция признала только двенадцать СОЗ за их неблагоприятное воздействие на здоровье человека и окружающую среду, установив глобальный запрет на эти особо вредные и токсичные соединения и требуя от своих сторон принятия мер по ликвидации или сокращению выбросов СОЗ в окружающую среду.

  1. Алдрин , инсектицид, используемый в почвах для уничтожения термитов, кузнечиков, западного кукурузного корневого червя и других, также, как известно, убивает птиц, рыб и людей. Люди в основном подвергаются воздействию альдрина через молочные продукты и мясо животных.
  2. Известно , что хлордан , инсектицид, используемый для борьбы с термитами и рядом сельскохозяйственных культур, смертелен для различных видов птиц, включая крякв, перепелок бобовых и розовых креветок; это химическое вещество, которое остается в почве с периодом полураспада в один год. Предполагается, что хлордан влияет на иммунную систему человека и классифицируется как возможный канцероген для человека. Загрязнение воздуха хлорданом считается основным путем гуманного воздействия.
  3. Дильдрин , пестицид, используемый для борьбы с термитами, текстильными вредителями, болезнями насекомых и насекомыми, живущими в сельскохозяйственных почвах. В почве и насекомых альдрин может окисляться, что приводит к быстрому превращению в дильдрин. Период полувыведения Дильдрина составляет около пяти лет. Дильдрин очень токсичен для рыб и других водных животных, особенно лягушек, у эмбрионов которых могут развиваться деформации позвоночника после воздействия низких уровней. Дильдрин был связан с болезнью Паркинсона, раком молочной железы и классифицирован как иммунотоксичный, нейротоксический, с эндокринными нарушениями способности. Остатки дильдрина были обнаружены в воздухе, воде, почве, рыбе, птицах и млекопитающих. Воздействие дильдрина на человека происходит главным образом из пищи.
  4. Эндрин , инсектицид, распыляется на листьях сельскохозяйственных культур и используется для борьбы с грызунами. Животные могут усваивать эндрин, поэтому накопление жировой ткани не является проблемой, однако химическое вещество имеет длительный период полураспада в почве до 12 лет. Эндрин очень токсичен для водных животных и людей как нейротоксин. Воздействие на человека происходит в основном через пищу.
  5. Гептахлор , пестицид, в основном используемый для уничтожения почвенных насекомых и термитов, а также хлопковых насекомых, кузнечиков, других вредителей сельскохозяйственных культур и малярийных комаров. Гептахлор даже при каждой низкой дозе был связан с сокращением численности некоторых диких птиц - канадских гусей и американских пустельг. В лабораторных тестах было показано, что высокие дозы гептахлора являются летальными, с неблагоприятными изменениями поведения и снижением репродуктивного успеха при низких дозах, и классифицируется как возможный канцероген для человека. Воздействие на человека происходит в основном от пищи.
  6. Гексахлорбензол (ГХБ ) был впервые введен в 1945–59 годах для обработки семян, поскольку он может убивать грибки на пищевых культурах. Потребление зерна семян, обработанного ГХБ, связано с светочувствительными поражениями кожи, коликами, истощением и нарушением обмена веществ, называемым porphyria turcica, которое может быть смертельным. Матери, которые передают ГХБ своим детям через плаценту и грудное молоко, имели ограниченный репродуктивный успех, включая младенческую смерть. Воздействие на человека происходит главным образом от пищи.
  7. Мирекс , инсектицид, используемый против муравьев и термитов или в качестве антипирена в пластмассах, резине и электротоварах. Мирекс является одним из самых стабильных и стойких пестицидов с периодом полураспада до 10 лет. Мирекс токсичен для некоторых видов растений, рыб и ракообразных, с предполагаемой канцерогенной способностью у людей. Люди подвергаются воздействию главным образом мяса животных, рыбы и диких животных.
  8. Токсафен , инсектицид, используемый для хлопка, зерновых, зерна, фруктов, орехов и овощей, а также для борьбы с клещами и клещами у скота. Широкое использование токсафена в США и химическая стойкость, период полураспада которой составляет до 12 лет в почве, приводит к образованию остаточного токсафена в окружающей среде. Токсафен очень токсичен для рыб, вызывая резкую потерю веса и пониженную жизнеспособность яиц. Воздействие на человека происходит в основном от пищи. Несмотря на низкую токсичность для человека при прямом воздействии токсафена, соединение классифицируется как возможный канцероген для человека.
  9. Полихлорированные дифенилы (ПХБ), используемые в качестве теплообменных жидкостей, в электрических трансформаторах и конденсаторах, а также в качестве добавок в краску, безуглеродную копировальную бумагу и пластмассы. Стойкость зависит от степени галогенирования, предполагаемый период полураспада составляет 10 лет. ПХБ токсичны для рыб в высоких дозах и связаны с нерестом при низких дозах. Воздействие на человека происходит через пищу и связано с нарушением репродуктивной функции и подавлением иммунитета. Непосредственные последствия воздействия ПХБ включают пигментацию ногтей и слизистых оболочек и отек век, а также усталость, тошноту и рвоту. Эффекты трансгенеративны, поскольку химическое вещество может сохраняться в организме матери до 7 лет, что приводит к задержкам развития и поведенческим проблемам у ее детей. Загрязнение пищевых продуктов привело к крупномасштабному воздействию ПХБ.
  10. Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), вероятно, является наиболее печально известным СОЗ. Он широко использовался в качестве инсектицида во время Второй мировой войны для защиты от малярии и тифа. После войны ДДТ использовался в качестве сельскохозяйственного инсектицида. В 1962 году американский биолог Рэйчел Карсон опубликовал Silent Spring, описывающий влияние распыления ДДТ на окружающую среду и здоровье человека в США. Устойчивость ДДТ в почве в течение 10–15 лет после внесения привела к появлению широко распространенных и стойких остатков ДДТ во всем мире, включая Арктику, даже если он был запрещен или строго ограничен в большинстве стран мира. ДДТ токсичен для многих организмов, включая птиц, где он вреден для размножения из-за истончения яичной скорлупы. ДДТ может быть обнаружен в пищевых продуктах со всего мира, а пищевой ДДТ остается основным источником воздействия на человека. Краткосрочные острые эффекты ДДТ на людей ограничены, однако длительное воздействие было связано с хроническими последствиями для здоровья, включая повышенный риск развития рака и диабета, снижение репродуктивного успеха и неврологические заболевания.
  11. Диоксины являются непреднамеренными побочными продуктами высокотемпературных процессов, таких как неполное сгорание и производство пестицидов. Диоксины, как правило, выделяются при сжигании больничных отходов, муниципальных отходов и опасных отходов, а также автомобильных выбросов, торфа, угля и древесины. Диоксины были связаны с несколькими неблагоприятными воздействиями на человека, включая нарушения иммунитета и фермента, хлоракне, и классифицируются как возможный канцероген для человека. В лабораторных исследованиях эффектов диоксина с этими веществами было связано увеличение врожденных дефектов и мертворождений, а также летальное воздействие. Пища, особенно от животных, является основным источником воздействия диоксинов на человека.
  12. Полихлорированные дибензофураны являются побочными продуктами высокотемпературных процессов, таких как неполное сгорание после сжигания отходов или в автомобилях, производство пестицидов и производство полихлорированного бифенила. Структурно сходные с диоксинами, эти два соединения обладают токсическим действием. Фураны сохраняются в окружающей среде и классифицируются как возможные канцерогены для человека. Воздействие фуранов на человека происходит главным образом от пищи, особенно от продуктов животного происхождения.

Новые СОЗ в списке Стокгольмской конвенции

С 2001 года этот список был расширен за счет включения некоторых полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), бромированных антипиренов и других соединений. Дополнения к первоначальному списку Стокгольмской конвенции 2001 года включают следующие СОЗ:

  • Хлордекон, синтетическое хлорированное органическое соединение, в основном используется в качестве сельскохозяйственного пестицида, связанного с ДДТ и Мирексом. Хлордекон токсичен для водных организмов и классифицируется как возможный канцероген для человека. Многие страны запретили продажу и использование хлордекона или намерены свернуть запасы и отходы.
  • α-Гексахлорциклогексан (α-ГХГ) и β-Гексахлорциклогексан (β-ГХГ) являются инсектицидами, а также побочными продуктами при производстве линдана. Большие запасы изомеров ГХГ существуют в окружающей среде. α-ГХГ и β-ГХГ очень устойчивы в воде более холодных регионов. α-ГХГ и β-ГХГ связаны с болезнью Паркинсона и Альцгеймера.
  • Гексабромдифениловый эфир (гексаБДЭ) и гептабромдифениловый эфир (гептаБДЭ) являются основными компонентами коммерческого октабромдифенилового эфира (октаБДЭ). Коммерческий октаБДЭ обладает высокой стойкостью в окружающей среде, единственный путь разложения которого заключается в дебромировании и производстве бромдифениловых эфиров, которые могут повысить токсичность.
  • Линдан (γ-гексахлорциклогексан), пестицид, используемый в качестве инсектицида широкого спектра действия для обработки семян, почвы, листьев, деревьев и древесины, а также против эктопаразитов у животных и человека (головные вши и чесотка). Линдан быстро биоконцентрируется. Он обладает иммунотоксическим, нейротоксическим, канцерогенным действием, связан с повреждением печени и почек, а также с неблагоприятными последствиями для репродуктивной функции и развития у лабораторных животных и водных организмов. При производстве линдана непреднамеренно образуются два других СОЗ: α-ГХГ и β-ГХГ.
  • Пентахлорбензол (ПеХБ) является пестицидным и непреднамеренным побочным продуктом. ПеХБ также используется в продуктах ПХД, красителях, в качестве фунгицидов, антипиренов и промежуточных химических веществ. ПеХБ умеренно токсичен для человека, но очень токсичен для водных организмов.
  • Тетрабромдифениловый эфир (тетраБДЭ) и пентабромдифениловый эфир (пентаБДЭ) являются промышленными химическими веществами и основными компонентами коммерческого пентабромдифенилового эфира (пентаБДЭ). ПентаБДЭ был обнаружен у людей во всех регионах мира.
  • Перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС) и ее соли используются в производстве фторполимеров. ПФОС и родственные соединения чрезвычайно стойкие, биоаккумулирующие и биомагнифицирующие. Негативные эффекты следовых уровней ПФОС не установлены.
  • Эндосульфаны являются инсектицидами для борьбы с вредителями на таких культурах, как кофе, хлопок, рис, сорго и соя, муха цеце, эктопаразиты крупного рогатого скота. Они используются в качестве консерванта древесины. Глобальное использование и производство эндосульфана было запрещено согласно Стокгольмской конвенции в 2011 году, хотя многие страны ранее запрещали или вводили поэтапный отказ от химического вещества, когда был объявлен запрет. Токсичен для человека и водных и наземных организмов, связан с врожденными физическими расстройствами, умственной отсталостью и смертью. Негативное воздействие эндосульфанов на здоровье в первую очередь связано с его разрушающей эндокринную способность функцией антиандрогена.
  • Гексабромциклододекан (ГБЦД) - это бромированный антипирен, используемый в основном в теплоизоляции в строительной промышленности. ГБЦД устойчив, токсичен и экотоксичен, обладает способностью к биоаккумуляции и переносу на большие расстояния.

Влияние на здоровье

Воздействие СОЗ может вызвать дефекты развития, хронические заболевания и смерть. Некоторые из них являются канцерогенами на IARC, возможно, включая рак молочной железы. Многие СОЗ способны к эндокринным нарушениям в репродуктивной системе, центральной нервной системе или иммунной системе. Люди и животные подвергаются воздействию СОЗ в основном из-за их рациона питания, в профессиональном отношении или во время роста в утробе матери. Для людей, не подверженных воздействию СОЗ случайно или профессионально, более 90% воздействия приходится на продукты животного происхождения из-за биоаккумуляции в жировых тканях и биоаккумуляции через пищевую цепь. В целом, уровни POP в сыворотке крови увеличиваются с возрастом и, как правило, у женщин выше, чем у мужчин.

Исследования исследовали корреляцию между низким уровнем воздействия СОЗ и различными заболеваниями. Для оценки риска заболеваний, связанных с СОЗ в конкретном месте, правительственные учреждения могут проводить оценку риска для здоровья человека, которая учитывает биодоступность загрязнителей и их взаимосвязь доза-реакция.

Эндокринные нарушения

Известно, что большинство СОЗ нарушают нормальное функционирование эндокринной системы. Низкий уровень воздействия СОЗ в критические периоды развития плода, новорожденного и ребенка может оказывать длительный эффект на протяжении всей его жизни. В исследовании 2002 года обобщены данные об эндокринных нарушениях и осложнениях для здоровья от воздействия СОЗ на критических этапах развития в течение жизни организма. Цель исследования - ответить на вопрос, может ли хроническое воздействие СОЗ на низком уровне повлиять на здоровье эндокринной системы и развитие организмов различных видов. Исследование показало, что воздействие СОЗ в течение критического периода развития может привести к постоянным изменениям на пути развития организма. Воздействие СОЗ в течение некритических временных периодов развития может не привести к обнаруживаемым заболеваниям и осложнениям для здоровья на более позднем этапе их жизни. В дикой природе критические сроки развития находятся в утробе, в яйце и во время репродуктивных периодов. У людей критические сроки развития находятся во время развития плода.

Репродуктивная система

В том же исследовании, проведенном в 2002 году, с доказательствами связи СОЗ с эндокринными нарушениями, также была выявлена ​​связь воздействия малых доз СОЗ с последствиями для репродуктивного здоровья. Исследование показало, что воздействие СОЗ может привести к негативным последствиям для здоровья, особенно в мужской репродуктивной системе, таким как снижение качества и количества сперматозоидов, изменение соотношения полов и раннее наступление полового созревания. Для женщин, подвергшихся воздействию СОЗ, сообщалось об изменении репродуктивных тканей и исходов беременности, а также эндометриозе.

Гестационный набор веса и окружность головы новорожденного

В греческом исследовании, проведенном в 2014 году, была изучена связь между увеличением веса матери во время беременности, уровнем их воздействия ПХБ и уровнем ПХБ у новорожденных, весом при рождении, гестационным возрастом и окружностью головы. Чем ниже вес при рождении и окружность головы у младенцев, тем выше уровни СОЗ во время внутриутробного развития, но только в том случае, если у матерей было избыточное или недостаточное увеличение веса во время беременности. Корреляции между воздействием СОЗ и гестационным возрастом обнаружено не было. Исследование «случай-контроль», проведенное в 2009 году среди индийских матерей и их детей, показало, что внутриутробное воздействие двух типов хлорорганических пестицидов (ГХГ, ДДТ и ДДЭ) нарушило рост плода, уменьшило вес при рождении, длину, окружность головы и окружность грудной клетки.

Аддитивные и синергетические эффекты

Оценка воздействия СОЗ на здоровье очень сложна в лабораторных условиях. Например, для организмов, подвергающихся воздействию смеси СОЗ, предполагается, что эффекты являются аддитивными. Смеси СОЗ в принципе могут давать синергетический эффект. При синергетических эффектах токсичность каждого соединения усиливается (или снижается) благодаря присутствию других соединений в смеси. В совокупности эффекты могут намного превышать приблизительные аддитивные эффекты смеси соединений СОЗ.

В городских условиях и в помещениях

Традиционно считалось, что воздействие СОЗ на человека происходило главным образом через пищу, однако закономерности загрязнения внутри помещений, которые характеризуют определенные СОЗ, бросили вызов этому понятию. Недавние исследования пыли и воздуха в помещении показали, что внутренняя среда является основным источником воздействия на человека при вдыхании и проглатывании. Кроме того, значительное загрязнение СОЗ в помещении должно быть основным путем воздействия СОЗ на человека, учитывая современную тенденцию к увеличению доли жизни в помещении. Несколько исследований показали, что уровни СОЗ в помещениях (воздух и пыль) превышают концентрации СОЗ в воздухе (воздух и почва).

Контроль и удаление в окружающей среде

Современные исследования, направленные на минимизацию СОЗ в окружающей среде, изучают их поведение в реакциях фотокаталитического окисления. СОЗ, которые обнаруживаются у людей и в водной среде, являются основными объектами этих экспериментов. Ароматические и алифатические продукты распада были идентифицированы в этих реакциях. Фотохимическая деградация незначительна по сравнению с фотокаталитической деградацией. Изученным методом удаления СОЗ из морской среды является адсорбция. Это происходит, когда абсорбируемый раствор вступает в контакт с твердым телом с пористой структурой поверхности. Этот метод был исследован Мохамедом Нагебом Рашедом из Асуанского университета, Египет. В настоящее время усилия сосредоточены на запрещении использования и производства СОЗ по всему миру, а не на удалении СОЗ.


просмотров: 67