Діоксини. Потрапляння до середовища. Поведінка у довкіллі

5

Міністерство освіти і науки України

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара

Факультет біології, екології та медицини

Кафедра фізіології людини і тварин

РЕФЕРАТ

Діоксини. Потрапляння до середовища. Поведінка у довкіллі.

                                                                   Виконавець: студентка

                                                                             групи ББ-07-1б     

                                                                    Абрамович Т.І

Викладач: д.б.н., проф. 

Гассо В. Я.                                                       

Дніпропетровськ

2010

ПЛАН

“... диоксины и диоксиноподобные соединения

представляют наиболее опасную химическую угрозу

для здоровья, биологической целостности человечества

и окружающей среды”.

Б. Коммонер

Введение

Внедрение в окружающую среду ксенобиотических химических веществ, называемых обычно «стойкими токсическими веществами» (СТВ) и их последующее влияние представляют серьезную проблему, вызывающую тревогу на местном, национальном, региональном и глобальном уровнях. Многие из таких веществ, вызывающих наибольшую озабоченность, представляют собой органические соеденения, характеризуемые стойкостью в окружающей среде, сопротивляемостью разрушению, а также острой и хронической токсичностью. Кроме того, многие СТВ подвержены атмосферному, водному либо биологическому переносу на большие расстояния и поэтому распространены по земному шару, причем их обнаруживают даже в местах, где они никогда не использовались. Липофильная природа этих веществ способствует их внедрению и аккумулированию в тканях живых организмов, вызывая увеличение содержания их в организме и повышая риск вредного влияния на здоровье. Аналогичные опасения вызывают химические вещества, являющиеся менее стойкими, но постоянно выбрасываемые в окружающую среду и подвергающие биоту практически непрерывному воздействию. Стойкость и биоаккумуляция СТВ могут также с течением времени приводить к возрастанию их концентраций у потребителей, находящихся на высших трофических уровнях (в том числе у человека).

Подгруппу стойких токсических веществ составляют «стойкие органические загрязнители» (СОЗ), которые признаны междунородным сообществом как вещества, требующие принятия немедленных междунородных мер. Эти химические вещества серьезно влияют на здоровье людей и окружающую среду могут служить причиной заболевания раком, нарушений репродуктивной системы, задержек роста и изменений в иммунной системе, а также разрушения эндокринной системы, угрожая тем самым снижением способности к воспроизводству и, в экстремальных случаях, - опасностью потери разнообразия биологических видов. Первое место среди СОЗ принадлежит диоксинам. Их называют суперэкотоксикантами, а угрозу, которую они представляют для существования человечества, – “медленно развивающейся катастрофой”. Опасность заражения биосферы диоксинами стоит в одном ряду с радиоактивным загрязнением как по своим масштабам, так и поражающему значению.

1.История диоксиновой проблемы.

Известный американский борец за чистоту окружающей среды                   Б. Коммонер считает, что история диоксионов и фуранов началась 26 мая 1971г. Тогда в небольшом американском городке Таймз Бич (штат Миссури) на грунт ипподрома разбрызгали примерно 10 м3 технического масла, чтобы не поднималась пыль во время скачек. Через несколько дней ипподром был усеян трупами птиц, еще через день заболели наездник и три лошади, а в течении июня погибли 29 лошадей, 11 кошек и четыре собаки. В августе заболели еще несколько взрослых и детей, после чего власти были вынуждены провести специальное исследование, чтобы установить причину этих смертей и заболеваний. Виной оказались диоксины  и фураны, концентрация которых в грунте ипподрома достигала 30 – 53 ррm (долей на миллион). Техническое же масло представляло собой химические отходы производства 2,4,5 – трихлорфенола – промежуточного продукта при производстве 2,4,5 – трихлорфеноксиуксусной кислоты. Это вещество применялось во время войны во Вьетнаме в качестве дефолианта (гербицида, вызывающего опадание листьев), известного под торговой маркой 2,4,5 – Т(«Оранжевый реагент»). Как 2,4,5 – трихлорфенол, так и 2,4,5  - Т могут превращаться (в первом случае с отщеплением двух молекул хлористого водорода, а во втором – двух молекул хлоруксусной кислоты) в 2,3,7,8 – ТХДД. Он - то и вызвал смерти и заболевания в Таймз Бич.

Уж если «оранжевый реагент» применялся армией США во Вьетнаме, значит, историю диоксионов надо бы отнести не к 1971 – му году, а к более раннему времени. Нужно сразу оговориться, что большинство трагических событий, связанных с диоксинами, до конца 70 – х годов были засекречены. Но о хлоракне – кожной болезни людей, занятых на производстве полихлорфенолов (дауцидов) или применявших их для консервации древесины,  - сообщения появлялись еще в конце 30 – х годов. Из числа дауцидов 2,4,5 - трихлорфенол оказался самым опасным. Взрывы на производящих его и 2,4,5 – Т заводах приводили к массовым поражениям людей в Великобритании, Нидерландах, США, Италии, ФРГ и во Франции, но  только события в трех последних странах тотчас же стали достояниями общественности. В 1957 г. было установлено, что технический трихлорфенол содержит 2,3,7,8- тетрахлордибензодиоксин, который и вызывает хлоракне.

В 1961 г. западногерманский исследователь К. Шульц сообщил о чрезвычайной токсичности диоксина для животных и особой опасности его хронического воздействия. Несмотря на это, соли трихлорфенола и гекахлорфен ( продукт его переработки) использовались в технике, сельском хозяйстве, медицине, текстильной и бумажной промышленности как вещества, обладающие биоцидными свойствами. Особенно широко стали применяться гербициды – 2,4.5 – Т и другие производные трихлорфенола. Но в печати было полное затишье до конца 70 – х годов, если не считать событие 1971 – го года в Таймз Бич.

Лишь в последующие годы достоянием общественности стали сведения о выявлении учеными биологических эффектах диоксионов и фуранов. В результате на сегодняшний день накоплено немало знаний о свойствах этих экотоксикантов.

2.      Структурное многообразие, изомерия

Диоксинами называют большую группу высокотоксичных веществ – полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ).

Решение практических вопросов органического анализа и токсикологии диоксиновых ксенобиотиков существенно осложняется их структурным многообразием – сложностью изомерного и гомологического состава. Некоторое представление об этом даёт таблица 1, в которой обобщены данные о полном гомологическом и изомерном составе нескольких серий диоксинов.

Таблица 1.Число гомологов и изомеров в семействах три- и бициклических галогенорганических соединений в зависимости от степени их галогенирования атомами хлора и брома

   Clx                                                  Cly                        

   Brx                                                  Bry                         \

                                    Clx Bry                        

n = x + y = от 1 до 8

Рис.1. Полигалогендибензо-п-диоксины

       Clx                                                            Cly

       Brx                                                            Bry

                                        Clx Bry

n = x + y = от 1 до 8

Рис.2. Полигалогендибензофураны

       Clx                                                            Cly

       Brx                                                            Bry

                                        Clx Bry

Рис.3. Полигалогенбифенилены

       Clx                                                           Cly

       Brx                                                            Bry

                                        Clx Bry

Рис.4. Полигалогенксантены

   Clx                                                  Cly                        

   Brx                                                  Bry                        

                                    Clx Bry                        

Рис.5. Полигалогенксантоны

   Clx                                                  Cly                        

   Brx                                                  Bry                        

                                     ClxBry                        

Рис.6. Полигалогенированные бифенилы

         Clx                                       Cly                        

         Clx                                                         Cly                        

         Clx                                                         Cly                        

Рис.7. Некоторые хлорорганические бициклы

Наиболее изученными из диоксинов являются: полихлорированный дибензодиоксин (ПХДД) и полихлорированный дибензофуран (ПХДФ).             

              В зависимости от числа и расположения атомов хлора дибензодиоксины и дибензофураны разделяют на моно-, ди- и т.д. до окта-изомеры, суммарное количество которых составляет 210 (ПХДД - 75, ПХДФ - 135), из них только тетрахлордибензодиоксинов (ТХДД) 22 изомера, а тетрахлордибензофуранов - 38. В целом же совокупность однозамещённых полихлор- и полибромдибензо-п-диоксинов и дибензофуранов III-VI включает 420 индивидуальных веществ. Изомерный состав смешанных хлорбромсодержащих диоксинов VII и VIII ещё богаче, их общее число достигает 4600.