Характеристика и особенности влияния диоксинов на организм человека

Контрольная работа

Диоксины — это полихлорированные полициклические соединения, возникшие в результате антропогенной деятельности. Около 90-95% диоксинов поступает в организм человека при потреблении загрязненной пищи (в основном животной) и воды через желудочно-кишечный тракт, остальные 5-10% — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Попадая в организм, эти вещества циркулируют в крови, откладываются в жировой ткани и липидах без исключения всех клеток организма. Это твердые бесцветные кристаллические вещества, химически инертные и термически стабильные (разлагаются при нагревании выше 750 С).

В семейство диоксинов (полихлордибензопарадиоксины (ПХДЦ), полихлордибензодифураны (ПХДФ) и полихлордибифенилы (ПХДФ)) входят сотни хлорорганических, броморганических и смешанных хлорброморганических циклических эфиров, из которых 17 наиболее токсичны. Диоксины плохо растворяются в воде и немного лучше в органических растворителях, поэтому эти вещества чрезвычайно химически стойкими соединениями. Диоксины практически не разлагаются в окружающей среде десятки, а то и сотни лет, оставаясь неизменными под влиянием физических, химических и биологических факторов среды.

2. Общая характеристика

Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10?6 г на 1 кг живого веса, что существенно меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана, зарина и табуна (порядка 10?3 г/кг).

3. Образование диоксинов

Диоксины образуются в качестве побочного продукта при производстве гербицидов хлорфенольного ряда (прежде всего, производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислот, а также их эфиров).

В частности, во время войны во Вьетнаме с 1961 по 1971 годы в рамках программы по уничтожению растительности «Ranch Hand» в качестве дефолианта применялся Agent Orange — смесь 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-D) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-T), содержащая примеси полихлорбензодиоксинов. В результате из-за воздействия диоксинов пострадало значительное число как вьетнамцев, так и солдат, контактировавших с Agent Orange. Диоксины также образуются как нежелательные примеси в результате различных химических реакций при высоких температурах и в присутствии хлора. Основные причины эмиссии диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространённого поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов. Другой источник опасности — целлюлозно-бумажная промышленность. Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ. При сжигании одного килограмма ПВХ образуется до 50 мкг диоксинов. Эффективное же их разрушение возможно лишь при температурах выше 1150-1200 градусов Цельсия. В биосфере диоксины, сорбируются почвой (накапливаясь в её верхнем слое).

4 стр., 1884 слов

Выбросы вредных веществ в атмосферу

... непригодными. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представляют собой, в основном, летучие газообразные химические вещества. Как показывают результаты экологических исследований, выбросы в атмосферу, ее загрязнение, являются ... основных фондов участились залповые и аварийные выбросы вредных ингредиентов. Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров ухудшается. В список городов с ...

Оттуда они быстро поглощаются растениями и почвенными организмами. Затем с овощами и фруктами, а также через птиц и животных попадают в организм человека. Особенность диоксинов — их способность к биоаккумуляции. С каждым промежуточным звеном концентрация диоксинов увеличивается. Диоксины образуются только вследствие деятельности человека. Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, гербицидов, металлов, бумаги, дефолиантов. Диоксины образуются при сжигании мусора в мусоросжигательных печах (при нарушении правил захоронения промышленных отходов), на городских свалках, при сжигании синтетического автомобильного масла, покрытий и бензина, и т.п. Хлорирование воды — также весомый источник диоксинов.

4. Свойства диоксинов

Пока диоксин не накопится в определенном количестве — его воздействие на организм очень трудно заметить. Но когда пороговая доза этого яда превышена — развивается болезнь. Ведь диоксин считается самым токсичным из всех известных ядов именно из-за кумулятивного эффекта. Величина летальной (смертельной) дозы для этих ядовитых веществ достигает 10-6 г. на 1 кг живого веса, что значительно выше аналогичной величины даже для некоторых боевых отравляющих веществ, например, таких как зарина, зомана, табуна. Диоксины относятся к ксенобиотикам — это вещества, чужеродные живым организмам. Для диоксинов не существует предельно допустимых концентраций — они являются токсичными в любых количествах, меняться будут только формы проявления этой токсичности. В малых дозах они вызывают мутагенный эффект и воздействуют на различные ферментные системы организма. Более этого — для диоксинов характерен эффект синергизма — он усиливает действие токсичных веществ. И если же в организм попадёт ещё какой-то канцероген, то в присутствии диоксина вероятность возникновения рака увеличится многократно. Диоксин является синергетиком к воздействию таких токсикантов как:

  • Соли свинца.
  • Кадмия.
  • Ртути.
  • Нитратов.
  • Сульфидов.
  • Хлорфенолов.
  • Радиации.

5. Отравления дииоксинами

16 стр., 7664 слов

Вредное воздействие тяжелых металлов на организм человека

... и круговорота веществ, их ассимиляцию, распределение энергии, в результате меняются свойства окружающей среды, условия существования организмов, снижается продуктивность или же разрушаются экосистемы. Прямо или косвенно такие преобразования влияют на человека ...

Диоксины вызывают целый ряд серьезных заболеваний, среди которых — образование злокачественных опухолей, снижение иммунитета, сокращение содержания мужского гормона, диабет, импотенция, эндометрит, нарушение обучаемости, психические расстройства.

Главная опасность диоксина — его влияние на важнейшие системы организма — эндокринную, иммунную, сердечно-сосудистую. Особенно уязвимы дети, ослабленные, больные и пожилые люди.

Диоксины обладают острой и хронической токсичностью, срок их скрытого действия может быть достаточно велик (от 10 дней до нескольких недель, а иногда и нескольких лет).

Диоксин относится к типу ядов, накапливающихся в клетке и тканях организма. Поэтому каждая последующая его порция быстрее поглощается организмом, вызывая всё более сильные токсические эффекты. При попадании в организм человека или животных, диоксины накапливаются в жировых тканях и крайне медленно (десятилетиями) разлагаются и выводятся из организма (период полувывода из организма человека составляет до 30 лет).

Диоксины во много раз токсичнее цианистого натрия, стрихнина, яда кураре. Даже в ничтожных концентрациях диоксин вызывает генетические изменения в клетках пораженных особей, вызывая хроническую интоксикацию и повышая частоту возникновения опухолей, т.е. обладает мутагенным и канцерогенным действием.

Признаками отравления диоксинами являются:

  • Снижение веса.
  • Потеря аппетита.
  • Развитие кожных заболеваний.
  • Острая депрессия.
  • Сонливость.
  • Нарушения функций нервной системы.
  • Нарушения функций обмена веществ.
  • Изменения состава крови.

6. Влияние диоксинов на организм человека

диоксиновый экотоксикант эмбриотоксический отравление

Многие из диоксинов являются сильными канцерогенами и тератогенами. Попав в организм, диоксины действуют на молекулярном уровне, подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, они провоцируют развитие онкологических заболеваний. Основное действие диоксинов на человека обусловлено их влиянием на рецепторы клеток, ответственных за работу гормональных систем. Диоксины вторгаются в сложную отлаженную работу эндокринных желез, «маскируясь» под естественные гормоны, но, не являясь таковыми, они нарушают нормальную работу всей системы организма — регулируя его обмен веществ, репродукцию, рост, развитие.

Вследствие этого возникают гормональные и эндокринные расстройства — изменяется содержание половых гормонов, гормонов щитовидной и поджелудочной желез, это увеличивает риск развития сахарного диабета, нарушаются процессы полового созревания и развития плода. Дети отстают в развитии, их обучение затрудняется, у молодых людей появляются заболевания, свойственные старческому возрасту.

Диоксины вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание, повышая вероятность бесплодия, самопроизвольного прерывания беременности, врожденных пороков и прочих аномалий.

У женщин очень часто возникают нарушения менструального цикла, а в худшем случае — нарушается репродуктивная функция. При этом острых реакций (как при обычных отравлениях) практически не бывает.

Диоксины вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляя работу иммунной системы, вызывая иммунодефицит, увеличивая восприимчивость организма к инфекциям, возрастает частота аллергических реакций — приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа». Исследования подтвердили, что диоксины вызывают генетические мутации (уродства) и врожденные аномалии развития у детей.

4 стр., 1663 слов

Теплообмен человека с окружающей средой

... С) окружающей среды теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном направлении - от окружающей поверхности к человеку. Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с ... жизни, дискретные единицы обмена веществ. В процессе обмена организм потребляет из окружающей среды необходимые вещества и выделяет в нее продукты обмена, которые ...

Являясь сильнейшим мутагеном, к диоксину особенно чувствительны развивающиеся организмы — эмбрион, плод, новорожденные, а также молодые особи. Этот яд особо опасен длительным периодом скрытого действия. Признаки поражения диоксином очень сложно определить — они зависят от дозы, возрастных особенностей организма и его состояния.

Диоксиновые соединения накапливаются в организмах будущих матерей, в грудном молоке, повреждая половые функции еще нерожденных детей, разрушая иммунную систему.

Через плаценту и с грудным молоком диоксины передаются плоду и ребенку. Во время кормления грудью мать теряет до 40% всех диоксинов (накопившихся в организме женщины в течение всей её жизни), которые были в ее жировых тканях (т.к. диоксины легко связываются именно с жирами — являются липофильными).

7. Диоксины в окружающей среде

Полностью избежать контакта с диоксинами вероятнее всего не удастся никому. Общая загрязненность окружающей среды и продуктов питания не оставляет никому такого шанса. Однако уменьшить поступление ядовитых веществ в организм все же возможно. Соблюдая определённую «гигиену» есть надежда получить меньшие дозы диоксина. Также человеческий организм имеет ресурсы, позволяющие приспособиться и выжить при многих неблагоприятных факторах. В биосфере диоксин быстро поглощается растениями, сорбируется почвой и различными материалами, где практически не изменяется под влиянием физических, химических и биологических факторов среды. Благодаря способности к образованию комплексов, он прочно связывается с органическими веществами почвы, купируется в остатках погибших почвенных микроорганизмов и омертвевших частях растений. Диоксины химически устойчивы, и их быстрое разложение при гидролитических реакциях в окружающей среде невозможно. Период полураспада диоксина в природе превышает 10-15 лет. Таким образом, различные объекты окружающей среды являются надежными хранилищами этого яда. Также установлено, что большинство из изученных диоксинов устойчивы и к биологическому разложению. Из 100 исследованных микробных штаммов, способных разрушать высокостабильные пестициды, лишь 5 могут разрушать ТХДД. Дальнейшее поведение диоксина в окружающей среде определяется свойствами объектов, с которыми он связывается. Его вертикальная и горизонтальная миграции в почвах возможны только для ряда тропических районов, где в почвах преобладают водорастворимые органические вещества. В почвах остальных типов, содержащих нерастворимые в воде органические вещества, он прочно связывается в верхних слоях и постепенно накапливается в остатках погибших организмов.

Из почв диоксин выводится преимущественно механическим путем. Отличающиеся низкой плотностью комплексы диоксина с органическими веществами, а также содержащие его остатки погибших организмов выдуваются с поверхности почвы ветром, вымываются дождевыми потоками и в итоге устремляются в низменности и акватории, создавая новые очаги заражения (места скопления дождевой воды, озера, донные отложения рек, каналов, прибрежной зоны морей и океанов).

6 стр., 2710 слов

Отходы пищевых производств и охрана окружающей среды

... ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ОБЪЕКТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ По степени интенсивности отрицательного воздействия предприятий пищевой промышленности на объекты окружающей среды первое место занимают водные ресурсы. По расходу воды на единицу выпускаемой продукции пищевая промышленность ... и здоровья человека. 3. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Анализ патентных материалов за ...

Физический и механический перенос способствует эффективному рассеянию яда в природе. Однако это не единственный путь миграции диоксина в биосфере. Существует еще перенос этого яда по цепям питания, который способствует его постоянному накоплению в районах максимального потребления зараженных им продуктов питания, т. е. концентрированию в густонаселенных районах.

Биоперенос диоксина в природе способствует постоянному его накоплению теплокровными, причем степень накопления диоксина теплокровными возрастает с увеличением содержания яда в окружающей среде.

8. Диоксины в продуктах питания

Прежде всего, следует стараться снизить риск попадания диоксина в организм. Для этого нужно вести здоровый образ жизни, питаться органической, преимущественно растительной (растения накапливают меньше диоксинов, чем животные и рыба), экологически чистой — выращенной на чистых почвах, пищей. Надо стараться покупать только сертифицированную продукцию. Нельзя ловить рыбу возле целлюлозно-бумажных комбинатов или вблизи мусоросжигательных заводов. Нельзя покупать в этих районах ее с рук (без соответствующих документов).

Жирные сорта рыбы особенно опасны, часто содержат в жире большое количество токсичных соединений. Также это связано с антропогенным загрязнением окружающей среды, а, следовательно, даже дорогая красная рыба может быть составом диоксинов. Можно полностью перейти преимущественно на растительную пищу — в ней диоксинов намного меньше, потому что в растениях почти нет жиров. Не стоит на сегодня питаться опасными импортными продуктами — свининой, говядиной, яйцами, европтицей, но если все же это происходит, тогда перед приготовлением птицы нужно освободить ее от кожи и жира, а также вынуть все кости из тушки — они являются местами концентрации диоксина. Лучше всего не употреблять бульон, поскольку кипячение не разрушает ядовитое вещество. Не разлагают диоксин и другие способы приготовления мяса — жарка, запекание в духовке, не помогут в этом и пароварки, микроволновые печи, скороварки.

По той же причине не стоит покупать евро продукты, поступающие на российский рынок, куда может быть добавлен жир, яйца и даже молоко — это майонез, макароны, бульонные кубики, готовые супы, торты, мороженое, и т.п.

9. Диоксины в бытовых отходах

Обязательно для каждого воздержаться от сжигания полимерных материалов, бытовых отходов и особенно городских листьев. Листья являются колоссальными фильтрами — они поглощают все тяжелые металлы. Очищая воздух от загрязнения, деревья накапливают в кроне токсичные вещества, главным образом, от транспорта, а также из грунта и воды. При сжигании деревьев из экологически загрязненных мест в аэрозольное состояние переходят вредные вещества — в воздух выбрасываются:

  • Диоксины.
  • Окись углерода.
  • Сернистый ангидрид.
  • Окислы азота.
  • Бенз-а-пирен.
  • Сажа.
  • Углеводороды.

10. Снижение диоксинов в организме

За сутки мы потребляем более 15 кг воздуха. Многие растения-доноры (такие, как пальма, плющ, папоротники, фикусы и т.д.) очищают воздух от токсичных примесей. На сегодняшний день одним из самых эффективных и достаточно экономичных методов очистки воздуха закрытых помещений от органических и некоторых неорганических экозагрязнителей является метод фотокаталитического окисления. Фотокаталитический очиститель воздуха разрушает токсичные примеси — диоксин, фенол, формальдегид, аммиак, озон, сероводород и т.д. Под действием ультрафиолетового излучения в присутствии фотокатализатора вредные примеси разлагаются до безвредных компонентов воздуха — двуокиси углерода и воды.

6 стр., 2889 слов

Тяжелые металлы в воде

... воздействую тяжелые металлы на гидробионты, и как очистить воду от тяжелых металлов. 1. Тяжелые металлы тяжелые металлы тяжелым металлам Тяжелые металлы в воде Ионы металлов ... также может поступить с воздухом, в результате загрязнения продуктами горения тетраэтилсвинца Pb(C2 H5 )4 ... — токсикологический). 5. Кобальт В природные воды соединения кобальта попадают в результате процессов выщелачивания ...

Пить необходимо только очищенную воду, ни в коем случае не пить кипяченую хлорированную воду (диоксины могут образовываться при кипячении хлорированной воды).

При кипячении хлорированной воды, органические соединения вступают в реакцию с хлором (в мегаполисах в водопроводной воде обнаруживают более 240 соединений) и образует хлорорганические соединения, такие, как трихлорметан и диоксин (при попадании фенола в воду образуется диоксин).

Во многих странах уже отказались от обеззараживания воды хлорированием.

Можно очищать воду фильтрами для очистки воды, но менять в нем картриджи нужно часто, чтобы вместо очищенной воды не получить массу бактерий из загрязненного фильтра. На сегодня существует такой современный материал — активированные углеродные волокна, превосходящие по качеству очистки активированный уголь. Волокна способны поглощать ионы тяжелых металлов и подавлять жизнедеятельность бактерий.

Также шунгит не хуже активированного угля обладает способностью очищать воду от многих органических веществ — в том числе тяжелых металлов:

  • Коллоидное железо водопроводных труб.
  • Диоксины.
  • Нитраты.
  • Нитриты.
  • Пестициды.
  • Фенолы.
  • Хлороорганические соединения.
  • Нефтепродукты.
  • Радионуклиды.
  • Яйца гельминтов.
  • Вирусы.
  • Бактерии.

Катастрофа в Севезо.

Взрыв 11 июля 1976 года в итальянском городе Севезо на химическом заводе швейцарской фирмы ICMESA произошел выброс облака диоксина в атмосферу. Облако повисло над промышленным пригородом, а затем яд стал оседать на дома и сады. У тысяч людей начались приступы тошноты, ослабло зрение, развивалась болезнь глаз, при которой очертания предметов казались расплывчатыми и зыбкими. Трагические последствия случившегося начали проявляться через 3—4 дня. К 14 июля амбулатории Севезо переполнили заболевшие люди. Среди них было много детей, страдающих от сыпи и гноящихся нарывов. Они жаловались на боли в спине, слабость и тупые головные боли. Пациенты рассказывали докторам, что животные и птицы в их дворах и садах начали внезапно умирать. На протяжении нескольких лет после аварии в районах вокруг фабрики наблюдалось резкое увеличение врожденных аномалий у новорожденных, в том числе spina bifida (расщепление позвоночника, открытый спинной мозг).

Подобные аномалии были зафиксированы у вьетнамцев и потомства американских ветеранов войны во Вьетнаме из-за воздействия дефолианта Agent Orange, который распылялся над тропическими лесами для уничтожения растительности (для облегчения поиска партизан в джунглях).

Заключение

Диоксины и диоксиноподобные соединения высоко токсичные вещества относительно простого строения, образующихся во многих химических процессах. Их история насчитывает менее века, но за это время проделала огромный путь. В ней был период полного незнания и игнорирования проблемы, когда, например, врачи объясняли признаки тяжелой формы хлоракне у одного из рабочих, работавшего на установке по перегонке бифенила, простым нежеланием работать; были многочисленные аварии и борьба с вводимыми экологическими нормами; было засекречивание информации и использование в военных целях. В настоящее время человечество осознало нависшую угрозу, но к сожалению на этом история диоксина не кончается. Человечество не может отказаться от химической промышленности или от автомобилей, но его долг предельно уменьшить негативное влияние на окружающего среду. История диоксинов еще не закончена.

6 стр., 2933 слов

Вода как реагент и как среда для химического процесса (аномальные свойства воды)

... использование воды растениями и животными, испарение воды и фильтрацию ее через почву многое другое. Характер процессов, протекающих с участием воды, во многом определяется ее свойствами как индивидуального вещества. Вода - самое удивительное соединение ...