Органические суперэкотоксиканты. 
Экологический мониторинг

Суперэкотоксикаиты представляют собой чужеродные вещества, обладающие уникальной биологической активностью, распространяющиеся в окружающей среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и уже на уровне микропримесей оказывающие негативное воздействие на живые организмы. Их влияние на человека и окружающую среду начали активно изучать лишь в последние десятилетия, поскольку раньше отсутствовали необходимые для этого высокочувствительные методы и технические средства анализа. При этом выяснилось, что экологические риски для человека и окружающей среды, связанные с данными веществами, во много раз более значительны, чем при других видах загрязнений. Важнейшая особенность многих суперэкотоксикантов — их устойчивость в окружающей среде. Время жизни в естественных условиях составляет до сотен лет. Среди этих веществ наибольшей опасностью обладают хлори фосфороргаиические соединения, полиароматические углеводороды, нитрозои нафтиламины. Также к этой группе относят ионы ряда тяжелых металлов и некоторые другие вещества.

Полихлорированные диоксины, дибензофураны и бифенилы Первые сообщения о заболеваниях хлорате появились в конце XIX в. Это заболевание считается «индикатором» контакта людей с хлорированными УВ.

С конца 1940;х гг. в разных странах мира было начато производство химических соединений на основе полихлорфенолов: гербицидов на основе 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-Т), 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д), бактериостатического средства гексахлорфена, фунгицида пентахлорофенола и других веществ. У рабочих этих производств отмечались акнеформные высыпания на коже. Акнеформпый дерматит описан также у рабочих, контактирующих с техническими маслами из неочищенных нефтепродуктов, каменноугольными смолами и их дериватами и другими ароматическими соединениями. Только в 1980;х гг. было обнаружено, что среди полихлорированных ароматических У В наибольшей потенциальной акнегенной активностью обладает.

2,3,7,8-тетрахлородибензо-п-диоксин (ТХДД), хотя 21 изомер этого соединения не обладает этим действием.

Дибензо-п-диоксины (I) — большая группа гетероциклических полихлорированных соединений, имеющих в своей структуре два ароматических кольца, связанных между собой двумя кислородными мостиками. К дибензофуранам (III) относят молекулы с одним кислородным мостиком. Бифенилы (II) — имеют два ароматических кольца, связанных обычной химической связью. К настоящему времени накоплены сведения о распределении и бионакоплении диоксинов и дибензофураиов в водных экосистемах, миграции и устойчивости в почве, разложении в природных условиях и при различных воздействиях, об образовании в процессах горения.

Оценки баланса поступления хлорированных диоксинов и дибензофуранов в окружающую среду показывают, что в течение года глобальная эмиссия полихлорированных дибензо-п-диоксипов (ПХДД) и полихлорированных дибензофураиов (ПХДФ) составляет около 5000 кг^[1].

Большинство ПХДД и ПХДФ — бесцветные кристаллические вещества, температура плавления которых зависит от степени хлорировани я¹. Они хорошо растворимы в органических растворителях (растворимость 2,3,7,8-ТХДД _в бензоле — 570, ацетоне — 110, хлороформе — 370, н-октаноле — 50, метаноле — 10 и о-дихлорбензоле — 1400 мг/кг) и практически нерастворимы в воде. Растворимость в воде уменьшается по мере увеличения содержания хлора. При сравнительно невысокой летучести диоксины могут переноситься воздушными массами в виде аэрозольных частиц в «сверхвысоких» концентрациях. Полихлорированные бифенилы (ИХБ) наиболее интенсивно испаряются с поверхности воды (скорость испарения при 100 °C составляет 0,05—0,9 мг/ (см²? ч)). Также диоксины обладают высокой адгезионной способностью, в том числе к почве, частичкам золы и донным отложениям, что способствует их накоплению и миграции в форме комплексов с органическими веществами и поступлению в воздух, воду и пищевые продукты. Например, коэффициент распределения.

2.3.7.8- ТХДД в системах почва/вода и биота/вода соответственно равен 23 000 и 110 000. Также диоксины, дибензофураны и бифенилы имеют высокую химическую и термическую устойчивость².

Токсические свойства диоксинов и родственных соединений представлены в табл. 3.8. Важно, что для разных организмов значения летальных доз могут весьма серьезно различаться. Это свидетельствует о необходимости тщательного выбора организмов-биотестов для определения качества среды и перспектив экологических рисков для здоровья человека.

Таким образом, максимальная токсичность из перечисленных в табл. 3.8 веществ характерна для 2,3,7,8-ТХДД, 1,2,3,7,8-С1₅-ДД. Близки к ним по токсичности некоторые производные фуранового ряда, в особенности.

2.3.7.8- ТХДФ и два С1₅-изомера. Также весьма высока токсичность хлорированных бифенилов. В целом последовательность токсичности основных представителей галогенированных диоксинов и родственных соединений меняется в следующем ряду³: дибензо-п-диоксин > дибензофуран > бифенил > нафталин.

Таблица 3.8

Острая токсичность диоксинов и родственных соединений.

• 1 Майстренко В. И., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов.
• 2 Там же.
• 3 Там же.

В то же время для человека острая токсичность диоксинов и родственных соединений — не единственный критерий опасности. За последние годы было выяснено, что опасность диоксинов заключается скорее в кумулятивном действии и отдаленных последствиях. Влияние диоксинов и их аналогов связывают с высокой специфичностью этих ксенобиотиков к цитозольному Ah-рецептору, контролирующему активацию генов А1 и А2 (на 15-й хромосоме человека), и накоплением в организме неспецифических монооксигеназ — цитохромов Р-4501А1 и Р-4501А2^[2]. Также установлено участие ПХДД в других биохимических процессах на клеточном уровне.

Установленная для России ориентировочная доза допустимого поступления диоксинов в организм человека (10 пг/кг) имеет коэффициент запаса. Весьма значительны различия в установленных дозах в разных странах.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) диоксинов (табл. 3.9) свидетельствуют о том, что их влияние на организм явно не до конца изучено.

Таблица 3.9

Предельно допустимые концентрации или уровни диоксинов в природных объектах н пищевых продуктах (Майстренко В. Н., Хамитов Р. 3., Будников Г. К., 1996).

* В пересчете на жир.

Основная часть диоксинов поступает в организм человека с пищевыми продуктами, прежде всего с мясом и молоком, а главным пищевым источником ПХДД и ПХДФ остаются животные жиры. Распределение «ролей» этих источников в разных странах может различаться (хотя бы из-за разных традиций питания). Так, установлено¹, что 98% от общего количества диоксинов поступает с пищевыми продуктами. Однако по данным канадских ученых с пищей в организм поступает 80%, с воздухом — 10%, с почвой и водой — 10%. Самыми эффективными «концентраторами» диоксинов и ПХБ являются рыбы и дойные коровы^[3][4].

Подсчитано, что в среднем каждый житель Германии ежедневно поглощает около 79 пг диоксинов (в эквивалентах токсичности — ЭТ), японец — 63, канадец — 92, а американец — 119 нг^[5] (табл. 3.10). Предварительные расчеты суточного поступления диоксинов в организм жителей Уфы и Стерлитамака с рекомендуемым набором мясных продуктов и молока свидетельствуют, что только с этими продуктами питания жители указанных городов потребляют более 100 пг диоксинов в сутки.

Таблица 3.10

Баланс суточного поступления ПХДД и ПХДФ в организм человека в США.

В связи с опасностью накопления ПХДД и ПХДФ в организме детей через грудное молоко Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) разработана специальная программа исследований. Большие количества ПХБ и диоксинов (16—30 пг/кг) найдены в молоке женщин, проживающих в промышленно развитых странах — Германии, Бельгии, Японии, Нидерландах, Великобритании. В России это также характерно для крупных индустриальных центров.

• [1] Майстренко В. //., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторингсупертоксикантов. М.: Химия, 1996.
• [2] Майстренко В. //., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Указ. соч.
• [3] Ивицкий Д. М., Курочкин И. Н., Варфоломеев С. Д. Журнал анлитической химии. 1991.Т. 46. № 8. С. 1462−1477.
• [4] Майстренко В. //., Хамитов Р. 3., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторингсупертоксикантов.
• [5] Goksoyr Л. у Husoy А. М. The cytochrome Р4501А1 response in fish: application ofimmunodetection in environmental monitoring and toxicological testing // Marine Nviron. Res.1992. V. 34. P. 147−150.