Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Диоксины – универсальные клеточные яды

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ УПРАВЛЕНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

РЕФЕРАТ

по дисциплине: безопасность жизнедеятельности

на тему: «Диоксины – универсальные клеточные яды»

Выполнила: студентка

заочного отделения

группы 110851

Павленко Евгения

Проверила: Погребняк Т.А.

г. Белгород

2010г.

План

Введение

Основная часть

История изучения диоксинов.

Источники диоксинов

Циркуляция и распределение диоксинов в живой и неживой природе

Физиологическое действие диоксинов

Признаки поражения диоксином

Первая помощь при отравлениях диоксином. Профилактика

Заключение

Список литературы

Введение

Непрерывное увеличение промышленного производства химических веществ и расширение их ассортимента, связанные с возрастающими потребностями развивающихся технологий, неизбежно влекут за собой усиление вызываемой ими экологической безопасности. Ее источники чрезвычайно разнообразны и могут включать в себя попадание химических соединений, в том числе и весьма токсичных, в окружающую среду с промышленными отходами при транспортировке и при использовании по прямому назначению.

Практическое значение имеет подразделение вредных веществ, с которыми контактирует биогеоценоз, на четыре класса опасности: I - черезвычайно опасные, II - высокоопасные, III - умеренно опасные и IV - малоопасные.

В последнюю четверть века к обширному перечню экологических бедствий, угрожающих цивилизации, добавилось ещё одно: опасность общепланетарного отравления среды нашего обитания диоксинами и им родственными соединениями.

Диоксины - абсолютно уникальные вещества. Специально их никто не производит, они образуются как побочные продукты высокотемпературных химических реакций с участием хлора и попадают в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий. Данные ксенобиотики (вещества, являющиеся чужеродными естественной среде и человеку) представляют собой группу химических соединений, характеризующуюся наличием хлора, связанного с атомами углерода.

В большую группу диоксинов и диоксиноподобных соединений входят как сами трициклические ароматические соединения: полихлорированные дибензо-p-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид (ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей молекуле атомы хлора.

Отличительной чертой представителей этих соединений является черезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению; они способны сохраняться в окружающей среде, концентрироваться в биомассе и переноситься по пищевым цепям. Эти вещества являются супертоксикантами, универсальными клеточными ядами, поражающими всё живое.

В настоящее время доказано, что диоксины имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью ни одной из существующих ныне технологий. Поступление диоксинов в окружающую среду происходит преимущественно в виде микропримесей, поэтому на фоне других техногенных выбросов их негативное воздействие на живое вещество планеты долгое время оставалось незамеченным.

Однако из-за необычайных физико-химических свойств и уникальной биологической активности они могут стать одним из основных источников опасного долговременного заражения биосферы. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов еще не достигла критического значения, но при отсутствии специальных мер грозит принять необратимый характер.

Основная часть

История изучения диоксинов.

История овладения сообществом знаниями о диоксинах как экологической опасности общепланетарного масштаба богата событиями и по-своему драматична. После первых статей, опубликованных в 1956-57 гг и содержавших главным образом медицинскую информацию, на эту проблему легла многолетняя завеса молчания.

Однако с конца 60-х гг покров тайны, который окутывал диоксиновую проблему, был в значительной мере сброшен. Опасность диоксинов, в том числе опасность долговременного заражения территории, живой и неживой природы, оказалась объектом внимания исследователей промышленно развитых стран.

Во второй половине 70-х гг стало ясно, что опасность диоксинов как веществ, относящихся к супертоксикантам, приобрела общепланетарные масштабы. На современном этапе установлено, что по своему существу диоксины являются тотальным ядом. Размер угрозы человечеству от этой группы веществ можно сравнить с последствиями применения ядерного оружия. Это и ряд других обстоятельств подтолкнули западные страны к организации серъезных исследований на международной основе.

Значительный вклад в консолидацию международных усилий по разработке мероприятий по защите окружающей среды был сделан рабочим совещанием по проблеме "Реабилитация химических воздействий" в 1982 году в Риме, где были рассмотрены вопросы организации и планирования мероприятий по ликвидации последствий попадания химических агентов в окружающую среду. При этом под реабилитацией понималось полное или частичное восстановление здоровья и работоспособности людей, а также обезвреживание местности.

Исходя из того, что диоксины являются смертельно опасными веществами, у определенных групп сообщества возник соблазн рассматривать диоксины как прямое средство ведения химической войны. Использование в военных целях гербицидов и дефолиантов, а также динитро ортофторбутилфенола, 4,6 - динитроортокрезола, предназначенных для уничтожения древесной и травяной растительности, началось с 1961 г., а в 1962 они уже стали главным оружием в глобальной американской стратегии химической и биологической войны во всей Юго-Восточной Азии. В результате применения химических веществ были истреблены более 200 тысяч гектаров леса (разрушены тропические широколиственные леса, прибрежные мангровые леса юга Вьетнама), а в некоторых районах страны погибли 85-90% млекопитающих и птиц. Применение дефолиантов лишило страну урожая, способного прокормить более 900 тысяч человек.

Гербицид "agent Orange" широко и без опасений применялся также на территории Колумбии, но не в военных действиях, а в сельском хозяйстве: для опрыскивания хлопковых и рисовых полей с самолёта. В итоге имела место необычайно высокая частота выкидышей и рождения детей с пороками развития. Кроме того, в результате применения этого гербицида гибли домашние животные.

Известна также трагедия, произошедшая вследствие аварии на химическом заводе в городе Севезо, Италия. В июле 1976 г. в результате её при взрыве рабочего котла произошел выброс производимого трихлорфенола в атмосферу, после чего от 1 до 5 кг побочного продукта диоксина было распылено на территории 30 квадратных километров вокруг эпицентра. Среди населения всех зон впоследующем выявлено 187 случаев хлоракне (специфического для воздействия диоксина заболевания). В 1977 году в районе катастрофы зарегистрировано 38 случаев врожденных уродств, во много раз больше, чем в предыдущие годы. Все попытки удалить и окончательно захоронить яд до сих пор не привели к успеху. 200 тысяч тонн пахотной земли было поднято и засыпано в мешки, но они до сих пор временно хранятся в бывшей школе Севезо, вместе с трупами 81 тысячи животных. В настоящее время возникают серьезные трудности с дальнейшим обезвреживанием, так как сожжение не приведет к нейтрализации содержащегося в них яда.

Источники диоксинов

Источники возникновения диоксинов и пути проникновения их в живую и неживую природу весьма разнообразны. Известны попытки объяснить картину появления диоксинов в биосфере лишь лесными и степными пожарами. Это оказалось выраженным упрощением, хотя идея сама по себе не беспочвенна. Загрязнение происходит лишь при условии, что земельная растительность была обработана хлорфенольными пестицидами, а возникший пожар преобразует их в диоксинподобные соединения. Для образования диоксинов необходимо сочетание трех условий: органика, хлор и высокая температура. Серъезной проблемой являются практически все термические процессы, так как термическое разложение технических продуктов, сжигание осадков сточных вод, муниципальных и других небезопасных при сгорании промышленных и бытовых отходов (например, ПХБ и изделия из ПВХ, целлюлозно-бумажная продукция и пластические массы) сопровождаются образованием экологически опасных количеств диоксинов. В особенности это касается аварийной обстановки, в частности, при пожарах на производстве.

Есть эти вещества в выбросах металлургической и металлобрабатывающей промышленности, в пыли, уносимой ветром с могильников токсичных отходов, выхлопных газах автомобильных двигателей. Возможно возникновение диоксиновых соединений на предприятиях целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, хлорной промышленности, при обеззараживании хлором воды, содержащей фенолы и их предшественники - лигнины, гуминовые и фульвокислоты. В этом плане экологически опасны фенолсодержащие стоки промышленных предприятий. Не менее опасны вышеописанные пожары, в частности, горение всевозможных синтетических материалов, электрооборудования. Непредсказуемые последствия для биосферы (трагический пример Индокитая) влечет за собой применение химического оружия.

По хозяйственно-территориальным признакам вышеперечисленные источники общепринято подразделять на локальные и диффузные (пространственно распределенные), а по темпам накопления в окружающей среде и объектах живой природы - на регулярные и экстремально-залповые. Диффузные источники диоксинов, с точки зрения окружающей среды, представляются более опасными. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, изомерно-гомологическим разнообразием поступающих в систему ксенобиотиков, а во-вторых, черезвычайной трудностью обнаружения опасности до того, как она себя проявит.

Существует также классификация способов поступления диоксинов в биосферу. Согласно ей, выделяют три основные группы способов:

функционирование несовершенных, экологически небезопасных технологий производства продукции химической, целюллозно-бумажной, металлургической промышленности. Для них всех характерны диоксинсодержащие отходы и сточные воды в период регулярной деятельности, а также большие дополнительные выбросы в случае аварийной обстановки;
использование химической или иной продукции, содержащей примеси (диоксинов или их предшественников) и/или продуцирующей их в процессе использования или аварии;
несовершенство и небезопасность технологии уничтожения, захоронения и преобразования отходов.

1 группа. Опасные производства

- Металлургическая промышленность

В последние годы выявлена новая группа локальных источников диоксинов. Как оказалось, они образуются на металлургических заводах, например, при электрохимическом получении никеля и магния из их хлоридов, в сталелитейных производствах, при переплаве лома железа, меди и других металлов , при производстве алюминия и т.д. ПХДД и ПХДФ находят повсюду - в аквафауне, донных отложениях, а также в сточных водах этих производств, и почве окружающих территорий, в воздушном бассейне и т.д.

- Целлюлозно-бумажное производство

Значительные количества диоксинов образуются в целлюлозно-бумажной промышленности, часть технологий которой восходит ко второй половине прошлого века. В основном это происходит на стадии делигнификации древесины. Поскольку лигнин (а это четверть древесной массы) содержит фенольные фрагменты, образование хлорированных фенолов и феноксифенолов - предшественников диоксинов ПХДД и ПХДФ - в процессе хлорирования лигнина неизбежно. Отбеливание целлюлозы осуществляется с использованием хлора и его соединений - оксида хлора, гипохлоригов, хлоритов и хлоратов. Кроме того, диоксины могут вноситься в отходы этого производства при обработке шлама с помощью ПХФ и его соли.

- Нефтепереработка

Примеси ПХДД и ПХДФ были обнаружены впервые в выбросах нефтеочистных сооружений в 1989 г. Их связывают с процессом каталитического риформинга, а конкретно, со стадией регенерации катализатора. Последняя сводится к отжигу кокса в контролируемой кислородной атмосфере при 380-530°С с последующим восстановлением его каталитической активности добавлением в струю газа хлорированных соединений.

- Индустриальные аварии и массовые профессиональные поражения

Одним из особо опасных источников поражения людей и заражения биосферы диоксинами (ПХДД, ПХДФ и ПХБ) являются различного рода технологические инциденты в промышленности, происходящие при изготовлении продукции, в том числе нередкие аварии и взрывы.

На одних предприятиях микропримеси диоксинов являются в той или иной степени неизбежным, хотя и попутным элементом технологической цепи, надежно изолированным от контакта с персоналом цехов. Лишь в момент аварии или катастрофы, которые не могли быть предсказаны и/или смоделированы заранее, эти вещества могут выйти из-под контроля и привести к массовому поражению работников.

Второй путь контакта диоксинов с производителями продукции связан с архаичностью или же несовершенством технологии, в результате чего возможны массовые поражения работников при профессиональном контакте с опасными вещестами.

2 группа. Использование химической и иной продукции,содержащей примеси диоксинов

- Хлорорганические соединения

Хлорорганические соединения находят в ежедневной практике цивилизации широчайшее применение. Примером контакта людей с переносимыми диоксинами может служить использование хлорорганических соединений в производстве красителей.

Другой путь использования хлорорганических веществ в качестве растворителей - это "сухая" чистка тканей на текстильных фабриках и одежды на пунктах химчистки, выполняемая с помощью трихлорэтилена.

Еще один путь - это образование диоксинов непосредственно при производстве красителей в среде высококипящих растворителей, таких, например, как три- и дихлорбензолы.

- Бумага

Среди продукции, используемой в быту, бумага относится к той, что является не источником, а лишь носителем диоксинов. Диоксины на уровне ppt найдены в фильтровальной (в том числе в фильтрах для кофе и чая) и упаковочной бумаге, бумажных салфетках, детских пеленках, косметических тканях и т.д.

Бытовое использование бумаги неизбежно сопровождается переходом диоксинов непосредственно в пищу (кофе, молоко, жиры, чай и т.д.), а затем в организм. Особенно опасно применение диоксин-содержащей бумаги в детских пеленках, гигиенических тампонах, носовых платках и т.д., поскольку кожные покровы и слизистые ткани эффективно извлекают из нее диоксины.

- Энергоносители

Выхлопные газы автомобилей - пример использования топлива, сопровождающегося возникновением в процессе сгорания диффузного источника диоксинов. Средний выброс диоксинов автомобилем, использующим этилированный бензин, составляет 30-540 пг (в ДЭ) на 1 км пути. Эти количества лишь на первый взгляд могут считаться незначительными. В действительности по вине автотранспорта могут быть созданы очаги сильного заражения диоксинами автострад и прилежащих к ним районов, например, плохо проветриваемых автомобильных тоннелей, почвы вдоль автострад с интенсивным движением и т. д.

- Антипирены

Броморганические соединения - бромфенолы, ПББ, дифениловые эфиры и т.д. широко используются в качестве ингибиторов горения, которыми пропитывают текстильные, полимерные и иные материалы. Некоторые броморганические соединения используются также в качестве средств пожаротушения.

- 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.

3 группа. Уничтожение, захоронение и преобразование отходов

Опыт последних десятилетий показал, что промышленные и иные отходы, предназначенные для выведения из оборота цивилизации, также могут отказаться 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.

Из практики последних 10-15 лет следует, что отходы особенно опасны в тех ситуациях, когда вопрос о "судьбе" переносимых ими или порождаемых диоксинов предварительно не рассматривается. Случаи такого рода не были редки в прошлые годы, сохранились они и в наши дни.

- Термическое уничтожение отходов

Долгие годы считалось, что термические технологии, широко используемые в индустриально развитых странах для уничтожения бытовых и нетоксичных промышленных отходов, а также установки для уничтожения токсичных отходов и обеззараживания сточных вод - наиболее эффективный способ их обезвреживания, в том числе с попутным получением энергии.

Впервые микропримеси диоксинов были найдены в летучей золе в 1977-1978 гг. практически одновременно двумя исследовательскими группами - нидерландской и шведско-швейцарской (количественное определение). В последующие 5-6 лет диоксиновые микропримеси были обнаружены и количественно определены в выбросах МСП (летучей золе и газовой фазе) очень многими научными группами.

В настоящее время проблема загрязнения окружающей среды диоксинами из-за их генерации в печах для сжигания бытовых и технических отходов осознана во всех промышленно развитых странах - США, Канаде, Великобритании, Италии, Германии, Франции, Бельгии, Японии, Австрии, Дании, Норвегии.

При осуществлении мониторинга на диоксины необходима более детальная характеристика наиболее опасных диоксиногенных технологий - поставщиков ПХДД, ПХДФ и других диоксинов в окружающую среду. Это связано с тем, что в отдельных странах преобладающими могут оказаться источники разных типов и мощности.

Циркуляция 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.

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

Токсикокинетические исследования последних лет показали, что они очень медленно выводятся из живых организмов, а из человеческого организма практически не выводятся. Высокохлорированные ПХДД имеют сопоставимое время полувыведения из организма человека - порядка 3-6 лет.

При оральном поступлении диоксина в организм человека более 87% его всасывается в желудочно-кишечный тракт. Накапливается он преимущественно в жировой ткани, коже и печени. 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

Физиологическое действие диоксинов

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. Токсичность смесей оценивается по особым системам, где каждому соединению присваивается коэффициент токсичности относительно 2,3,7,8-ТХДД, и общая токсичность смеси выражается в эквивалентном количестве этого соединения (т.н. "диоксиновый эквивалент", ДЭ).

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.

Наиболее очевидное проявление действия диоксинов - заболевание "хлоракне", рецидивирующее гнойничковое заболевание кожи. Хлоракне возникает спустя 1-2 месяца после начала контакта с диоксинами, 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. При этом было обнаружено, что при действии многих промышленных ядов (бензола и его производных, ТХДД, тетрахлорметана, галогенированных ароматических углеводородов, многих пестицидов и гербицидов) происходит повреждение отдельных звеньев клеточного и гуморального иммунитета. Его подавление влечет за собой развитие иммунодепрессивного состояния, снижение адаптивности организма к изменяющимся условиям внешней среды.

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.

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. Так, канцерогенная активность диоксинов по отношению к животным давно не вызывает сомнений. В отношении же человеческого организма, данные о канцерогенности диоксинов долгое время оставались противоречивыми. Лишь недавно были получены свидетельства того, что диоксины являются прямыми канцерогенами для человека. В исследовательской работе были подведены итоги многолетнего ретроспективного изучения смертности среди рабочих США, пораженных диоксинами. Всего было обследовано более 5 тысяч рабочих с 12 предприятий; результаты обследования показали статистически значимое повышения риска новообразований среди рабочих, имевших контакт с диоксином более 1 года. Тот же вывод следует из обследования, выполненного в Германии среди более чем 1550 рабочих, занятых на производстве гербицидов. В этом случае также было обнаружено резкое повышение канцерогенного риска.

В результате на основании полученных данных диоксины и диоксиноподобные вещества были отнесены к веществам I группы опасности из-за канцерогенности. При воздействии несколько более высоких концентраций, диоксины вызывают мутагенный, тератогенный и эмбриотоксический эффект. Следует отметить, что генотоксическое воздействие диоксинов и сходных мутагенных ксенобиотиков, проявляясь на различных этапах реализации генетической информации, размножения и индивидуального внутриутробного развития эмбриона, представляет собой один из наиболее опасных биологических эффектов; серьезная опасность и в том, что именно мутационная изменчивость ведет к наследственной патологии, сохраняющейся и накапливающейся в последующих поколениях.