Диоксины и их потенциальная опасность в экосистеме "человек - окружающая среда" (стр. 1 )

Диоксины и их потенциальная опасность в экосистеме "человек - окружающая среда"

автор: , Центр Внешкольной работы (ЦВР) г. Молодечно.

контакт: 222310, Республика Беларусь, Минская обл, г. Молодечно, Машерова, 3, тел. [phone].

Содержание

Введение Общие вопросы Диоксины как экологическая опасность История изучения диоксинов Источники поступления диоксинов в окружающую среду Физиология и биохимия диоксинов Циркуляция и распределение диоксинов в живой и неживой природе Физиологическое действие диоксинов Клиническая картина диоксиновой интоксикации Гигиенические критерии нормирования диоксинов Первая помощь и лечение диоксиновой интоксикации Профилактика отравлений Химико-технологические аспекты диоксиновой проблемы Методы определения диоксинов Технологии обеззараживания Совершенствование экологически опасных технологий. Заключение Список использованной литературы

Ксенобиотики в окружающей среде

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 черезвычайно 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. Превышение порогов надежности экологических систем под действием экстремальных факторов антропогенного происхождения может являться причиной существенных изменений условий существования и функционирования биогеоценозов.

Таким образом, в экологическом аспекте любые химические загрязнения являются чужеродным комплексом в экосистеме, способным превысить эволюционно выработанные адаптивные возможности живых организмов.

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. Серъёзную обеспокоенность экологов вызывают продукты хлорного производства, их дальнейший ход и циркуляция в биосфере. Наряду с продуктами промышленного выброса, опасными ксенобиотиками, загрязняющими биосферу, являются применяемые в сельском хозяйстве химические средства защиты растений: гербициды, фунгициды, дефолианты и другие.

Особенно велико и экологически опасно загрязнение токсикантами тканей водных организмов. Установлено, что по мере движения химических соединений по пищевой цепи от продуцентов до консументов, оно вследствие медленного метаболизма и неполной экскреции во внешнюю среду продолжает накапливаться, переходя во всё возрастающих концентрациях.

Всё более актуальной проблемой токсикологии становится установление степени токсичности и опасности ксенобиотиков, освобождающихся при пожарах. Вследствие выброса в окружающую среду токсических веществ в результате термодеструкции различных синтетических материалов, серъёзную тревогу вызывает накопление диоксинов, цианидов, фосфорорганических веществ, оксида углерода и других веществ в прилегающих к очагам территориях. Экологическая опасность многих групп токсикантов усиливается вследствие высокой устойчивости их к воздействию физико-химических факторов окружающей среды и медленной биодеструкции.

Поступление токсических веществ в организм обуславливает нарушение обмена веществ, нарушение физико-химической структуры клеток и тканей, в результате чего возникают патологические изменения.

Вместе с тем, специфическое и неспецифическое (общетоксическое) действие ксенобиотиков зависит не только от их токсикологических характеристик, но и от активности физических и биохимических методов защиты, включающих иммунную систему и систему биотрансформации чужеродных химических соединений. Следовательно, экологические системы обладают выработанными в процессе эволюции мощными механизмами защиты от экстремальных химических воздействий, как на популяционном уровне, так и на уровне отдельных особей. Вместе с тем, в настоящее время скорость антропогенных изменений в биосфере начинает превышать возможности приспособляемости к новым условиям среды.

Американский ученый Барри Коммонер вывел четыре закона, объективно отражающих связи и отношения в окружающей среде.

Все существующее в природе тесно взаимосвязано

Он отражает колоссальную систему связей в биосфере между живыми организмами, видами, популяциями и их физико-химическим окружением. Всякое изменение этих связей немедленно отражается на живой природе и, если оно агрессивно, вызывает бедствия в биосфере.

Все, имеющее биологическое или антропогенное происхождение, бесследно не исчезает

Он исходит из фундаментального закона "материя не исчезает, она переходит из одной формы в другую на моллекулярной основе и продолжает присутствовать в экосистеме". Второй закон даёт одно из объяснений нынешнему состоянию окружающей среды: она переполнена новыми соединениями, которые и после биотрансформации сохраняют часть токсичности.

На каждое образуемое природой вещество имеется фермент, способствующий его разложению

Из этого закона следует, что ни одному органическому веществу нет места в природе, если для его разложения нет фермента. Человек же в результате деятельности создает химические соединения, к которым нет ферментов, приводящим к их нейтрализации. В итоге происходит накопление и загрязнение биосферы вышеназванными соединениями.

Растущие потребности в природных ресурсах требуют столь же растущих компенсаций

Четвертый закон суммирует три предыдущих. Биосфера представляет собой единое целое; соответственно, всё извлекаемое из природной среды должно быть по возможности возвращено или скомпенсировано, не нанося ущерба окружающей среде.

Наша жизнь и прогресс таковы, что всегда сопровождаются опасными явлениями и событиями. Упрочнение безопасности жизни всегда окупается, нам же необходимо быть подготовленными морально, физически и методологически.

Экологическая опасность диоксинов

В пачке сигарет содержится 3,84 пг диоксина.

Мията Хидзаки

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 строго 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. К сожалению, диоксины и диоксиноподобные вещества непрерывно и во все возрастающих количествах генерируются цивилизацией в последние пол-века, выбрасываются в окружающую среду и накапливаются в ней. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов еще не достигла критического значения, но при отсутствии специальных мер грозит принять необратимый характер.

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. Объясняют этот феномен обычно соображениями секретности, связанными с черезвычайной токсичностью (I класса) этих веществ.

Однако с конца 60-х гг покров тайны, который окутывал диоксиновую проблему, был в значительной мере сброшен, в первую очередь, в США. Опасность диоксинов, в том числе опасность долговременного заражения территории, живой и неживой природы, оказалась объектом внимания исследователей промышленно развитых стран. В научной печати появился ряд острых и доказательных предостережений о диоксиновой опасности. Были опубликованы данные о распределении и бионакоплении диоксинов, их образовании в пиролитических процессах. Появились и первые сообщения о взаимоотношениях диоксинов с живыми организмами, токсикологии токсинов и механизмах токсического действия.

В начале 70-х гг достоянием научного сообщества стали первые результаты анализа промышленных аварий на хлорфенольных производствах в США, Великобритании, Германии и других зарубежных стран с однозначным указанием на их диоксиновую природу.

Вскоре после проведения первых официальных обсуждений диоксиновой проблемы и появления первых научных публикаций начались научные конференции, симпозиумы и семинары. Первый из них, "Хлордиоксины - их источники и судьба", был организован в США в рамках 162-й ежегодной конференции Американского Химического Общества. В дальнейшем аналогичные конференции проводились неоднократно в ряде других стран: Италии, Швеции, Германии, Дании и т. д.

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. В 1978 и 1981 годах в США состоялсь несколько международных конференций, посвящённых воздействию галогенизированных углеводородов, в особенности диоксинового типа, на здоровье человека. По-видимому, этапным для диоксиновой проблемы следует считать 1980 год. В этом году в США были изданы книги, посвящённые этой проблематике и наиболее полно систематизирующие всю совокупность знаний, накопленных цивилизацией к тому времени.. Лишь в СССР проблема не заняла места, адекватного опасности, представляемой для цивилизации. Об этом можно судить, например, по содержанию ежегодных официальных докладов экологических министерств СССР и России: существование этой проблемы в них не упоминается. Это положение стало несколько изменяться только с 1989 года.