Стойкие органические токсиканты

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Курганский Государственный Университет

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине "Экологическая токсикология"

Тема: Стойкие органические токсиканты.

Выполнила: студентка

Бурцева А.С.

Проверила: преподаватель

Прояева Л.В.

Курган 2014

Содержание

Введение

1. Общая характеристика токсикантов

2. Стойкие органические загрязнители

2.1 Диоксины - самое опасное вещество в мире. Токсичность диоксинов

2.2 Полихлорбифенилы

2.3 Пестициды

Список литературы

Введение

Активная жизнедеятельность человеческого общества вызывает многосторонние изменения в окружающей среде. До развития промышленной цивилизации, до начала XIX века, загрязнения были сильно ограничены по природе, количеству и распространению. Сейчас к старым проблемам добавились новые - химические неприродные соединения, к которым биологические системы адаптироваться не могут. За последние годы (20-30 лет) синтезировано более 4 млн новых химических соединений. Ежегодно производится около 30 тыс. видов новых химических соединений-ксенобиотиков. Возникла необходимость их оценки с точки зрения опасности для живых организмов, популяций организмов и биоценозов. Экологическая токсикология - новая область науки об окружающей среде - возникла на этапе осознания человеком необходимости формирования знаний о колебаниях и изменениях состояния среды его обитания под воздействием огромного числа чуждых природе веществ.

Экотоксикологические исследования направлены на изучение миграции ксенобиотиков (чужеродных для живых организмов соединений, не вступающих ни в пластический, ни в энергетический обмен в клетке) в экологических системах, механизмов включения их в природные циклы, а также последствий изменения естественных потоков веществ в биосфере - нарушения экологического равновесия и трансформации элементов биосферы, снижения биоразнообразия, риска в отношении здоровья человека.

1. Общая характеристика токсикантов

В качестве токсикантов могут выступать практически любые соединения различного строения, если, действуя на биологические системы не механическим путем, они вызывают их повреждение или гибель.

В настоящее время известны тысячи химических веществ, используемых человеком в быту, медицине, на производстве, в сельском хозяйстве. Полная классификация токсикантов возможна на принципе их химического строения. Она-то и положена в основу наиболее подробных справочных пособий по токсикологии.

Классификация по происхождению.

·Токсиканты естественного происхождения

·Синтетические токсины

Классификация по способу использования человеком

·Ингредиенты химического синтеза и специальных видов производств

·Пестициды

·Лекарства и косметика

·Пищевые добавки

·Топлива и масла

·Растворители, красители, клеи

·Побочные продукты химического синтеза, примеси и отходы

Классификация по условиям воздействия

·Загрязнители окружающей среды

·Профессиональные токсиканты

·Бытовые токсиканты

·Вредные привычки и пристрастия

·Поражающие факторы при специальных условиях воздействия (аварийно-катастрофальное происхождение, боевые отравляющие вещества)

2. Стойкие органические загрязнители

Стойкие органические загрязнители (СОЗ) - это первичные и побочные продукты промышленности. В настоящее время к СОЗ отнесено 12 веществ: полихлорированные диоксины и фураны, полихлорбифенилы, ДДТ, хлордан, гептахлор, гексахлорбензол, токсафен, алдрин, диелдрин, эндринимирекс.

Как правило, СОЗ имеют некоторые общие характеристики: они представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. Попав в воздух, СОЗ перемещаются на большие расстояния, вплоть до регионов, расположенных в тысячах километрах от первоначальных источников загрязнения, например, таких как Арктика. СОЗ накапливаются в жировых тканях животных и человека. При этом даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей могут приносить существенный вред, приводя к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам у детей, раковым заболеваниям. Под воздействием СОЗ произошло резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлень, дельфин, белуга. Высокая частота мертворожденных, выкидышей, врожденных пороков развития, болезней репродуктивной системы у женщин - неполный перечень последствий воздействия СОЗ на человека. Особо уязвимыми к стойким органическим загрязнителям оказались плод и младенцы. Действуя на организм матери, СОЗ через плаценту передаются развивающемуся зародышу, а через грудное молоко - новорожденному. Снизить риск, связанный с воздействием СОЗ на окружающую среду и человека, можно, добившись запрещения производства и использования этих опасных химикатов. Однако следует помнить, что некоторые СОЗ продолжают играть важную роль в экономике многих стран. Поэтому до полного отказа от СОЗ необходимо найти альтернативные нетоксичные вещества, которые позволят решать возникающие проблемы без ущерба для социального и экономического развития общества, например, применение медных и цинковых микроудобрений.

2.1 Диоксины - самое опасное вещество в мире. Токсичность диоксинов

В большую группу диоксиновых соединений входят полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ), полихлорированные ароматические соединения, такие, как полихлорированные бифенилы (ПХБ), полихлорированные нафталины и другие вещества.

Диоксины являются универсальным клеточным ядом и поражают все виды животных и большинство растений. Особая опасность этих ядов заключается в том, что они чрезвычайно устойчивы к химическому и биологическому разложению, сохраняются в окружающей среде в течение десятков лет и беспрепятственно переносятся по пищевым цепям (водоросли - планктон - рыба - человек; почва - растения - травоядные животные - человек).

ПХДД, ПХДФ и ПХБ можно обнаружить практически везде. Они найдены в воздухе, воде, почве, донных отложениях, рыбе, мясе, молоке, овощах и т.д. Наиболее высокие концентрации диоксинов обнаруживаются в почве, донных отложениях и биоте, в воде и воздухе они обычно более низкие, так как в твердом состоянии они тяжелее воды, нерастворимы и нелетучи. Эти вещества выделены в особую группу "суперэкотоксикантов". Они избирательно и очень прочно блокируют так называемый Аh-рецептор - ключевую точку в иммунно-ферментной системе всех теплокровных и, если говорить более обще, аэробных (дышащих воздухом) живых организмов.

Загрязнение почвы диоксинами приводит к уничтожению всех обитающих в ней живых организмов, что, в свою очередь, приводит к полной потере почвой ее естественных свойств.

Источниками диоксинов могут являться промышленные предприятия практически всех отраслей промышленности. Главные из них - химическая, нефтехимическая, цветная металлургия, целлюлозно-бумажная промышленность. Однако главное правило, которое нельзя забывать: Диоксины появляются только там, где используется хлор.

Многие агенты из группы диоксинов являются высокотоксичными соединениями. ТХДД по своей токсичности превосходит такие известные яды, как стрихнин, кураре, синильная кислота, уступая лишь ботулиническому, столбнячному и дифтерийному токсинам. Чувствительность разных видов млекопитающих к токсическому воздействию ТХДД отличается в 10 тысяч раз! Если хомяки и некоторые линии крыс и мышей являются резистентными, то морские свинки чрезвычайно чувствительны. До сих пор остается открытым исключительно важный вопрос: "К кому по своей чувствительности ближе человек, к хомякам или морским свинкам?"

Расчетная средняя смертельная доза диоксина для человека при однократном поступлении в организм составляет 70 мкг/кг массы тела (около 0,5 мг на среднего человека весом в 70 кг), а минимально действующая ориентировочно 1 мкг/кг, что существенно меньше соответствующей дозы известных синтетических ядов. Порог хронического общетоксического действия диоксина для человека находится на уровне 75 пг/кг/день. Принимая во внимание, что расчетные величины токсичных для человека доз обычно прогнозируются с запасом, предполагается, что безопасная доза (наибольшая, не вызывающая вредных последствий при ежедневном поступлении в течение всей жизни) может составлять 0,1-10 пг/кг/день. Собственно эти цифры и соответствуют указанным выше ДСД.

Учитывая широкий спектр заболеваний, причинно связанных с воздействием диоксинов и ДПС в настоящем разделе целесообразно привести их сокращенный список (табл.1).

Таблица 1. Сводная таблица влияния диоксинов и диоксиноподобных соединений на здоровье человека

Злокачественные новообразованияСаркомы мягких тканей; рак легкого, молочной железы, желудка, печени; неходжкинская лимфома. Репродуктивная токсичность (мужчины) Снижение количества сперматозоидов; атрофия семенников; аномальное развитие мужских половых желез; изменение уровня мужских гормонов, (снижение тестостерона и андрогена) снижение либидо (полового влечения); феминизация. Репродуктивная токсичность (женщины) Гормональные изменения; снижение фертильности; нарушение хода и неблагоприятный исход беременности (самопроизвольные выкидыши, неспособность поддержания беременности); дисфункция яичников (ановуляция, нарушения менструального цикла); эндометриоз. Влияние, на плодВрожденные дефекты (волчья пасть), гидронефроз; нарушения развития половых органов; структурные изменения в строении женских половых органов; задержка полового созревания; неврологические нарушения; замедление и нарушение развитияКожные заболеванияХлоракне; гиперпигментация; гирсутизм (избыточное оволосение); старческий кератоз; болезнь Пейронъе (уплотнение белочной оболочки и перегородки полового члена, что приводит к его деформации при эрекции). Метаболические и гормональные нарушенияИзменение толерантности к глюкозе и снижение уровня инсулина, что приводит к увеличению риска возникновения диабета; изменение липидного метаболизма и повышение содержания липидов, холестерина и триглицеридов в крови; изменение метаболизма порфиринов; потеря веса, истощение; изменения содержания гормонов щитовидной железыПовреждения центральной и периферической нервной системыПовышенная раздражительность и нервозность; снижение кожной чувствительности; нарушение неврологического развития с последующим снижением способности к обучениюПовреждения печениЦирроз; увеличение размеров печени; повышение уровня ферментовНарушения иммунной системыУменьшение размеров вилочковой железы; увеличение Т4 - субпопуляции Т - лимфоцитов, увеличение соотношения тироксина и ТСГ - клеток; повышение восприимчивости к инфекционным заболеваниям; увеличение риска развития ракаНарушения в системе органов дыханияПовышенная чувствительность к раздражающим агентам; снижение функции легких; трахеобронхит. Другие нарушенияПотеря аппетита; тошнота; нарушения кровообращения и болезни сердца

2.2 Полихлорбифенилы

Полихлорированные дифенилы (ПХД) или полихлорированные бифенилы (ПХБ) - группа органических соединений, включающая в себя все хлорозамещённые производные дифенила <#"100" src="doc_zip1.jpg" /> <#"justify">органический токсикант стойкий пестицид

ПХБ могут оказывать эмбриотоксический эффект, вызывая снижение числа мест имплантации, количества новорожденных и увеличение продолжительности беременности. При длительном введении ПХБ обезьянам - резусам до и во время беременности, а также в период лактации наблюдались ранние выкидыши, преждевременные роды, гибель плодов вскоре после рождения.

Симптомами воздействия ПХБ являются хлоракне, раздражение глаз, вялость, головные боли <#"center">2.3 Пестициды

Пестици?ды (лат. <#"justify">Представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха; температура плавления действующего вещества 104,50С, технического препарата 45-500С; растворимость в воде - 0,07-0,01%, хорошо растворим в органических растворителях; в бензоле - 350 г/100 мл. Летучесть при 200С составляет 4,5х10-5 мг/л, при 400С - 1,36х10-3 мг/л. Химически стабилен, термически устойчив. При продолжительном нагревании до 2400С не наблюдается разложения. Малочувствителен к свету. В почве, растениях, организме насекомых и позвоночных альдрин метаболизируется с образованием дильдрина. Относится к сильнодействующим ядовитым веществам (чрезвычайно опасным), очень опасен при ингаляционном воздействии, а также при поступлении через кожу. ЛД50 при пероральном введении белым крысам находится в пределах 10,6-67 мг/кг. Кумулятивные свойства выражены очень резко. Раздражающими свойствами препарат не обладает. Смертельные дозы для кроликов при поступлении через неповрежденные кожные покровы находятся в пределах 15-150 мг/кг. Применяется в качестве кишечного и контактного инсектицида для борьбы с саранчевыми и почвообитающими вредителями. Инсектицидная активность при хранении не снижается. В герметичной упаковке сохраняется практически неограниченное время.

·Дильдрин <#"justify">Действующее вещество - белые кристаллы с запахом нафталина. Температура плавления 172-1760С. Летучесть при 200С - 1х10-5 мг/м3. Отмечена довольно высокая летучесть дильдрина с обработанных участков, составляющая в первые 12 часов после обработки 650 г/га. В воде не растворим (0,005 мг/100 мл при 260С); хорошо растворяется в органических растворителях: ацетоне - 54 г/100 мл, бензоле - 75 г/100 мл, гексане - 7,7 г/100 мл при 260С). Химически и термически стабилен. Стоек к щелочам, слабым кислотам, свету. Не разлагается при продолжительном нагревании при температуре 250С. Выпускается в форме 1% -го дуста, 20% -го концентрата эмульсии, 50% -го смачивающегося порошка. Применяется в качестве инсектицида контактного и кишечного действия в составе протравителя семян. Является ядовитым сильнодействующим веществом с высокой кожной токсично-стью. В герметичной таре может сохранять свои свойства практически неограниченное вре-мя.

·Эндрин <#"justify">Белое кристаллическое вещество с температурой плавления 226-2300С (с разложением). Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Устойчив в кислых и щелочных средах. Эндрин более токсичен для человека и животных, чем альдрин и дильдрин, а также превосходит их по инсектицидной активности. ЛД50 для крыс - 7,5 - 17 мг/кг. Относится к I классу опасности. Выпускается в виде 20% -го эмульгирующегося концентрата, 50% -го смачивающегося порошка, 1-2% -го дуста, 1-5% -ных гранул. Используется для борьбы с клещами, а также как зооцид. Обладает высокой стабильностью при хранении.

·Мирекс <#"justify">Белое кристаллическое вещество с температурой плавления 4850С. Практически нерастворим в воде, умеренно в органических растворителях. В ксилоле при 250С растворяется 14,3%, в бензоле - 12,2%, в тетрахлориде углерода - 7,2%. Мирекс является среднетоксичным пестицидом (ЛД50 - 300-600 мг/кг), однако при однократном попадании в желудок или на кожу теплокровных животных обладает способностью к сверхкумуляции (коэффициент кумуляции менее 1), вызывая патологические изменения ряда систем организма. В объектах окружающей среды весьма персистентен. Главным продуктом превращения в почве является обладающий активными инсектицидными свойствами хлордекан. Применяется для борьбы с муравьями и другими вредителями сельскохозяйственных культур. В герметичной упаковке сохраняет свои свойства практически неограниченное время.

·Хлордан <#"justify">Представляет собой светло-желтое масло без запаха. Температура кипения - 1750С. Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Летучесть 2,2х10-5 мг/л. Выпускается в виде 50-70% -ных эмульгирующихся концентратов, 5-10% -ных гранул, 2-20% -ных растворов в керосине. Предназначен для борьбы с грызущими вредителями на ряде сельскохозяйственных культур как контактно-кишечный инсектицид. Среднетоксичен (ЛД50 для крыс 457-530 мг/кг). Обладает высокой хронической токсичностью и может вызывать отравления при систематическом воздействии в малых дозах. Отличается большой персистентностью в объектах окружающей среды. При воздействии на хлордан воды выделяется хлористый водород, сильно корродирующий металлы, что необходимо учитывать при хранении препарата. Допускается хранить лишь в таре со специальным антикоррозионным покрытием.

·Гептахлор <#"justify">Технический гептахлор - коричневая воскообразная масса, нерастворимая в воде и хорошо растворяющаяся в органических растворителях. Температура плавления технического продукта 46-740С, чистого действующего вещества 95-960С. Упругость пара 3х10-4 мм. рт. ст. при 250С. Наиболее летуч из всех применяемых пестицидов. Устойчив к действию влаги, температуре. В почве устойчив. Через год после внесения остаются 45%, через три года - 10% исходного количества. Выпускается в виде 22% -го концентрата эмульсии, дустов, смачивающегося порошка. Применяется для защиты сахарной свеклы, кукурузы и других культур от комплекса почвообитающих вредителей. Высокотоксичен: ЛД50 при введении в желудок для мышей и крыс 50-500 мг/кг, при нанесении на кожу для кроликов - более 2000 мг/кг, смертельная концентрация для крыс при 4-х часовой экспозиции - 150 мг/м2. Обладает резко выраженными кумулятивными свойствами, проявляет кожно-резорбтивное и канцерогенное действие. В организме животных окисляется с образованием эпоксида гептахлора, более токсичного, чем гептахлор. В железной таре без доступа воздуха может сохранять свои свойства практически неограниченное время.

·Гексахлорбензол <#"justify">Чистый препарат представляет собой белые пластинчатые кристаллы. Температуры плавления 2310С. Давление пара при 200С - 10,8х10-6 мм. рт. ст. Практически не растворяется в воде, этаноле, хорошо растворяется в органических растворителях. Устойчив к действию света, кислот, щелочей. Выпускается в виде 30% -го светло-серого порошка. Используется как протравитель сельскохозяйственных культур против возбудителей грибковых, бактериальных болезней. Препарат малотоксичен. ЛД50 для крыс - 10000 мг/кг. Обладает сильновыраженными кумулятивными свойствами (коэффициент кумуляции 1). Пороговая концентрация для кошек и кроликов - 9 мг/м3. Раздражает слизистые оболочки и кожу. В герметичной таре может сохранять свои свойства практически неограниченное время.

·ДДТ <#"justify">Белое кристаллическое вещество, температура плавления 108,5-1090С. Летучесть низкая; давление паров при 200С - 1,5х10-7 мм. рт. ст. Растворимость в воде 0,001 мг/л. Хорошо растворяется во многих органических растворителях: ароматических углеводородах и их галогенопроизводных, кетонах, сложных эфирах карбоновых кислот. Плохо растворим в алифатических и алициклических углеводородах (до 4%). Технический продукт содержит 75-76% действующего вещества. Выше температуры плавления подвергается дехлорированию с образованием дихлордифенилдихлорэтилена (ДДД). Реакция катализируется железом, хлоридами алюминия, УФ-светом, щелочными растворами. При однократном введении в желудок ДДТ обладает средней токсичностью: ЛД50 для крыс и мышей составляет 113-200 мг/кг. Обладает способностью вызывать сенсибилизацию организма на повторное воздействие. Оказывает местное раздражающее и кожнорезорбтивное действие. Кумулятивные свойства выражены резко. Коэффициент кумуляции 0,75. Человек гораздо чувствительнее к воздействию ДДТ, чем лабораторные животные. Токсическая доза при поступлении в желудок составляет 11-150 мг/кг. Чрезвычайно стойкое вещество, сохраняющее свои свойства в естественных условиях до 12 лет, в анаэробных условиях может разлагаться некоторыми видами микроорганизмов за 2-4 недели. Выпускается в виде дустов, смачивающихся порошков, минерально-масляной эмульсии, масляных растворов, аэрозолей и других препаративных форм. Применяется как контактный и системный инсектицид на многих сельскохозяйственных культурах, в лесном хозяйстве с вредителями, имеющими санитарное значение и так далее. В связи с высокой стойкостью и резко выраженными кумулятивными свойствами использование ДДТ в сельском хозяйстве многих стран запрещено или резко ограничено с условием строгого соблюдения регламентов. В герметичной таре можно хранить неограниченное время.

·Токсафен (полихлоркамфен, хлорфен, октафен).

Токсическим началом является хлорированный камфен (С10Н10Сl8), представляющий собой густую жидкость темно-коричневого цвета. Температура плавления 70-950С. Практически нерастворим в воде, хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. Летучесть при 250С - 4,3, при 380С - 8,6, при 900С - 50,3 мг/л. Разлагается в присутствии щелочей и при действии ультрафиолетового света. Выпускается в виде концентрата эмульсии, дустов.

Применяется как кишечно-контактный инсектицид на посевах свеклы, картофеля, гороха, хлопчатника и других культур. Обладает высокой токсичностью и способностью к накоплению в объектах окружающей среды. ЛД50 препарата при введении в желудок для мышей 45-80 мг/кг, при кожной аппликации для кроликов 250-1000 мг/кг. При воздействии малых доз возможно хроническое отравление.

В стальных бочках свойства препарата могут сохраняться практически неограниченное время.

Влияние на организм

Пестицид губительно действует на многих плотоядных, особенно птиц. Птицы <#"justify">1.Предотвращение возникновения СОЗ.

Первоочередные действия

Ниже сформулированы пять основных мероприятий, которые должны предшествовать ликвидации основных источников СОЗ:

·Разработка и утверждение законодательных актов, дающих гарантию того, что вся информация, касающаяся диоксинового загрязнения, будет открыта и общедоступна.

·До полной замены диоксиноопасных технологий, широкое применение фильтров и систем очистки, способных свести до минимума уровень диоксинов, выбрасываемых предприятиями в окружающую среду.

·Внедрение способов уничтожения и утилизации диоксиносодержащих отходов, исключающие переход диоксинов в окружающую среду.

·Составление полного перечня всех технологий и веществ, при производстве, использовании и переработке которых образуются диоксины. Особое внимание следует уделить тем технологиям и продуктам, которые связаны с поступлением в окружающую среду значительного количества диоксинов.

·Установление полного контроля за сбросами и выбросами диоксинов и диоксиноподобных веществ, проникающих в окружающую среду.

Уменьшение количества отходов

Если использовать меньше хлорсодержащих продуктов, то меньшее число диоксиносодержащих отходов будет подвергаться захоронению и термическому разложению.

·Cтарайтесь покупать молоко и напитки в стеклянных бутылках, а не в пакетах.

·по возможности используйте бумагу, изготовленную из вторичного сырья или без применения хлорного отбеливания, сдавайте макулатуру.

·Старайтесь не покупать моющие средства, краски и другие жидкости в упаковках из винилхлорида, откажитесь от использования хлорфенолов для консервации древесины.

·Используйте моющие средства, не содержащие хлорорганических веществ.

·Используйте краски, имеющие бесхлорную основу.

·Старайтесь пользоваться продукцией, изготовленной не из поливинилхлорида.

·Используйте бумажные обои, а не изготовленные из ПВХ, не используйте линолеум для покрытия полов.

·Старайтесь использовать меньше пластика, поскольку при его производстве, также как и при производстве ПВХ, не исключено использование хлора.

Список литературы

1. Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. - М.: КолосС, 2006. - 248 с. - ISBN 5-9532-0368-3 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/5953203683>

. Мельников, Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. - 712 с.

. Федоров, Л.А. Пестициды - токсический удар по биосфере и человеку / Л.А. Федоров, А.В. Яблоков. - М.: Наука, 1999.

. Белан, С.Р. Новые пестициды. Справочник / С.Р. Белан, А.Ф. Грапов, Г.М. Мельникова. - М.: Грааль, 2001.

. Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии. - М.: Наука, 1990. - С.214-217.

. Онищенко Г.Г., Покровский В.И. Профилактическая медицина и эпидемиология. - М.: Наука, 2010. - С.394-396.

. http://biochem. vsmu.edu.ua/biochem_common_u/toxycology. pdf <http://biochem.vsmu.edu.ua/biochem_common_u/toxycology.pdf>

. http://crowngold. narod.ru/articles/pop. htm <http://crowngold.narod.ru/articles/pop.htm>

. http://ru. wikipedia.org/wiki/%CF%E5%F1%F2%E8%F6%E8%E4%FB <http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E5%F1%F2%E8%F6%E8%E4%FB>

. Клюев Н.А. Эколого-аналитический контроль стойких химических загрязнителей в окружающей среде. Москва, 2000

. Худолей В.В. Токсикология диоксинов. Москва, 2000