Поліхлоровані біфеніли - студопедія
Поліхлоровані біфеніли (ПХБ) - це клас синтетичних хлорсодер-службовців поліциклічних сполук, що використовуються в якості інсектицидів. У США для цієї мети вони проводилися з 1929 по 1977 рік під промислової маркою «Арохлор». Крім того, ПХБ широко використовувалися при виробництві електроустаткування, зокрема, трансформаторів і підсилювачів (охолоджуючі рідини), а також в якості наповнювачів при виробництві барвників і пестицидів, мастильних матеріалів для турбін, гідравлічних систем, текстилю, паперу, флуоресцентних ламп, телевізійних приймачів і ін.
Таке широке використання ПХБ було обумовлено їх високою термо-стійкістю, хімічною стабільністю, діелектричними властивостями. У 70-і роки в лабораторних і натурних дослідженнях була встановлена висока небезпека цих речовин обумовлена здатністю персистувати в навколишньому середовищі і токсичністю для лабораторних тварин. У 1979 році виробництво речовин в США було заборонено.
На малюнку 7.1 представлена структура одного з представників галоген-лося біфенілів. Теоретично можливе існування 209 ізомерів речовини.
Малюнок 7.1 - Структура молекули ПХБ. Хлор може заміщати атоми водню при будь-якому атомі вуглецю. Представлена структура 3,5,3 *, 5 * -тетрахлорбіфеніла
При гострій дії речовини мають порівняно низькою токсичні-ністю. Залежно від будови ізомери і виду експериментальної тварини середня смертельна доза коливається в інтервалі від 0,5 до 11,3 г / кг. Хлор-заміщені біфеніли в мета- і параположении більш токсичні.
Токсікокінетіка. В організм ссавців і людини ПХБ можуть прони-кати через шкіру, легені і шлунково-кишковий тракт. На виробництві основний спосіб надходження речовин - через шкірні покриви, в той час як в повсякденному житті більшу кількість речовин надходить в організм із забрудненою їжею.
Потрапивши в кров, речовини швидко накопичуються в печінці і м'язах, звідки потім, перерозподіляються в жирову тканину. Коефіцієнт розподілу речовин в тканинах - мозок. печінку. жир - складає в середньому 1. 3,5. 81.
ПХБ метаболизируют в основному в печінці з утворенням гідро-ксілірованних фенольних сполук, через проміжний продукт - ареноксід. Можливо дегалогенірованіе з'єднань. Швидкість метаболізму залежить від струк-тури ізомери і виду експериментальної тварини, на якому вивчається процес. Собаки і гризуни метаболизируют ПХБ з більшою швидкістю, ніж примати. Їх введення в організм супроводжується посиленням метаболізму інших ксенобіотиків. Основні шляхи виведення: з жовчю в вміст кишечника і через нирки з сечею. Залежно від будови ізомерів період напіввиведення ПХБ з організму людини коливається від 6 -7 до 33 - 34 місяців.
Токсікодінамікі. Найбільшу небезпеку становлять підгострі і хро-нічних впливу ПХБ, які призводять до розвитку різноманітних ефектів: прогресивному падіння ваги, хлоракне, випадання волосся, набряків, інволюції тимуса і лімфоїдної тканини, гепатомегалії, пригнічення кісткового мозку, порушення репродуктивних функцій і т.д. Зміни імунного статусу не однозначні: відзначається як иммуносупрессивное, так і підвищення продуктивності лікарських ПХБ. У експери-мент частота інфекційних захворювань серед лабораторних тварин увеличи-ється. У тварин, які зазнали впливу токсикантів в пренатальному, неонатальному та постнатальному періоді розвиваються неврологічні знаки, про-є, головним чином, порушенням поведінки: схильністю до стереотип-ним «Манежній» рухам, гіпер- або гіпоактивності.
У людини найбільш достовірним проявом дії ПХБ є пато-логія шкірних покривів, і зокрема, хлоракне.
В умовах виробництва або при проживанні на зараженій місцевості, від-Відзначається несприятливі наслідки дії токсикантів на репродуктивні функції жінок і плід. Це проявляється передчасними пологами, зниженням ваги новонароджених, мікроцефалією, відставанням в розумовому і фізичному раз-вітіі дітей.
Отримано численні дані, що свідчать про мутагенну дію ПХБ. У дослідах на тваринах показана здатність речовин утворювати аддукти (аддукт - хімічна сполука AB, що утворюється в результаті взаємо-модействие з'єднань A і B, при якому не відбувається будь-якого відщеплення фрагментів; продукт приєднання молекул один до одного) з молекулами ДНК. Однак у людини цей вид токсичної дії не підтверджений. Хронічна дія ПХБ в експерименті проявляється збільшенням числа пухлин печінки. Показано також, що ці речовини можуть бути модифікаторами дії відомого-них канцерогенів, виступаючи в ролі промоторів або інгібіторів пухлинного росту. Так, в дослідах на тваринах доведено їх роль як промоторів гепатоцелюлярних пухлин і неопластичних змін, що розвиваються при дії N-нітро-заминов. Властивості промоторів у різних ізомерів ПХБ виражені тим сильніше,
чим більшою мірою вони здатні активувати цитохром Р-450-залежні оксидази, чутливі до 3-метілхолантрену.
Хлоровані бензоли (ХБ) - це група хімічних сполук, викорис-вуються в якості органічних розчинників, пестицидів, фунгіцидів, компо-нентов хімічного синтезу. Вони являють собою молекулу бензолу, в якій атоми водню заміщені 1 - 6 атомами хлору (рисунок 8.2)
Малюнок 7.2 - Структура молекули гексахлорбензолу
Як правило, впливу речовинами люди піддаються в виробничих умовах, проте останнім часом досить високу кількість речовин стали виявляти в навколишньому середовищі: повітрі, ґрунті, продуктах харчування, воді. Чим вище ступінь хлорування молекули, тим нижче розчинність в воді, летючість речовин.
Токсікокінетіка. Хлоровані бензоли - ліпофільні речовини і тому здатні до біоакумуляції в тканинах тварин і людини (хоча і в меншій степу-ні, ніж інші хлоровані ароматичні вуглеводні).
У дослідах на тваринах показано, що речовини, що потрапили в організм Метабо-лизируют в печінці за участю цитохром-Р-450-залежних оксидаз до хлорують-ванних фенолів, через стадію ареноксідов. Частина ксенобиотика, який потрапив в орга-нізм, зв'язується з клітинними білками і піддається перетворенню шляхом Дега-генірованія молекули. Метаболізм речовин в організмі людини практи-но не вивчений. У осіб, які зазнали впливу ХБ, метаболіти визначалися в крові, жирової тканини, сечі, видихуваному повітрі.
Хлоровані феноли виділяються з сечею та калом в основному у формі серусодержащих кон'югатів. Швидкість елімінації низька. Вважають, що ХБ можуть депонуватися в тканинах людини на період до 15 років (Burton, Bennett, 1987).
Токсікодінамікі. Основним проявом гострого токсичного дії ХБ є porphyria cutanea tarda. Цей ефект, зокрема, розвинувся в осіб, употре-били в їжу зерно, оброблене гексахлобензолом (Туреччина, 1950).
Дані про інші прояви ураження ХБ нечисленні і суперечливі.
Повідомляється, що в осіб, які зазнали гострого впливу 1,2-дихлорбензола, розвинулися занепокоєнь, головний біль, відчуття слабкості, нудота, подразнення очей і слизових дихальних шляхів. У обстежених виявлено підвищення числа хромосомних аберацій в лейкоцитах периферичної крові (8,9% проти 2% в контролі).
Дослідження на тваринах свідчать про здатність речовин (гекса-хлобензола, дихлорбензола) викликати карциному печінки, нирок і аденому пара-щитовидної залози. Дослідження на генотоксичность речовин дають негативні-вих результат. Не вдалося об'єктивних даних про канцерогенність ХБ для людини.
Лекція 8 - Характеристика важких металів, як небезпечних для людини екотоксікантов
Кадмій (Cd) являє собою сріблястий, кристалічний метал, напо-минали цинк. Валентність кадмію в його кисневих з'єднаннях: +1, +2. Найчастіше метал утворює двовалентні з'єднання, включаючи оксиди, гідроксиди, сульфіди, селеніди, теллуріди, галліди. У водних розчинах утворює з галлідамі комплексні аніони.
Метал широко розповсюджений у навколишньому середовищі. Він зустрічається в природі у формі рідкісних мінералів гринокіт (CdS) і Отава (CdCO4). Обидва з'єднання виявляються в цинкових і цинково-свинцевих рудах. Споживання кадмію і забруднення їм грунту, води і повітря в результаті виробничої діяльності неухильно зростає. Джерелами більшості антропогенних забруднень є: викид кадмію в стічні води, виробництво і використання фосфатних добрив, спалювання відходів, вугілля бензину і т.д. Однак найбільше в окру-колишнього середовища кадмій надходить у вигляді побічного продукту при виплавці та елект-ролітіческой очищенні цинку.
До виробництв і процесів, небезпечним в плані впливу кадмію, відно-сятся:
1. Виробництво (виплавка) кадмію.
2. Виплавка цинку і свинцю.
3. Електроанодірованіе металів.
4. Виготовлення кадмиево-нікіліевий батарей.
5. Переплавка анодируваних кадмієм металів.
6. Виробництво сплавів (з міддю, сріблом).
7. Виробництво стабілізаторів пластмас.
8. Виробництво барвників.
9. Ювелірне виробництво.
10. Електронна промисловість.
Кадмій належить до високотоксичних металів. Він діє на самі різні органи і системи. Метал має дуже високу кумулятивної спосіб-ністю. Пари кадмію, утворені при плавленні, є надзвичайно небезпечними і являють собою основну причину гострих смертельних інтоксикацій метал-лами. Встановлені і підозрювані ефекти кадмію (від гіпертонії до Канц-рогенеза) поряд з його широким і все зростаючим використанням і накопиченням в навколишньому середовищі змушують припустити, що цей метал представляє найвищу загрозу людству, як екополлютант.
рівня зараження повітря концентрацію 10 мкг / м 3.
Інгаляція - інший важливий шлях надходження кадмію в організм. Середня кон-центрація кадмію в повітрі в різних регіонах неоднакова: в сільській местноси-ти - 1-6 нг / м 3. в містах - 5-60 нг / м 3. індустріальних регіонах - 20-700 нг / м 3. Щоденне надходження кадмію з повітрям коливається в інтервалі від 0,02 мкг / сут до 2 мкг / добу. Таким чином, навіть в сильно забрудненій місцевості їжа і вода - основні джерела ураження населення кадмієм.
Додаткове джерело надходження кадмію в організм - куріння. Справа в тому, що тютюн активно акумулює кадмій, що міститься в забрудненому ґрунті. Встановлено, що курець щодня викурює пачку сигарет, додат-ково інгалірует близько 2 мкг Сd / добу.
Абсорбція кадмію в першу чергу залежить від шляху надходження, а потім вже від будови сполуки. Більшість солей кадмію погано абсорбуються в желу-дочно-кишковому тракті. За розрахунками лише близько 5% речовини, яка потрапила в желу-дочно-кишковий тракт, всмоктується в кров, хоча ряд факторів, таких як характер їжі і залізодефіцитна анемія, можуть посилювати надходження речовини. Час проходження металу по шлунково-кишковому тракту досить довго, ймовірно, внаслідок захоплення його клітинами слизової оболонки.
Абсорбція в дихальній системі проходить досить повно. Залежно від ступеня розчинності в воді інгалірованних з'єднань всмоктується до 90% речовини проник в глибокі відділи дихальної системи.
Поступив в кров кадмій швидко зв'язується еритроцитами і альбумінами плазми. Зв'язавшись з плазмою метал швидко переходить в різні тканини і органи, переважно печінку і нирки (до 50% надійшов в організм Сd).
Кадмій дуже повільно виводиться з організму. Період його напіввиведення з організму людини становить за сучасними оцінками 25-30 років. Спочатку Сd в незміненому стані виділяється через нирки. Однак після розвитку нефропатії відбувається значне збільшення виведення елемента з сечею в комплексі з металлотіонеіном.
Приблизно 95% Сd, який потрапив в шлунково-кишковий тракт, виділяється з
калом в силу поганої всмоктуваності металу.
Токсікодінамікі. Кадмій та його сполуки представляють реальну небез-ність, як при гострому, так і хронічному впливі.
Гостра інтоксикація може розвинутися як при інгаляційному, так і Алім-тарному надходженні кадмію в організм. Однак для цього потрібні чималі висо-кі дози і концентрації. Так, для щурів ЛД50 при внутрішньошлунковому введенні CdO дорівнює 72 мг / кг. CdSO3 - 88 мг / кг. CdCl2 - 94 мг / кг. CdSO4, - 2425 мг / кг. При вдиханні протягом півгодини щурами аерозолю CdO. утворюється при спалюванні кадмію на полум'я електричної дуги, ЛК50 становить 45 мг / м 3.
Хронічне ураження людей зараженої кадмієм водою, яку викорис-поклику для іригації рисових полів, виявлялося, зокрема, у формі хвороби «Ітай-ітай» (Японія).
Прояви хронічного впливу кадмію найвиразніше простежити-ються з боку дихальної системи і нирок. Ураження легень виникає виключно при інгаляційному способі впливу, в той час як нирки стра-дають під час вступу кадмію в організм усіма можливими способами.
Іншими ефектами хронічного дії металу є ураження опор-но-рухового апарату, порушення функцій серцево-судинної системи. Тривале введення металу експериментальним тваринам (щури) сопровож-дається некрозом нервових клітин чутливих гангліїв і аксональной Деген-рацією і демиелинизацией периферичних нервових стовбурів.
Імуносупресивну дію кадмію може бути причиною канцерогенезу, зустрічається у працівників, що контактують з металом.
Тератогенну дію кадмію виявляється в дослідах на тваринах. У людини тератогенну дію кадмію не з'являлися.