Влияние диоксинов на организм человека

Введение 

     В последние четверть  века  к  обширному  перечню  экологических  бед, угрожающих цивилизации, добавилась ещё  одна  –  опасность  общепланетарного отравления среды нашего обитания диоксином и родственными соединениями.

     Диоксин  и многочисленная  группа  диоксиноподобных  веществ –   это чужеродные живым организмам вещества (ксенобиотики), поступающие в  живую  и неживую природу с  продукцией  или  отходами  многочисленных  технологий.  В отличие  от  множества  других  ксенобиотиков,   например   хлорорганических пестицидов, диоксины никогда не  являлись  целевой продукцией  человеческой деятельности,  а  лишь  сопутствовали  ей  в  виде  микропримесей.   Поэтому негативное воздействие микропримесей диоксинов на живое вещество планеты на фоне  действия  тысяч  и  миллионов  других  техногенных   выбросов   многие десятилетия оставались незамеченными. Однако именно микропримеси  диоксинов, характеризующихся   комплексом   необычных   физико-химических   свойств   и уникальной биологической  активностью,  могут   стать  одним  из  источников опаснейшего долговременного заражения биосферы. И эта опасность  несравненно более серьезна, чем заражение природы многими другими  веществами,  например хлорорганическими пестицидами.

     Обнаружение у женщин ряда европейских стран  диоксинов в грудном молоке побудило ВОЗ организовать специальный комитет по диоксинам,  который провёл ряд исследований, посвященных распространению данных  веществ  в  окружающей среде. Полученные результаты  были  неутешительными  и  позволили  прийти  к выводу  о  широкомасштабном распространении  диоксинов  и диоксиноподобных веществ с постепенным и постоянным их накоплением в биологических системах.

     Диоксин и родственные соединения  непрерывно  и во  всё возрастающих масштабах генерируются цивилизацией в последние полвека,  выбрасываются в природную среду и накапливаются в ней. Этот процесс  не  знает  ни  пределов насыщения, ни национальных границ. В настоящее время  ситуация  такова,  что концентрация диоксинов в гидросфере и литосфере может достичь критических значений и поражение живого вещества может принять необратимый характер. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Экологическая опасность диоксинов 

     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.

В широком  смысле химики трактуют диоксины как оксиды веществ, образующиеся во время различных технологических процессов, обычно связанных с высокими температурами и в присутствии хлора. Основные причины эмиссии диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространенного поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов. Другой источник опасности – целлюлозно-бумажная промышленность. Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ. К примеру, производство и применение 1 млн тонн хлорной продукции дает не менее 1 тонны диоксинов.

     Сильные выбросы их происходят при сжигании твердых бытовых отходов. Одна печь подобного назначения в течение  года выбрасывает от 1 до 100 г диоксинов, основное количество которых выделяется с газами. Объемы выбросов загрязнителя возрастают при наличии в уничтожаемом мусоре поливинила (ПВ) и других полимеров, органических и неорганических соединений хлора. Поэтому новая стратегия борьбы с загрязнением среды диоксинами основана на сборе отдельных компонентов мусора с выделением уничтожаемых частей, вторичного сырья и пищевых отходов – для получения компостов и биогумуса. Выбросы диоксинов происходят также при сжигании моторных топлив и разнообразных материалов, содержащих в качестве присадок, пластификаторов и добавок хлор- или броморганические вещества.

     Диоксины тяжелее воздуха, а значит, оседают на почве и попадают в легкие и желудки с пылью или пищей.

     В дикой природе диоксины не образуются.

     Диоксины образуются в качестве побочного продукта при производстве гербицидов хлорфенольного ряда (прежде всего, производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислот, а также их эфиров).

     Аномально высокие токсичные свойства диоксинов связаны со строением этих соединений, с их специфическими химическими и физическими свойствами:

• практически не растворимы в воде;

• до температуры 900°C на диоксины не действует термическая обработка;

• период их полураспада в окружающей среде приблизительно 1 год;

• попадая в организм человека или животных, накапливаются в жировой ткани и очень медленно разлагаются и выводятся из организма (период полувыведения из организма человека составляет до 30 лет).

• нейтрализуется в лабораторных условиях методами дехлорирования, например, нафтолятом натрия.

     Также причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции. Диоксины, подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИДа».

     В пораженном организме происходит, с  одной стороны, разрушение ионов, нейромедиаторов, витаминов, метаболитов и лекарств, с другой – биоактивизация предшественников мутагенов, канцерогенов, нейротоксических ядов, а также превращение в высокотоксичные производные множества сравнительно безопасных синтетических и природных соединений.

     Недавние  исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей.

     Диоксин относится к типу ядов, накапливающихся в клетке и тканях организма. Поэтому каждая последующая его порция быстрее поглощается организмом, вызывая еще более сильные токсические эффекты. Следовательно, диоксин крайне опасен при хроническом отравлении малыми дозами. Более того, этот яд особенно сильно поражает генофонд популяций аэробных организмов, разрушая механизмы адаптации и защиты от воздействия высшей среды.

     Диоксин, попадая в почву, где находятся другие, менее токсические элементы, ядовитые продукты, отличающиеся быстрым распадом и т.п., воздействует на экосистемы, и этот процесс приобретает лавинообразный характер. Возникает беспрецедентная ситуация, когда одно биологически активное вещество образует бесчисленное множество синергических пар с разнообразными органическими и неорганическими соединениями, обладающих различными механизмами действия на организм. Особенно опасен этот яд длительным периодом скрытого действия. К тому же, очень сложно определить признаки поражения диоксином: они зависят от дозы, возрастных особенностей организма и его состояния.

     В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов – с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов – с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.

     В настоящее время идёт поиск генетической модификации некоторых видов  бактерий с целью улучшить их способности  к поглощению диоксинов.

     Также в настоящее время для определения  содержания диоксинов применяют хромато-масс-спектрометрию и анализ с помощью биотестов (CALUX).

     Впервые об опасности диоксинов широко заговорили в 1971 г. в США. Один предприимчивый гражданин решил опрыскать свой ипподром отходами с ближайшего химического завода, чтобы не росла трава до скачек. Вместе с травкой умерли птички, лошади, а людей пришлось госпитализировать с острыми отравлениями. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 Источники диоксинов 

     Источники возникновения и пути проникновения  их  в  живую  и  неживую природу весьма разнообразны.

     Серьезных доказательств накопления каких-либо  существенных  количеств этих ксенобиотиков в донных отложениях рек и озёр,  образовавшихся  до  1940 г.,  т.е.  до  начала  масштабного   производства   гербицидов   на   основе феноксиуксусных кислот, не найдено. Не обнаружено и серьёзных  доказательств биогенного   образования   диоксинов   III-VI   или   их    предшественников непосредственно в живой природе.

     В настоящее время считается  строго  доказанным,  что  диоксины  имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью  ни  одной из существующих технологий. Их  появление  в  окружающей  среде  обусловлено развитием разнообразных технологий, главным образом в  послевоенный  период, и в основном  связано  с  производством  и  использованием  хлорорганических соединений  и  утилизацией  их  отходов.  Во  всяком  случае,  ни  в  тканях эскимосов,  замёрзших  400  лет  назад,  ни  в  тканях  чилийских  индейцев, мумифицированных 2800 лет назад, диоксины  не  обнаружены  даже  в следовых количествах.