Диоксины
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.
(1,4)dioxine_200.svg){kind=link}
Диокси́ны — тривиальное название полихлорпроизводных дибензодиоксина. Название происходит от сокращённого названия наиболее токсичного тетрахлорпроизводного — 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина; соединения с другими заместителями — галогенидами — также относятся к диоксинам. Являются кумулятивными ядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков, обладают ярко выраженным канцерогенным действием.
Номенклатура
Полное химическое название самого токсичного представителя — 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина — довольно длинное, поэтому часто используют сокращения. К таким сокращениям относятся: 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин, 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин, 2,3,7,8-ТХДД.
Общая характеристика
Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10−6 г на 1 кг живого веса, что существенно (на несколько порядков) меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана, зарина и табуна (порядка 10−3 г/кг).
Токсикология
Механизм действия
Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы (например, AHR) живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Диоксины, подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на 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 СПИД’а»Шаблон:Нет АИ.
Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
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<ref>ГН 1.1.725—98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» Шаблон:Wayback</ref> и с грудным молоком они передаются плоду и ребёнку.
Острая токсичность
Для 2,3,7,8-ТХДД:
- Доза, раздражающая кожу — 0,3 микрограмма на килограмм веса<ref name="XuM">В. И. Емельянов. // Химическая энциклопедия</ref>.
- LD50 — 70 мкг/кг для обезьян, перорально<ref name="XuM"/>.
Во многих журналистских статьях утверждается: «Соединение 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин или (TCDD),— самое смертоносное из 75 известных диоксинов. Как яд оно в 150 000 раз сильнее цианида». Это утверждение взято из книги рекордов Гиннесса и основано на некорректном сравнении минимальных летальных доз для морских свинок.
Для диоксинов и диоксиноподобных веществ различного строения был введён «диоксиновый индекс», который является сравнительной токсичностью описываемого диоксина с самым известным 2,3,7,8-ТХДД. Обычно диоксиновый индекс меньше единицы, хотя есть соединения со сравнимой и даже более высокой токсичностью.
Предельные нормативы концентрации
| Среда | Ед.изм. | США | Германия | Италия | СССР<ref>Постановление Министерства здравоохранения СССР «О гигиеническом нормировании диоксинов в воде и продуктах питания» от 5.05.1991 № 142-9/105 — [1]</ref>/Россия |
|---|---|---|---|---|---|
| Атмосферный воздух населённых мест<ref>Роспотребнадзор: ГН 1.1.725—98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека». Шаблон:Cite web</ref> | пг/м³ | 0,02 | - | 0,04 | 0,5 |
| Воздух рабочих помещений | пг/м³ | 0,13 | - | 0,12 | - |
| Вода | пг/л | 0,013 | 0,01 | 0,05 | 1<ref>Гигиенические нормативы (ГН) № 2.1.5.2280-07 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Дополнения и изменения № 1</ref> |
| Почва сельскохозяйственных угодий | нг/кг | 27 | 5 | 10 | - |
| Почва, не используемая в сельском хозяйстве | нг/кг | 1000 | - | 50 | - |
| Пищевые продукты | нг/кг | 0,001 | - | - | - |
| Молоко (пересчёт на жир) | нг/кг | - | 1,4 | - | 5,2 |
| Рыба (пересчёт на жир) | нг/кг | - | - | - | 88 |
Источники диоксинов
Шаблон:Нет ссылок в разделе 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).
Так, например, производство 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты включает последовательные стадии гидролиза тетрахлорбензола в метанольном растворе щёлочью с получением 2, 4, 5-трихлорфенолята натрия и последующее алкилирование 2,4,5-трихлорфенолята натрия хлоруксусной кислотой; 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин образуется на обеих стадиях при самоконденсации 2,4,5-трихлорфенолята натрия:
В частности, во время войны во Вьетнаме с 1961 по 1971 годы в рамках программы по уничтожению растительности «Ranch Hand» в качестве дефолианта применялся Agent Orange — смесь 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-T), содержащая примеси полихлорбензодиоксинов. В результате из-за воздействия диоксинов пострадало значительное число как вьетнамцев, так и солдат, контактировавших с Agent Orange.
Диоксины также образуются как нежелательные примеси в результате различных химических реакций при высоких температурах 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 распространённого 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.
Физические и химические свойства
Для 2,3,7,8-ТХДД: Химическая формула C12H4Cl4O2, Молярная масса 321,98; Температура плавления 320—325 °C (не разлагается при температурах до 750 °C); растворимость в воде около 0,001 %, в ацетоне - 0,2%, в ароматических углеводородах до 15%<ref>Шаблон:Книга</ref>
Аномально высокие токсические 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 10 лет<ref name="XuM"/>.
- Попадая в организм человека или животных, накапливаются в жировой ткани и очень медленно разлагаются и выводятся из организма (период полураспада в организме человека составляет от 7 до 11 лет).
- Нейтрализуется в лабораторных условиях методами дехлорирования, например, нафтолятом натрия<ref name="XuM" />.
Исследования
В настоящее время идёт поиск генетической модификации некоторых видов бактерий с целью улучшить их способности к поглощению диоксинов<ref>Заметка о бактерии, уничтожающей диоксины (архивная версия за 04/11/09); оригинал исследования из статьи</ref>.
Также в настоящее время для определения содержания диоксинов применяют хромато-масс-спектрометрию и анализ с помощью биотестов (CALUX).
Катастрофа в Севезо
Взрыв 11 июля 1976 года в итальянском городе Севезо на химическом заводе швейцарской фирмы ICMESA привёл к выбросу облака диоксина в атмосферу. Облако повисло над промышленным пригородом, а затем яд стал оседать на дома и сады. У тысяч людей начались приступы тошноты, ослабло зрение, развивалась болезнь глаз, при которой очертания предметов казались расплывчатыми и зыбкими. Трагические последствия случившегося начали проявляться через 3—4 дня. К 14 июля амбулатории Севезо переполнили заболевшие люди. Среди них было много детей, страдающих от сыпи и гноящихся нарывов. Они жаловались на боли в спине, слабость и тупые головные боли. Пациенты рассказывали докторам, что животные и птицы в их дворах и садах начали внезапно умирать. На протяжении нескольких лет после аварии в районах вокруг фабрики наблюдалось резкое увеличение врождённых аномалий у новорождённых, в том числе spina bifida (расщепление позвоночника, открытый спинной мозг). Подобные аномалии были зафиксированы у вьетнамцев и потомства американских ветеранов войны во Вьетнаме из-за воздействия дефолианта Agent Orange.
Катастрофа в Уфе
В 1989—1990 гг. в российском городе Уфа на химическом заводе Уфахимпром произошла масштабная утечка фенола в речку Шугуровка, впадающую в более крупную реку Уфу, являющуюся источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Уфы<ref name="yt-VGZqrm5uONk">Шаблон:YouTube. Сортировочная</ref>. Взаимодействие фенола с хлором, использующимся для обеззараживания воды, приводит к образованию диоксинов. Согласно Постановлению Президиума Верховного Совета Республики Башкортостан от 12 мая 1992 г. № 6-3/86 «О загрязнении водопроводной питьевой воды в городе Уфе диоксинами»<ref>Шаблон:Cite web</ref>, содержание диоксинов в уфимской питьевой воде на апрель 1992 года превышало допустимые нормы от 2 до 25 раз. В Постановлении отмечается, что диоксиновое загрязнение представляет постоянную опасность для здоровья уфимцев и что состояние водозаборных сооружений Уфы не позволяет защитить питьевую воду от токсинов. Также отмечается отсутствие адекватного контроля ни за предприятиями-загрязнителями (в первую очередь заводом «Химпром», бессистемно сбрасывавшего токсичные хлорфенольные отходы на городскую свалку), ни за качеством питьевой воды в городе.
До сих пор не проведена санация. Специалисты утверждают, что на территории обанкротившегося «Уфахимпрома» находится самый большой в мире объем диоксина и диоксинсодержащих — около двух тонн — загрязнивших грунт на глубину до 20 м на площади в 143 га.<ref>Шаблон:Cite web</ref><ref>Шаблон:Cite web</ref> Для сравнения, в Севезо произошел выброс около 34 кг ТХДД,<ref>Шаблон:Статья</ref> а за всё время войны во Вьетнаме было сброшено около 366 кг ТХДД.<ref>Шаблон:Статья</ref>
Пробы, взятые НИИ БЖД в 2008 году, показали превышение нормы по содержанию диоксина в почве на территории Уфахимпрома в 44 раза.<ref name="автоссылка1">Шаблон:Cite web</ref> Завод расположен выше основного в Уфе южного водозабора, однако систематические данные по мониторингу уровня диоксинов в питьевой воде до сих пор не публикуются. В 2021 году Курултай Республики Башкортостан поставил задачу наладить мониторинг содержания диоксинов в уфимской воде.<ref name="автоссылка1" /> Руководство республики также заявило о намерении начать рекультивацию территории заброшенного завода Уфахимпром до 2024 года.
Диоксиноподобные соединения
Существует ряд хлорированных соединений, обладающих действием, сходным с диоксином. К таким веществам относятся:
- галогенированные бифенилы
- галогенированные дибензофураны
- галогенированные азобензолы
- галогенированные нафталины
- галогенированные бифенилены
- бромированные дибензодиоксины
- галогенированные дибензо-краун-эфиры
Примечания
Литература
- Ившин В. П., Полушин Р. В. Диоксины и диоксиноподобные соединения. — Йошкар-Ола, 2004