Стойкие органические загрязнители (СОЗ ), иногда известные как «навсегда химические вещества "- органические соединения, устойчивые к разложению в окружающей среде посредством химических, биологических и фотолитических процессов.. Из-за своей стойкости СОЗ биоаккумулируются с потенциально неблагоприятным воздействием на здоровье человека и окружающую среду. Влияние СОЗ на здоровье человека и окружающую среду обсуждалось международным сообществом с целью ликвидации или серьезного ограничения их производства на Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях в 2001 году.
Многие СОЗ в настоящее время или использовались в прошлом в качестве пестицидов, растворителей, фармацевтических препаратов и промышленных химикатов. Хотя некоторые СОЗ возникают естественным путем (например, из вулканов), большинство из них создается человеком в результате полного синтеза.
Содержание
- 1 Последствия стойкости
- 1.1 Перенос на большие расстояния
- 1.2 Биоаккумуляция
- 2 Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях
- 2.1 Соединения в списке Стокгольмской конвенции
- 2.2 Новые СОЗ в списке Стокгольмской конвенции
- 3 Воздействие на здоровье
- 3.1 Эндокринные нарушения
- 3.2 Репродуктивная система
- 3.2. 1 Прибавка в весе во время беременности и окружность головы новорожденного
- 3.3 Аддитивные и синергетические эффекты
- 4 В городских условиях и в помещении
- 5 Контроль и удаление в окружающей среде
- 6 См. Также
- 7 Ссылки
- 8 Внешние ссылки
Последствия стойкости
СОЗ обычно представляют собой галогенированные органические соединения (см. Списки ниже) и, как таковые, обладают высокой растворимостью в липидах. По этой причине они биоаккумулируются в жировых тканях. Галогенированные соединения также демонстрируют высокую стабильность, отражающую инертность связей C-Cl по отношению к гидролизу и фотолитическому разложению. Стабильность и липофильность органических соединений часто коррелируют с содержанием в них галогенов, поэтому полигалогенированные органические соединения вызывают особую озабоченность. Они оказывают негативное воздействие на окружающую среду посредством двух процессов: переноса на большие расстояния, который позволяет им перемещаться далеко от источника, и биоаккумуляции, которая повторно концентрирует эти химические соединения до потенциально опасных уровней. Соединения, входящие в состав СОЗ, также классифицируются как СБТ (Pстойкие, B накапливающиеся и T токсичные) или TOMP (T токсичные O rganic M icro P ollutants).
Перенос на большие расстояния
СОЗ попадают в газовую фазу при определенных температурах окружающей среды и улетучиваются из почв, растительность и водоемы в атмосферу, сопротивляясь реакциям разложения в воздухе, преодолевая большие расстояния перед повторным осаждением. Это приводит к накоплению СОЗ в районах, далеких от того, где они использовались или выбрасывались, особенно в местах, где СОЗ никогда не попадали, например, Антарктида и Полярный круг. СОЗ могут присутствовать в атмосфере в виде паров или связываться с поверхностью твердых частиц (аэрозоли ). Определяющим фактором для переноса на большие расстояния является доля СОЗ, адсорбируемая аэрозолями. В адсорбированной форме он - в отличие от газовой фазы - защищен от фотоокисления, т.е. прямого фотолиза, а также от окисления радикалами OH или озоном.
СОЗ имеют низкую растворимость в воде, но легко захватываются твердыми частицами и растворимы в органических жидкостях (масла, жиры и жидкое топливо ). СОЗ с трудом разлагаются в окружающей среде из-за их стабильности и низких скоростей разложения . Из-за этой способности к переносу на большие расстояния загрязнение окружающей среды СОЗ является обширным, даже в тех областях, где СОЗ никогда не использовались, и останется в этой среде спустя годы после введения ограничений из-за их устойчивости к разложению.
Биоаккумуляция
Биоаккумуляция СОЗ обычно связана с высокой липидной растворимостью и способностью соединений накапливаться в жировых тканях живых организмов в течение длительных периодов времени. Стойкие химические вещества обычно имеют более высокие концентрации и выводятся медленнее. Накопление в пище или биоаккумуляция - еще одна отличительная черта СОЗ, поскольку СОЗ продвигаются вверх по пищевой цепи, их концентрация увеличивается по мере того, как они обрабатываются и метаболизируются в определенных тканях организмов. Естественная способность животных желудочно-кишечного тракта концентрировать поглощаемые химикаты, наряду с плохо метаболизируемыми и гидрофобными природой СОЗ, делает такие соединения очень восприимчивыми к биоаккумуляции. Таким образом, СОЗ не только сохраняются в окружающей среде, но и, попадая в организм животных, они биоаккумулируются, повышая их концентрацию и токсичность в окружающей среде. Биоаккумуляция и перенос на большие расстояния являются причиной того, что СОЗ могут накапливаться в таких организмах, как киты, даже в отдаленных районах, таких как Антарктида.
Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях
Государства-участники Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях
Стокгольмская конвенция была принята и внедрена в жизнь Программой ООН по окружающей среде ( ЮНЕП) 22 мая 2001 г. ЮНЕП решила, что в будущем регулирование СОЗ необходимо рассматривать в глобальном масштабе. Заявленная цель соглашения - «защитить здоровье человека и окружающую среду от стойких органических загрязнителей». По состоянию на 2014 год 179 стран соблюдают Стокгольмскую конвенцию. Конвенция и ее участники признали потенциальную токсичность СОЗ для человека и окружающей среды. Они признают, что СОЗ обладают способностью к переносу на большие расстояния, биоаккумуляции и биомагнификации. Конвенция стремится изучить, а затем судить, можно ли отнести ряд химикатов, которые были разработаны с достижениями в области технологий и науки, к категории СОЗ. На первом совещании в 2001 году был составлен предварительный список, названный «грязной дюжиной», химических веществ, которые классифицируются как СОЗ. По состоянию на 2014 год Соединенные Штаты Америки подписали Стокгольмскую конвенцию, но не ратифицировали ее. Есть несколько других стран, которые не ратифицировали конвенцию, но большинство стран мира ратифицировали ее.
Соединения в списке Стокгольмской конвенции
В мае 1995 года Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде Управляющий совет исследовал СОЗ. Первоначально Конвенция признала только двенадцать СОЗ за их вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду, установив глобальный запрет на эти особо вредные и токсичные соединения и требуя от своих сторон принимать меры по устранению или сокращению выбросов СОЗ в окружающую среду.
- Альдрин, инсектицид, используемый в почвах для уничтожения термитов, кузнечиков, кукурузных корневых червей и других. убивать птиц, рыб и людей. Люди в первую очередь подвергаются воздействию альдрина через молочные продукты и мясо животных.
- Хлордан, инсектицид, используемый для борьбы с термитами и на ряде сельскохозяйственных культур, как известно, смертельно опасен для различных видов птиц, включая утка-кряква, боб-белый перепел и розовая креветка; это химическое вещество, которое остается в почве с периодом полураспада , равным одному году. Постулируется, что хлордан влияет на иммунную систему человека и классифицируется как возможный канцероген для человека . Загрязнение воздуха хлорданом считается основным путем гуманного воздействия.
- Дильдрин, пестицид, используемый для борьбы с термитами, вредителями текстиля, болезнями, переносимыми насекомыми, и насекомыми, живущими на сельскохозяйственных почвах. В почве и насекомых альдрин может окисляться, что приводит к быстрому превращению в дильдрин. Период полураспада Дильдрина составляет примерно пять лет. Дильдрин очень токсичен для рыб и других водных животных, особенно лягушек, у эмбрионов которых может развиться деформация позвоночника после воздействия низких доз. Дильдрин связывают с болезнью Паркинсона, раком груди и классифицируют как иммунотоксичный, нейротоксичный, обладающий способностью разрушать эндокринную систему. Остатки дильдрина были обнаружены в воздухе, воде, почве, рыбе, птицах и млекопитающих. Воздействие дильдрина на человека происходит главным образом с пищей.
- Эндрин, инсектицид, распыляемый на листья сельскохозяйственных культур и используемый для борьбы с грызунами. Животные могут метаболизировать эндрин, поэтому накопление жировой ткани не является проблемой, однако химическое вещество имеет длительный период полураспада в почве - до 12 лет. Эндрин очень токсичен для водных животных и человека как нейротоксин. Воздействие на человека происходит главным образом через пищевые продукты.
- Гептахлор, пестицид, который в основном используется для уничтожения почвенных насекомых и термитов, а также насекомых хлопка, кузнечиков, других вредителей сельскохозяйственных культур и переносчиков малярии комары. Гептахлор даже в очень низких дозах был связан с сокращением популяций нескольких диких птиц - канадских казарок и американских пустельг. Лабораторные испытания показали, что высокие дозы гептахлора смертельны, с неблагоприятными изменениями поведения и снижением репродуктивного успеха при низких дозах, и классифицируются как возможные канцерогены для человека. Воздействие на человека в первую очередь происходит через пищу.
- Гексахлорбензол (ГХБ ) был впервые введен в 1945–59 для обработки семян, поскольку он может убить грибок на пищевых культурах. Потребление обработанного ГХБ семенного зерна связано с поражением светочувствительной кожи, коликами, истощением и нарушением обмена веществ, называемым порфирия турсика, которое может быть летальным. Матери, которые передают ГХБ своим младенцам через плаценту и грудное молоко, имели ограниченный репродуктивный успех, включая младенческую смерть. Воздействие на человека в основном происходит через пищу.
- Мирекс, инсектицид, используемый против муравьев и термитов, или антипирен в пластмассах, резине и электротоварах. Мирекс - один из самых стабильных и стойких пестицидов с периодом полураспада до 10 лет. Мирекс токсичен для нескольких видов растений, рыб и ракообразных, с предполагаемой канцерогенной способностью для человека. Люди подвергаются воздействию в основном через мясо животных, рыбу и дичь.
- Токсафен, инсектицид, используемый для обработки хлопка, зерновых, зерновых, фруктов, орехов и овощей, а также для борьбы с клещами и клещами в животноводстве. Широко распространенное использование токсафена в США и его химическая стойкость с периодом полураспада в почве до 12 лет приводят к остаточному токсафену в окружающей среде. Токсафен очень токсичен для рыб, вызывает резкую потерю веса и снижает жизнеспособность яиц. Воздействие на человека в основном происходит через пищу. Хотя токсичность для человека при прямом воздействии токсафена низка, соединение классифицируется как возможный канцероген для человека.
- Полихлорированные бифенилы (ПХБ), используемые в качестве теплоносителей, в электрические трансформаторы и конденсаторы, а также в качестве добавок в красках, безуглеродистой копировальной бумаге и пластмассах. Стойкость зависит от степени галогенирования, расчетный период полураспада составляет 10 лет. ПХБ токсичны для рыб в высоких дозах и связаны с нерестом при низких дозах. Воздействие на человека происходит через пищу и связано с репродуктивной недостаточностью и подавлением иммунитета. Непосредственные эффекты воздействия ПХБ включают пигментацию ногтей и слизистых оболочек и отек век, а также усталость, тошноту и рвоту. Эффект передается из поколения в поколение, поскольку химическое вещество может сохраняться в организме матери до 7 лет, что приводит к задержкам в развитии и проблемам с поведением у ее детей. Загрязнение пищевых продуктов привело к крупномасштабному воздействию ПХД.
- Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), вероятно, является самым печально известным СОЗ. Во время Второй мировой войны он широко использовался в качестве инсектицида для защиты от малярии и тифа. После войны ДДТ использовался как сельскохозяйственный инсектицид. В 1962 году американский биолог Рэйчел Карсон опубликовал книгу Silent Spring, в которой описывалось влияние распыления ДДТ на окружающую среду и здоровье человека в США. Стойкость ДДТ в почве в течение 10–15 лет после применения привела к широкому распространению и стойкости остатков ДДТ во всем мире, включая Арктику, даже несмотря на то, что он был запрещен или строго ограничен в большинстве стран мира. ДДТ токсичен для многих организмов, включая птиц, где он вреден для воспроизводства из-за истончения яичной скорлупы. ДДТ можно обнаружить в продуктах питания со всего мира, и ДДТ пищевого происхождения остается самым большим источником воздействия на человека. Краткосрочные острые эффекты ДДТ на людей ограничены, однако долгосрочное воздействие связано с хроническими последствиями для здоровья, включая повышенный риск рака и диабета, снижение репродуктивного успеха и неврологических заболеваний.
- Диоксины являются непреднамеренными побочными продуктами высокотемпературных процессов, таких как неполное сгорание и производство пестицидов. Диоксины обычно выделяются при сжигании больничных отходов, городских отходов и опасных отходов, а также автомобильных выбросов, торфа, угля и древесины. Диоксины связаны с рядом побочных эффектов у людей, включая иммунные и ферментативные нарушения, хлоракне, и классифицируются как возможные канцерогены для человека. В лабораторных исследованиях влияния диоксина на увеличение количества врожденных дефектов и мертворождений, а также летального воздействия было связано с этими веществами. Пища, особенно животного происхождения, является основным источником воздействия диоксинов на человека.
- Полихлорированные дибензофураны являются побочными продуктами высокотемпературных процессов, таких как неполное сгорание после сжигание отходов или в автомобилях, производство пестицидов и производство полихлорированного бифенила. Эти два соединения структурно похожи на диоксины и обладают токсическим действием. Фураны сохраняются в окружающей среде и классифицируются как возможные канцерогены для человека. Воздействие фуранов на человека в первую очередь связано с продуктами питания, в частности продуктами животного происхождения.
Новые СОЗ в списке Стокгольмской конвенции
С 2001 года этот список был расширен за счет некоторых полициклических ароматических углеводородов ( ПАУ), бромированные антипирены и другие соединения. В первоначальный список Стокгольмской конвенции 2001 года добавлены следующие СОЗ:
- Хлордекон, синтетическое хлорированное органическое соединение, в основном используется в качестве сельскохозяйственных пестицидов, связанных с ДДТ и мирексом. Хлордекон токсичен для водных организмов и классифицируется как возможный канцероген для человека. Многие страны запретили продажу и использование хлордекона или намереваются постепенно ликвидировать запасы и отходы.
- α-гексахлорциклогексан (α-ГХГ) и β-гексахлорциклогексан (β-ГХГ) являются инсектицидами, поскольку а также побочные продукты при производстве линдана. В окружающей среде существуют большие запасы изомеров ГХГ. α-ГХГ и β-ГХГ очень стойкие в воде более холодных регионов. α-ГХГ и β-ГХГ были связаны Болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.
- Гексабромдифениловый эфир (гексаБДЭ) и гептабромдифениловый эфир (гептаБДЭ) являются основными компонентами коммерческий октабромдифениловый эфир (октаБДЭ). Коммерческий октаБДЭ обладает высокой стойкостью в окружающей среде, единственный путь разложения которого - дебромирование и производство бромдифениловых эфиров, что может повысить токсичность.
- Линдан (γ-гексахлорциклогексан), используемый пестицид в качестве инсектицида широкого спектра действия для обработки семян, почвы, листьев, деревьев и древесины, а также против эктопаразитов у животных и людей (головные вши и чесотка). Линдан быстро биоконцентрируется. Он иммунотоксичен, нейротоксичен, канцероген, связан с повреждением печени и почек, а также с неблагоприятным воздействием на репродуктивную функцию и развитие лабораторных животных и водных организмов. При производстве линдана непреднамеренно образуются два других СОЗ - α-ГХГ и β-ГХГ.
- Пентахлорбензол (ПеХБ) - это пестицид и непреднамеренный побочный продукт. ПеХБ также использовался в продуктах ПХБ, носителях красителей, как фунгицид, антипирен и промежуточный химический продукт. ПеХБ умеренно токсичен для гуманных организмов и очень токсичен для водных организмов.
- Тетрабромдифениловый эфир (тетраБДЭ) и пентабромдифениловый эфир (пентаБДЭ) являются промышленными химическими веществами и основными компонентами коммерческого пентабромдифенилового эфира (пентаБДЭ). ПентаБДЭ был обнаружен у людей во всех регионах мира.
- Перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС) и ее соли используются в производстве фторполимеров. ПФОС и родственные соединения чрезвычайно стойкие, биоаккумулирующие и биоусиленные. Отрицательные эффекты следовых уровней ПФОС не установлены.
- Эндосульфаны представляют собой инсектициды для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, таких как кофе, хлопок, рис, сорго и соя, муха цеце, эктопаразиты крупного рогатого скота. Они используются как консервант для древесины. Глобальное использование и производство эндосульфана было запрещено Стокгольмской конвенцией в 2011 году, хотя многие страны ранее запретили или ввели поэтапный отказ от этого химического вещества, когда был объявлен запрет. Токсично для людей, водных и наземных организмов, связано с врожденными физическими нарушениями, умственной отсталостью и смертью. Негативное воздействие эндосульфана на здоровье в первую очередь проявляется в его способности разрушать эндокринную систему, действуя как антиандроген.
- Гексабромциклододекан (ГБЦД) - это бромированный антипирен, который в основном используется в теплоизоляции в строительной индустрии. ГБЦД является стойким, токсичным и экотоксичным, с биоаккумуляцией и способностью к переносу на большие расстояния.
Воздействие на здоровье
Воздействие СОЗ может вызывать дефекты развития, хронические заболевания, и смерть. Некоторые из них являются канцерогенами согласно IARC, возможно, включая рак груди. Многие СОЗ способны вызывать эндокринные нарушения в репродуктивной системе, центральной нервной системе или иммунной системе. Люди и животные подвергаются воздействию СОЗ в основном в процессе питания, на работе или во время роста в утробе матери. Для людей, не подвергшихся воздействию СОЗ случайно или на работе, более 90% воздействия происходит из продуктов животного происхождения из-за биоаккумуляции в жировых тканях и биоаккумуляции в пищевой цепи. В целом уровни СОЗ в сыворотке крови повышаются с возрастом и, как правило, выше у женщин, чем у мужчин.
В исследованиях изучалась корреляция между воздействием СОЗ на низком уровне и различными заболеваниями. Для оценки риска заболеваний, вызываемых СОЗ в конкретном месте, государственные органы могут произвести оценку риска для здоровья человека, в которой учитываются биодоступность загрязнителей и их доза - отношения реакции.
Эндокринные нарушения
Известно, что большинство СОЗ нарушают нормальное функционирование эндокринной системы. Низкий уровень воздействия СОЗ в критические периоды развития плода, новорожденного и ребенка может иметь продолжительный эффект на протяжении всей их жизни. В исследовании 2002 года обобщены данные об эндокринных нарушениях и осложнениях для здоровья в результате воздействия СОЗ на критических этапах развития организма в течение жизни. Целью исследования было ответить на вопрос, может ли хроническое воздействие СОЗ в низких дозах оказывать влияние на здоровье эндокринной системы и развитие организмов различных видов. Исследование показало, что воздействие СОЗ во время критического периода развития может привести к необратимым изменениям в пути развития организмов. Воздействие СОЗ во время некритических периодов развития может не привести к обнаруживаемым заболеваниям и осложнениям для здоровья в более позднем возрасте. В дикой природе критические сроки развития - in utero, in ovo и во время репродуктивного периода. У человека критический период развития наступает во время внутриутробного развития.
Репродуктивной системы
То же исследование 2002 года с доказательствами связи СОЗ с нарушением эндокринной системы также связано с низкой дозой воздействие СОЗ на репродуктивное здоровье. Исследование показало, что воздействие СОЗ может привести к негативным последствиям для здоровья, особенно в мужской репродуктивной системе, таким как снижение качества и количества сперматозоидов, изменение соотношения полов и раннее половое созревание начало. У женщин, подвергшихся воздействию СОЗ, были зарегистрированы измененные репродуктивные ткани и исходы беременности, а также эндометриоз.
Увеличение веса во время беременности и голова новорожденного окружность
Греческое исследование, проведенное в 2014 году, изучало связь между прибавкой в весе матери во время беременности, их уровнем воздействия ПХБ и уровнем ПХБ в их новорожденных младенцах, их массой тела при рождении, срок беременности и окружность головы. Чем ниже были масса тела при рождении и окружность головы младенцев, тем выше были уровни СОЗ во время внутриутробного развития, но только в том случае, если матери имели чрезмерный или недостаточный набор веса во время беременности. Не было обнаружено корреляции между воздействием СОЗ и сроком беременности. Исследование случай-контроль, проведенное в 2009 году среди индийских матерей и их потомков, показало пренатальное воздействие двух типов хлорорганических пестицидов (ГХГ, ДДТ и DDE ) нарушили рост плода, уменьшили массу тела при рождении, длину, окружность головы и окружность груди.
Аддитивные и синергетические эффекты
Оценка воздействия СОЗ на здоровье очень сложна в лабораторных условиях. Например, для организмов, подвергшихся воздействию смеси СОЗ, предполагается, что воздействие будет аддитивным. Смеси СОЗ в принципе могут вызывать синергетический эффект. При синергических эффектах токсичность каждого соединения усиливается (или снижается) за счет присутствия других соединений в смеси. В совокупности эффекты могут намного превосходить приблизительные аддитивные эффекты смеси соединений СОЗ.
В городских районах и в помещениях
Традиционно считалось, что воздействие СОЗ на человека происходит главным образом через еда, однако характер загрязнения помещений, характерный для определенных СОЗ, ставит под сомнение это понятие. Недавние исследования внутренней пыли и воздуха показали, что внутренняя среда является одним из основных источников воздействия на человека при вдыхании и проглатывании. Кроме того, значительное загрязнение СОЗ внутри помещений должно быть основным путем воздействия СОЗ на человека, учитывая современную тенденцию к тому, чтобы проводить большую часть жизни внутри помещений. Несколько исследований показали, что уровни СОЗ в помещении (воздух и пыль) превышают концентрации СОЗ на открытом воздухе (воздух и почва).
Контроль и удаление в окружающей среде
Текущие исследования направлены на минимизацию СОЗ в окружающей среды исследуют их поведение в реакциях фотокаталитического окисления. Основными объектами этих экспериментов являются СОЗ, которые содержатся в организме человека и водной среды. Ароматические и алифатические продукты разложения были идентифицированы в этих реакциях. Фотохимическая деградация незначительна по сравнению с фотокаталитической деградацией. Одним из изученных методов удаления СОЗ из морской среды является адсорбция. Это происходит, когда абсорбируемое растворенное вещество вступает в контакт с твердым телом с пористой структурой поверхности. Этот метод был исследован Мохамедом Нагибом Рашидом из Асуанского университета, Египет. Текущие усилия в большей степени сосредоточены на запрещении использования и производства СОЗ во всем мире, а не на удалении СОЗ.
См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Государства-участники Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях 