Супертоксиканты в зерновых культурах

Содержание

Введение

1. Супертоксиканты в зерновых культурах

1.1 Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

1.2 Ртуть

1.3 Диоксины

1.4 Пестициды

1.5 Радионуклиды

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Химические загрязнения характерны для всех регионов и для подавляющего числа предприятий и организаций России - химических и нефтехимических, металлургических и целлюлозно-бумажных, машиностроительных и сельскохозяйственных, энергетики и транспорта, закрытых и открытых, гражданских и военных. Чаще всего вредные для человека и природы химические отходы цивилизации не идентифицируются и прячутся за окислами (азота, углерода и серы) и тяжелыми металлами. Между тем уже известны многочисленные города и поселки, "обожженные" неорганической и органической химией - ртутные, мышьяковые, свинцовые, медные, диоксиновые. Немало городов и поселков обожжены "спецхимией".

Многочисленными исследованиями, проведенными за последние 10-15 лет в странах Европы, Азии, Африки и Австралии, безусловно доказано, что степень загрязненности тяжелыми металлами и токсичными элементами растений - зерна, овощей, плодов, кормов для всех видов животных, а следовательно, продуктов растительного и животного происхождения - впрямую связана с содержанием их в окружающей среде, т. е. в почве, воздухе или воде. И способы борьбы с токсичными веществами бывают порой весьма оригинальными.

Например, голландские ученые используют в экологических целях пресноводных мидий (обычных речных ракушек), которые питаются загрязняющими воду веществами. Сети, "обросшие" мидиями, устанавливают перед стенами водохранилищ и шлюзами, чтобы они играли роль своеобразных фильтров для очистки воды от токсичных веществ и тяжелых металлов. По мере "обогащения- раковин вредными веществами сети периодически заменяются на новые.

Супертоксиканты - весьма стойкие загрязнители, которые встраиваются в трофические метаболические цепочки в организме человека и распространяются по ним, вызывая нарушения в эндокринной системе, снижение качества спермы, рост женского бесплодия, рак груди и простаты, массовые невролгические нарушения.

Остаточный хлор, содержащийся в воде после дезинфекции - хлорирования, реагирует с органическими веществами, содержащимися в самой воде и оседающими на стенках труб, с образование диоксиноподобных веществ.

Еще большую печальную известность приобрел диоксин - неуничтожаемый Суперэкотоксикант.

1. Супертоксиканты в зерновых культурах

1.1 Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) относятся к наиболее сильным канцерогенным веществам. Загрязнение пищевых продуктов ПАУ может происходить несколькими путями. Прежде всего это загрязнение окружающей среды (выбросы металлургических, коксохимических производств, ТЭЦ, автотранспорта). Высокий уровень загрязненности ПАУ наблюдается в зерне, овощах и фруктах, выращенных в экологически неблагополучных районах, а также при некоторых технологических обработках пищевых продуктов. Высокая канцерогенность и мутагенность ПАУ, их химическая стабильность требуют особого внимания в плане контроля за их содержанием.

1.2 Ртуть

Иногда источником повышенного содержания ртути в продуктах становится зерно, обработанное ртутьорганическими препаратами, в том числе гранозаном. Этилмеркурхлорид, являющийся действующим веществом гранозана, обладает большой стойкостью, вследствие чего ошибочное использование протравленного им зерна или продуктов из него для пищевых или кормовых целей может привести к тяжелым отравлениям даже спустя много времени после его переработки. Токсичность зерна в этом случае сохраняется и после многократного промывания его в воде.

На почвах разного типа тяжелые металлы при одних и тех же концентрациях оказывают на растения различное действие. Это обусловлено разной кинетикой и превращением этих веществ в почве. В опытах с суглинистой почвой, торфом и черноземом внесение ртути в дозе 10 мг/кг практически не вызывало изменений в элементном составе зерновых. Внесение той же дозы в песчаную почву и супесчаный суглинок привело к накоплению ртути в соломе пшеницы до 5,7 мг/кг сухой массы и невызреванию овса (Покровская С.Ф., 1987).

1.3 Диоксины

Собственно, диоксином называют вещество со сложным номенклатурным названием 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин. Основной отличительной особенностью его молекулы является система из двух бензольных колец, объединенных двумя атомами кислорода. Ее название -- дибензо-пара-диоксиновая система.

Именно она дала название всем похожим соединениям, под которыми все их знают -- диоксины. В диоксиновой системе «угловые» атомы водорода могут быть заменены другими, но так получилось, что, говоря «диоксины», подразумевают именно хлорсодержащие вариации этого вещества.

Всего может быть 75 различных хлорированных «настоящих» диоксинов. Каждый из них обладает определенной степенью токсичности, но самым ядовитым является изображенное вещество 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин или сокращенно ТХДД.

Опасность этих веществ очень велика. В отличие от многих других ядов, диоксины являются очень устойчивыми веществами. От килограмма любого диоксина, попавшего в почву, через десять-двадцать лет останется полкило, а еще через десять-двадцать еще четверть. Получается, что и через сто лет от этого килограмма останется приличное количество яда.

Высокотоксичными и сходными по действию являются и другие галогеносодержащие углеводороды. В молекуле атомы хлора могут заменяться атомами брома, фтора или йода. Форма молекулы может изменяться, из молекулы может исчезнуть атом (а то и оба атома) кислорода -- вещество останется токсичным, а стойкость молекулы останется прежней. И если с точки зрения химика это будет ошибочно, то эколог будет совершенно прав, назвав диоксином и ДДТ, и новомодный триклозан. Правильнее всего будет назвать этот класс веществ «диоксины и диоксиноподобные вещества».

Почему же эти вещества так ядовиты? Причина в размерах и форме молекулы, которые позволяют вписываться в рецепторы живого организма. Растворимый в жирах и стойкий к разрушению диоксин надолго оседает в организме. Очень часто его действие проявляется в течение долгого времени. Сначала раздражение, потом язвы, фурункулез, а потом специфичное для диоксинов заболевание -- хлоракне. Небольшие дозы тоже страшны. Даже если отравление определенным диоксином не приведет к летальному исходу, яд остается ядом: все диоксины канцерогенны, они подавляют иммунитет, приводят к нарушению гормональной системы, приводят к бесплодию и даже к невирусному СПИДу.

Самым известным родственником диоксина стал всем известный ДДТ. Открытый в 1939 году, дихлордифенилтрихлорэтан завоевал сердца химиков, врачей и землепашцев надолго. Токсичное, но не смертельное, нерастворимое в воде вещество в виде дуста было удобным средством предотвращения тифа, малярии, борьбы с саранчой и грызунами. Дустовое мыло стало атрибутом борьбы со вшами и блохами.

Но в один прекрасный момент ученые начали находить ДДТ там, где его не должно было быть. Его обнаруживали в Антарктиде, в организмах, поднятых со дна Марианской впадины, в глубоких колодцах. В молоке, мясе, рыбе, в консервах, даже зерне -- во многих продуктах уровень его концентрации был очень высок.

Экологи забили тревогу: концентрация вещества иногда в сотни раз превышала предельно допустимые нормы. ДДТ запретили в 1970 году, но его фон все еще остается на очень высоком уровне. А ведь он обладает практически всеми свойствами диоксинов -- он токсичен, период его полураспада исчисляется десятками лет, он трудно выводится из организма.

55% хлористых углеводных пестицидов в США поступает в организм из-за мясной диеты. 23% из молочной диеты 6% из овощей 5% из фруктов 1% из зерна 99% женского грудного молока у матерей в США содержит значительное количество ДДТ. 8% матерей-вегетарианцев в США имеют значительный уровень ДДТ в грудном молоке.

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации (ПДК), допустимые остаточные концентрации (ДОК), максимально допустимые уровни содержания (МДУ) и токсичность (ЛД и СК) для СОЗ.

Примечание:

Отсутствие данных в таблице отражает их отсутствие в официальных справочниках. Данные по ПХБ - взяты из различных статей.

ДОК - допустимая остаточная концентрация.

ДСД - допустимая суточная доза.

ЛД50 - доза, требуемая для гибели 50% подопытных организмов.

СК50 - концентрация препарата, при которой погибают 50% подопытных организмов при заданной экспозиции в парах или растворах.

ПДК - предельно допустимая концентрация химического вещества в данной среде (воздух, почва, вода, пища).

ОДК - ориентировочно допустимая концентрация, устанавливается для тех веществ, ПДК для которых еще не обоснованы.

МДУ - максимально допустимые уровни содержания в пищевых и фуражных продуктах пестицидов или других ксенобиотиков.

ОБУВ - ориентировочные безопасные уровни воздействия ядов, рекомендованные на основе расчетных данных в результате кратковременного токсикологического эксперимента.

ОДК - ориентировочно допустимая концентрация.

*) Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и среде обитания. Составители: М.П. Беляев, М.И. Гнеушев, Я.К. Глотов, О.И. Шамов. Москва. 1993.

**) Н.Н. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан. «Пестициды и регуляторы роста растений». Справочник. Москва. «Химия». 1995.

***) Б.Н. Филатов, А.Е. Данилина, Г.М. Михайлов, М.Ф. Киселев. «Диоксин. Медико-экологические аспекты». Ред. П.Е. Шкодич. Москва, 1997.

Токсические свойства - Диоксин - тотальный яд, поскольку даже в относительно малых дозах (концентрациях) он поражает практически все формы живой материи - от бактерий до теплокровных. Токсичность диоксина в случае простейших организмов обусловлена, по-видимому, нарушением функций металлоферментов, с которыми он образует прочные комплексы. Значительно сложнее происходит поражение диоксином высших организмов, особенно теплокровных и прежде всего - человека.

В организме теплокровных диоксин первоначально попадает в жировые ткани, а затем перераспределяется, накапливаясь преимущественно в печени, затем и в других органах. Его разрушение в организме незначительно: он выводится в основном неизменным, в виде комплексов неустановленной пока природы. Период полувыведения колеблется от нескольких десятков дней (мышь) до года и более (приматы) и обычно возрастает при медленном поступлении в организм. С повышением удерживаемости в организме и избирательного накопления в печени чувствительность особей к диоксину возрастает.

При остром отравлении животных наблюдаются признаки общетоксического действия диоксина: потеря аппетита, физическая и половая слабость, хроническая усталость, депрессия и катастрофическая потеря веса. К летальному исходу он приводит через несколько дней и даже через несколько десятков дней, в зависимости от дозы яда и скорости его поступления в организм.

В нелетальных дозах диоксин вызывает тяжелые специфические заболевания. У высокочувствительных особей первоначально появляется заболевание кожи - хлоракне (поражение сальных желез, сопровождающееся дерматитами и образованием долго незаживающих язв), причем у людей хлоракне может проявляться снова и снова даже через многие годы после излечения. Более сильное поражение диоксином приводит к нарушению обмена порфиринов - важных предшественников гемоглобина и простетических групп железосодержащих ферментов (цитохромов). Порфирия - так называется это заболевание - проявляется в повышенной фоточувствительности кожи: она становится хрупкой, покрывается многочисленными микропузырьками. При хроническом отравлении диоксином развиваются также различные заболевания, связанные с поражениями печени, иммунных систем и центральной нервной системы.

Диоксины - универсальные яды, поражающие все живое даже в ничтожных концентрациях. По уровню токсичности они превосходят убийственные отравы вроде кураре и синильной кислоты, но при этом не разлагаются в окружающей среде десятки лет, накапливаются в верхнем слое почвы и попадают в организм человека в основном с пищей, водой и воздухом.

Причем для диоксинов не существует «порога действия»: даже одна молекула способна спровоцировать ненормальную клеточную деятельность и вызвать цепь реакций, нарушающих функции организма.

1.4 Пестициды

В зерне и зернопродуктах пестициды могут прочно сорбироваться и длительно в них сохраняться. Для защиты зерновых запасов применяются препараты-фумиганты: метилбромид, металлилхлорид, фостоксин, хлорпикрин, фосфорорганические пестициды, карбофос, валексон, метатион, актелик, ДДВФ, трихлорметафос - 3, хлорофос.

Наиболее распространенным методом определения содержания пестицидов в продуктах питания является газовая хроматография, которая с достаточной точностью позволяет определять широкий спектр пестицидов и инсектицидов в зернопродуктах.

1.5 Радионуклиды

При выборе культуры зерновых необходимо учитывать, что большая часть радионуклидов накапливается в оболочке зерна. Поэтому, чем выше сорт зерновых, тем меньше радионуклидов в них поступит. У лучшего сорта тоньше оболочка, поэтому меньше будет жмыха, содержащего загрязнение. На более загрязненных территориях свой выбор лучше остановить на зерновых, конечный продукт которых - мука, чем крупа. Поэтом выращивание пшеницы, овса, ржи предпочтительнее, чем гречихи.

Специалисты отмечают, что выращивание зерновых и пропашных культур в условиях загрязненных территорий может осуществляться по общепринятым технологиям без каких-либо ограничений. Но следует помнить, что выращивание гречихи и бобовых требует применения агрохимических мероприятий (известкования, внесения минеральных удобрений).

После аварии на ЧАЭС установлено выраженное бессимптомное распространение инфекции возбудителей грибных заболеваний зерновых культур на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, обусловленное в большей степени наличием инфекции в семенном материале, и в меньшей - почвенной инфекцией. При этом особого внимания заслуживает появление нетипичных для региона патогенов и возбудителей заболеваний зерновых культур с высокой вирулентностью.

Заключение

Ведущее место среди супертоксикантов синтетического происхождения занимают диоксины и диоксиноподобные вещества. Эти кислородосодержащие органические соединения являются канцерогенами, то есть вызывают онкологические заболевания. Установлено повсеместное загрязнение окружающей среды веществами типа диоксинов. Причем чем выше уровень индустриализации, тем более ярко это загрязнение проявляется. Человек получает диоксины в основном с пищей. У жителей всех развитых стран в той или иной степени они обнаруживаются в жировых тканях и печени. Диоксины содержатся даже в грудном молоке у кормящих матерей.

Последние исследования доказывают, что супертоксиканты опасны в любых концентрациях. В первую очередь они воздействуют на гормональную систему человека, на функции нервной системы и головного мозга, нарушают половую функцию. Американский ученый Т.Солбон и его коллеги, посвятившие этой проблеме книгу «Наше украденное будущее», пришли к печальному выводу, что супертоксиканты угрожают самому существованию человека как вида.

В литературе встречаются различные названия диоксинов - супертоксиканты, суперэкотоксиканты, экологи дали им страшное имя "ксенобиотики" - враги жизни. Они исподволь влияют на клетки, ответственные за работу гормональных систем. Возрастает риск развития диабета, нарушается половое созревание. А у потомков хилого диоксинового племени проявляется весь набор врожденных уродств: "сучье вымя, конская стопа, волчья пасть и заячья губа". Организм теряет сопротивляемость инфекциям, множатся аллергические реакции и онкологические заболевания.

Все эти заболевания проявляются на фоне резкой активации диоксином (в десятки и сотни раз) важного железосодержащего фермента - цитохрома Р-448. Особенно сильно активируется этот фермент в плаценте и в плоде, в связи с чем диоксин даже в ничтожных количествах подавляет жизнеспособность, нарушает процессы формирования и развития нового организма. В ничтожных концентрациях диоксин вызывает генетические изменения в клетках пораженных особей и повышает частоту возникновения опухолей, т. е. обладает мутагенным и канцерогенным действием. По данным исследований уфимских ученых, наибольших концентраций это ядовитое вещество достигает в женском молоке и жировых тканях.

Действие диоксинов на человека обусловлено их влиянием на рецепторы клеток, ответственных за работу гормональных систем. При этом возникают эндокринные и гормональные расстройства, изменяется содержание половых гормонов, гормонов щитовидной и поджелудочной желез, что увеличивает риск развития сахарного диабета, нарушаются процессы полового созревания и развития плода. Дети отстают в развитии, их обучение затрудняется, у молодых людей появляются заболевания, свойственные старческому возрасту.

В целом повышается вероятность бесплодия, самопроизвольного прерывания беременности, врожденных пороков и прочих аномалий. Изменяется также иммунный ответ, а значит, увеличивается восприимчивость организма к инфекциям, возрастает частота аллергических реакций, онкологических заболеваний.

Список используемой литературы

1. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение.- Новосибирск: Наука, 1991.- 150 с.

2. Диоксины. Супертоксиканты ХХ1 века. Регионы России. Информационный выпуск №3. 1998

3. Диоксины. Супертоксиканты ХХ1 века. Медико-биологические проблемы. Информационный выпуск №4. 1998.

4. Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты ХХ1 века. Информационный выпуск №5.2000

5. Диоксин. Медико-экологически аспекты Под редакцией проф. П.Е. Шкодича, Москва, 1997 г.

6. Диоксины-супертоксиканты XXI века Румак В.С., Поздняков С.П., Умнова Н.В. и др., Москва, 1998

7. Необъявленная химическая война в России. Политика против экологии, Федоров Л.А., Москва, 1995 г.

8. Гибс Л.М. Правда о диоксинах. Иркутск, 1998 г.

9. Агентство Волжской Экологической информации 13 (35) 1998 г. СПЕЦВЫПУСК ДИОКСИНЫ И МЫ