Полиароматические углеводороды и их влияние на окружающую среду

Содержание

1.    Введение……………………………………………………………………2

2.    Виды полиароматических углеводородов и их строение…………...…3

3.    Образование и накопление ПАУ…………………………………………4

4.    Влияние ПАУ на развитие раковых заболеваний………………………6

5.    Влияние ПАУ на развитие бронхиальной астмы…………………….....9

6.    Влияние ПАУ содержащихся в табачном дыме на женское здоровье     и беременность……………..……………………………………………..11

7.    Влияние канцерогенных ПАУ содержащихся в пище………………....13

8.    Заключение……………………………………………………………..…16

1.    Введение

Интенсивное   развитие    химической    и    обрабатывающей промышленности  привело  к  интенсивному  накоплению  в   природных биоценозах значительных количеств токсичных веществ,  что,  в  свою очередь,  обусловило  развитие  исследований   в   области   охраны окружающей   среды.

Полиароматические углеводороды (ПАУ) — органические соединения, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В основе практически всех техногенных источников ПАУ лежат термические процессы, связанные со сжиганием и переработкой органического сырья: нефтепродуктов, угля, древесины, мусора, пищи, табака и др.

Среди  веществ-экотоксикантов   полиароматические   соединения занимают одно из первых мест по урону, наносимому окружающей среде. Спектр  этих  веществ  чрезвычайно  разнообразен.   Их   утилизация сводится  в  основном  к  захоронению  на  специальных   полигонах. Токсичность,   канцерогенность   и   мутагенность   этих    веществ общеизвестна. 

Тип воздействия ПАУ на живые организмы ключевым образом зависит от структуры самого углеводорода и может изменяться в очень широких пределах. Многие полициклические ароматические углеводороды являются сильными химическими канцерогенами. Такие соединения, как бенз[a]антрацен, бензапирен и овален, обладают ярко выраженными канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами.

2.Виды полиароматических углеводородов и их строение

3.Образование и накопление ПАУ

Образуются ПАУ в процессе сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, и чем ниже температура в устройстве для сжигания, тем больше образуется ПАУ. Относительно малые количества бенз(а)пирена обнаружены в асфальте. Вместе с другими продуктами сгорания ПАУ поступают в воздух. При комнатной температуре все ПАУ – твердые кристаллические вещества. Температуры их плавления близки к 200 °С, а давление насыщенных паров очень мало. При охлаждении горячих газов, содержащих ПАУ, эти вещества конденсируются и оседают в зоне выбросов. На расстоянии нескольких километров от угольной ТЭС поверхность почвы загрязнена ПАУ. Но большая часть ПАУ уносится на дальние расстояния в виде аэрозолей. Прекрасным адсорбентом для ПАУ являются сажевые частицы. На 1 см² сажевой поверхности могут разместиться ~ 1014 молекул ПАУ. Об относительном вкладе разных источников можно судить по данным о выбросах бенз(а)пирена (в т/год) в США:

Вклад всех курильщиков США в общее производство бенз(а)пирена невелик – 0,05 т/год. Но мнение о малозначимости этого количества сменится на противоположное на основе данных о локальных концентрациях бенз(а)пирена:

Содержатся ПАУ и в питьевой воде. Содержание бенз(а)пирена в питьевой воде составляет 0,3-2,0 нг/л. В атмосфере ПАУ довольно устойчивы. Их постепенная трансформация в иные продукты происходит при взаимодействии с озоном (с образованием полиядерных хинонов) и диоксидом азота (продукты – нитробенз(а)пирены, характерные высокой мутагенной активностью). ПАУ – типичные экотоксины. Сложность защиты окружающей среды от ПАУ связана с малостью концентраций этих    веществ

Также ПАУ содержаться в выхлопных газах. Среди них наиболее изучен бензапирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

1)    1,2—бензантрацен

2)    1,2,6,7—дибензантрацен

3)    5,10—диметил—1,2—бензантрацен [2].

4. Влияние ПАУ на развитие раковых заболеваний

Вклад загрязнения атмосферного воздуха в городе в заболеваемость населения раком легкого составляет 13—32% при вкладе курения 58—77%. В городах с крупными промышленными выбросами бензапирена уровень загрязнения атмосферного воздуха этим веществом очень высок. В последние годы концентрация бензапирена в атмосферном воздухе несколько снизилась, что связано с падением производства, но, учитывая эффект отдалённого воздействия канцерогенных веществ, можно ожидать, что на протяжении 15—20 лет в этих городах будет регистрироваться повышенная частота рака лёгкого.

Бензапирен присутствует в продуктах питания, которые в процессе приготовления контактируют с продуктами сгорания топлива: копчёные колбасные изделия, копчёная рыба. Больше всего Бензапирена. поступает в организм человека из овощей, в частности из картофеля, вследствие его большого удельного веса в рационе. Основное количество поступившего в организм бензапирена подвергается метаболическим превращениям и выводится из него глюкороновой и другими кислотами.

Для общих групп населения среднее поступление бензапирена составляет с воздухом — 0,0095—0,0435 мкг, с водой — 0,0011 мкг, с продуктами питания — 0,16—1,6 мкг; курение 1 пачки сигарет — 2—5 мкг/день; 3-х пачек — 6—15 мкг. Дополнительное количество бензапирена может быть получено во время нахождения на кухне — 0,54 мкг/день. Бензапирен относится к числу канцерогенных агентов, для которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенного действия на людей и достоверные доказательства их канцерогенности для животных. Канцерогенный эффект бензапирена рассматривают во взаимодействии с другими типами продуктов сложного состава: сажами, смолами, маслами, для которых получены достоверные доказательства связи между их воздействием и раком у людей. Профессиональное воздействие каменноугольной смолы, пека и некоторых минеральных масел вызывает у людей рак различных локализаций, включая кожу, легкие, мочевой пузырь, кишечник. Канцерогенное действие этих продуктов обусловлено присутствием в них бензапирена. Эколого-эпидемиологическими исследованиями показано увеличение показателей смертности и заболеваемости населения раком лёгкого во многих промышленных городах мира.

Повышенная смертность и заболеваемость мужского и женского населения злокачественными новообразованиями органов дыхания характерна для городов с повышенным содержанием бензапирена в атмосферном воздухе, в том числе в городах с алюминиевыми и сталеплавильными заводами, с развитой нефтеперерабатывающей промышленностью. Показатели заболеваемости раком лёгкого в 1,5 раза выше у мужчин наиболее загрязнённого района города по сравнению с менее загрязнённым.

Точных значений предельных концентраций ПАУ, оказывающих на человека канцерогенное действие, нет, так как локальное воздействие этих веществ проявляется только при непосредственном контакте. Опыты с животными показали, что при нанесении вещества кисточкой на отдельные участки тела ПАУ в количестве 10—100 мкг проявляют активность. При попадании в организм полициклические углеводороды под действием ферментов образуют эпоксисоединение, реагирующее с гуанином, что препятствует синтезу ДНК, вызывает нарушение или приводит к возникновению мутаций, способствующих развитию раковых заболеваний, в том числе таких видов рака, как карциномы и саркомы. Учитывая, что почти половина всех злокачественных опухолей у людей локализуется в желудочно-кишечном тракте, отрицательную роль загрязненной канцерогенами пищевой продукции трудно переоценить. Для максимального снижения содержания канцерогенов в пище основные усилия должны быть направлены на создание таких технологических приемов хранения и переработки пищевого сырья, которые предупреждали бы образование канцерогенов в продуктах питания или исключали загрязнение ими.[3].