Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Мясные продукты могут содержать бензо(а)пирена в концентрации 1 мкг/кг. О предельных концентрациях, оказывающих на человека канцерогенное действие, нет точных данных, так как локальное воздействие этих веществ проявляется только при непо
5. Вещества, распространенные повсеместно, и их влияние на всю природу
155
средственном контакте. Опыты с животными показали, что при нанесении вещества кисточкой на отдельные участки тела активность проявляют уже количества порядка 10—100 мкг. При попадании в организм полициклические углеводороды под действием ферментов образуют эпоксисоединение, реагирующее с гуанином (рис. 5.1), что препятствует синтезу ДНК, вызывает нарушения или приводит к возникновению мутаций, несомненно способствующих развитию раковых заболеваний.
С 1970-х гг. всеобщее внимание приковала распространенная повсеместно группа хлорсодержащих углеводородов. В дальнейшем будут рассмотрены хлорированные метан и этан, а также пестициды типа линдана, ДДТ и диэльдрина.
Хлорированные алканы и алкены особенно часто используются в качестве растворителей либо как материал для ряда синтезов. Из-за сравнительно низких температур кипения (CCU 76,7°С; CHCl3 61,7°С; CH2Cl2 40°С; Cl2C=CHCl 870C) и значительно более высокой, чем у полициклических ароматических углеводородов, растворимости в воде (около 1 г/л при 250C) алкилхлориды широко распространились в окружающей среде. Особо летучие соединения могут проникать даже через бетонные стенки канализационных систем, попадая таким образом в грунтовые воды. Поскольку у хлоралканов и хлоралкенов сильнее выражен липофиль-ный, чем гидрофильный, характер, они накапливаются в жировых
Рис. 5.1. Метаболическое превращение бензо[а]пирена и его взаимодействие с гуанином [7].
156
5. Вещества, распространенные повсеместно, и их влияние на всю природу
отложениях организма, это предопределяет их накопление в отдельных звеньях цепи питания. Эти вещества подразделяют на две группы по их воздействию на печень человека (табл. 5.1).
Из группы сильнодействующих на печень хлорированных углеводородов следует выделить тетрахлорметан. Это соединение используют главным образом для синтеза фторхлоруглеводородов. Кроме того, его применяют в качестве растворителя, жиров. Предполагают, что от 5 до 10% всего производимого тетрахлорметана попадает в окружающую среду. Природные источники образования CCU неизвестны.
При аэробных условиях тетрахлорметан исключительно долго-живущ. На воздухе период полураспада составляет 60—100 лет. Сходная ситуация наблюдается ив поверхностных слоях водохранилищ, богатых кислородом. Иную картину можно видеть в анаэробных условиях, когда, например, тетрахлорметан попадает в донные отложения водохранилищ. В иле с ним протекают метаболические изменения (неполный распад) в течение 14—16 дней.
Тетрахлорметан не должен попадать в очистные сооружения, так как он препятствует развитию микроорганизмов и, следовательно, сдерживает их деятельность. Косвенная опасность для человека заключается в том, что из попавшего в отходы тетрахлорметана в анаэробных условиях образуется хлороформ (CHCb), который, как известно, обладает наркотическим действием. Прямая же угроза здоровью человека состоит в возможных изменениях печени. Под действием монооксигеназы тетрахлорметан распадает-
Таблииа 5.1. Распространенные хлоралканы и хлоралкены, сгруппированные по интенсивности их отравляющего воздействия на печень человека [7]
. Сильное действие на печень
Тетрахлорметан CCl4 ч
1,1,2,2-Тетрахлорэтан Cl2HC-CHCl2
1,1,2-Трихлорэтан Cl2HC-CH2Cl
1,2-Дихлорэтан ClH2C-CH2Cl
Менее сильное действие на печень
Трихлорэтилен Cl2C=CHCl
Тетрахлорэтилен Cl2C=CCl2
1,1,1-Трихлорэтан Cl3C-CH3
Дихлорметан CH2Cl2
5. Вещества, распространенные повсеместно, и их влияние на всю природу_157
ся на атом хлора, легко образующий радикал, и трихлорметиль-ный радикал, который отщепляя атом водорода от ненасыщенных-жирных кислот, переходит в хлороформ:
Ф H от ненасыщенных H • Монооксигеназа , жирных кислот I /* *\
CI-C-Cl--Cl-C-Cl---¦—a*. Cl-C-Cl (5.1)
1 T- 1
Cl Cl Cl
Радикальный механизм расщепления жирной кислоты начинается с того, что при отщеплении водорода от ее молекулы образуется радикал, который перестраивается в диеновую конфигурацию, присоединяющую кислород по радикальному углеродному атому с образованием гидропероксида. Далее идет его распад, при котором получаются различные конечные продукты (рис. 5.2). Расщепление жирных кислот вносит глубокие изменения в фосфолипид-ный состав клеточной мембраны, что отражается не только на процессе обмена веществ в самой клетке, но и на деятельности митохондрий, аппарата Гольджи и других составных частей клетки. В результате в кровь проникают различные ферменты и содержание электролитов в крови выходит из-под контроля.
Чем сильнее проявляется склонность хлорзамещенных алканов к образованию радикалов под действием монооксигеназы, тем больше их гепатотоксическая активность. Для хлорированных растворителей в ФРГ и Швейцарии принят неофициальный норма-
