Химические бумеранги:здоровье населения и

биоразнообразие

В.С. Петросян

Заслуженный профессор МГУэксперт ООН по химической безопасностиакадемик, председатель Секции химии

РАЕНпрезидент Центра «Экология и

Здоровье»ректор Открытого Экологического

Университета

Что такое химическая безопасность?

Это когда человек и биота (животные и растения)

не испытывают химических стрессов, т.е. когдатоксикологические и экотоксикологические

эффектыорганических, неорганических и

металлоорганическихсоединений находятся на экологически

безопасном уровне,что позволяет сохранять здоровье населения

и биоразнообразие экосистем

Стойкие органические загрязнители

Стокгольмская конвенция 2001 года определила

меры по уменьшению и ликвидации выбросов и

сбросов двенадцати СОЗ:1-8) Хлорорганические пестициды:

альдрин, гептахлор, ДДТ, диэльдрин, мирекс, токсафен, хлордан, эндрин

9-10) Промышленные продукты: ПХБ и ГХБ

11-12) Непреднамеренные загрязняющие вещества: ПХДД и ПХДФ

Новые стойкие токсичные вещества

(ЮНЕП - ГЭФ)1-5) Пестициды: атразин, линдан,

полихлорфенолы, хлордекон, эндосульфан6-14) Промышленные продукты:

гексабромбифенил, КЦХУ, нонил- и октилфенолы, оловоорганические соединения, перфтороктансульфонат, ПБДЭ, свинецорганические соединения, фталаты

15-16) Непреднамеренные загрязняющие вещества: ПАУ и ртутьорганические соединения

Основные источники СОЗ и новых СТВ

• Производство: текстиль, хлорированные химикаты, нефтепродукты и катализаторы, бумага и картон

• Термопроизводство: металлургия, кокс, известь, керамика, стекло, кирпич

• Сжигание: уголь, нефть, древесина, промышленные и коммунальные отходы, биомасса, ил, пластик

• Применение: пестициды, ПХБ , красители, отбеливатели

• Переработка: металлы, бумага, нефть, растворители

• Размещение отходов: устаревшие пестициды, зола

Химические Спутники Земли

и глобальное загрязнение биосферыПопадая в атмосферу, токсичные вещества

подхватываются ветром и, подобно Спутникам,

совершают близкие и далекие (в том числе,

кругосветные) маршруты, до тех пор, пока не

повстречаются с дождевым, снежным или

пылевым облаком и не выпадут в каком-то

конкретном районе земного шара

Последствия загрязнения

Негативные токсикологические иэкотоксикологические эффекты

химическихвеществ, загрязняющих атмосферу, воду,

донные отложения, почвы, растения,животных и человека, установлены

безоговорочно и стали (по крайней мере, в

развитых странах) важнейшим элементомстратегий национальной безопасности

Основные проблемы

1) Биоаккумуляция СОЗ и тяжелых металлов в пищевых цепях

2) Загрязнение воздуха в больших городах

3) Качество питьевой воды4) Загрязнение продуктов питания5) Свалки химических отходов6) Эффекты СОЗ на здоровье

населения

Содержание хлорорганических экотоксикантов

в печени североамериканской выдры (мкг/кг)

Экотоксиканты

 

Регион

ПХБ ДДТ

ГХЦГ

ПХДД

ПХДФ

Калифорния 190 850 9 0.004

0.001

Аляска 8 1 6 0.001

не обн.

Алеутские острова

310 36 5 0.001

0.001

Содержание приоритетных экотоксикантов

в байкальской нерпе (нг/г) Экотоксиканты Нерпа

ПАУ ДДТ , ДДД и ДДЭ

ПХБ

Молодая(3 мес)

312-605

2200-4891

1710-3270

Самки (7 лет) 681 7760 12810

Самцы (9 лет) 1762 80740 71074

Устаревшие пестициды

• Проблема актуальна для многих стран мира, в том числе для Восточной

Европы и бывших республик СССР, где накопилось 150 000 т устаревших

пестицидов, в том числе, в: Азербайджане – 20000т, Белоруссии –

7000т, Болгарии – 4000т, Литве – 4500т, Молдове – 6500т, Польше –

60000т, России – 20000т, Словении – 4000т, Украине – 15000т, Эстонии –

8000т

ПХБ и гексахлорбензолГлобальные выбросы в атмосферу оценены для ПХБ в 74 тонны, а для гексахлорбензола – в 8200 тонн. Выпадения ПХБ из атмосферы в Балтийское море

оцениваются в 10-15 нг/м2/день. Для Средиземного моря

приводятся данные того же порядка: 1.2-5.6 нг/м2/день.

Самое серьёзное загрязнение водных экосистем произошло во время войны в Косово, а истинная экологическая катастрофа произошла на реке

Крупа (Словения) в 1983г в результате сброса отходов при

производстве трансформаторов на фирме «Искра» в гор. Семич

Диоксины и фураны

Глобальные выбросы ПХДД и ПХДФ в атмосферу оценены на уровне 7 тонн с содержанием от

1 до 14800 фг /ТЭ/ м3.Выбросы на почвы в различных

странах от 4 до 30 раз выше. Содержание их в водных

экосистемах не оценивалось.

Старая, но актуальная проблема ПАУ!

Выпадения ПАУ на 3 порядка выше, чем других ПТВ и достигают 5.2 нг/м2/день.

Самые высокие значения – в прибрежных водах и устьях рек: до 8500 нг/л. В

седиментах до 35.2 мг/кг ПАУ найдены в южной части Балтийского моря.

В восточной части Финского и северной части

Ботнического заливов найдено, соответственно,

17.0 и 20.9 мг/кг ПАУ .

Короткоцепочечные хлорированные углеводороды

Используются в качестве антивоспламенителей текстиля,

резины, красок и растворителей. Легко аккумулируются в водной биоте. При длительном воздействии токсичны

для морепродуктов. В Европе допустимая доза содержания

в водных экосистемах – 5 г/л

Нонил- и октилфенолыОни более 40 лет используются для получения

СПАВ,в качестве пластификаторов, а также

стабилизатороврезины и полимеров.

Их острая токсичность для водорослей,беспозвоночных

и рыб меняется в интервале 7-3000 мкг/л.В проведённых тестах на хроническую токсичностьнонилфенолов наименьшая для рыб концентрация

ненаблюдаемых эффектов (NOEC) составила 6мкг/л.

Для беспозвоночных этот параметр равен 3.7 мкг/л.

Оловоорганические токсиканты

Используемые, главным образом, в качестве антиобрастающих покрытий для кораблей

и подводных сооружений, соединения трибутилолова, (С4Н9)3SnX, липофильны и

аккумулируются в водных организмах. При воздействии малых концентраций ТБО,

например, на устриц факторы биоконцентрации достигают значений от 1000 до 6000. Малые дозы ТБО вызывают деформацию раковин устриц и импосекс у

морских улиток. Большие дозы ТБО разрушают репродуктивную и центральную

нервную системы, а также структуру костей и желчные протоки печени.

Механизм действия на Русских осетров

OO

11-cys-ООН

OO

9- trans-ООН

H

O28

910

11CH3  ( CH2 )n ( CH2 )m COOH

(R`H)

CH3  ( CH2 )n

(CH2 )m COOH

(CH2 )m COOHCH3  ( CH2 )n

(R`OOH)

RnMXm

Перфтороктановая кислотаПФОК использовалась долгие годы при получении

тефлона, применявшегося в качестве антипригарныхпокрытий (в том числе, и для кухонной посуды).

Обнаружение у потребителей такой посуды раковых заболеваний и разрушения спермы заставило власти

США принудить фирму «Дюпон» отказатьсяот производства такой посуды и сегодня уже фирма

«ГринПан» (Бельгия) предлагает новую посуду сэкологически чистым антипригарным покрытием из

наносиликоновых материалов

Полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ)Производятся с 1960 года в качестве

антивоспламенителей полиуретановой пены в мебели, матрацах и ковровых покрытиях.

Их находят в высоких концентрациях в морских птицах и млекопитающих.

Низшие (тетра-, пента- и гекса-) конгенеры ПБДЭ являются

канцерогенами, эндокринными разрушителями и негативно влияют на развивающуюся нервную систему

Ртуть в атмосфере

Суммарные выбросы Нg оцениваются

в 250 тонн/год, в том числе при: процессах сжигания – 185,

производстве стали и чугуна – 10,производстве цветных металлов –

15, производстве цемента – 25 и размещении отходов – 15

Экотоксикологические эффекты ртути

Загрязнение почв соединениями ртути на уровне 0.07-3.0 мг/кг вызывает

значительное уменьшение микробиологической активности в

пищевых цепях.Концентрации ртути в яйцах птиц на уровне

0.05-2.0 мг/кг приводят к уменьшению воспроизводства птиц.

За последние 25 лет в арктических тюленях и китах произошёл рост содержания соединений ртути

от 2 до 4 раз.

Образование «Метилртути»Метилирование неорганической ртути в

водных экосистемах осуществляется химически или микробиологически по

схеме:Hg + CH3X = CH3HgX (X= CH3 или An-)

Токсичность CH3Hg An в 100 000 выше

токсичности неорганических соединений ртути,

а токсичность CH3HgCH3 в 1 000 000 раз выше

токсичности CH3Hg An.

Токсикология соединений ртути

Неорганические соединения ртутиразрушают почки живых организмов,тогда как метилртуть поражает ЦНС.

Соединения ртути негативно влияют нарепродуктивную функцию, а метилртуть

особенно опасна для зародышей, т.к. легко

проникая через барьер плаценты, поражает

развивающуюся нервную систему

Допустимые дозы ртути в морепродуктах

Европейское законодательство: 0.5-1.0 мг/кг сырого веса

Регулирование потребления морепрдуктов в США:[CH3Hg] в рыбе

(мг/кг )Потребление рыбы

(раз/месяц)0.12 –0.24 4

0.24 – 0.36 3

0.36 – 0.48 2

0.48 – 0.97 1

0.97 – 1.90 0.5

>1.90 0