Ekologichesky_monitoring (1) / Диокси́ны

Диокси́ны - тривиальное название полихлорпроизводных дибензо[b, e]-1,4-диоксина. Название происходит от сокращённого названия тетрахлорпроизводного - 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина; соединения с другими заместителями — галогенидами — также относятся к диоксинам. Являются кумулятивными ядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков.

Название одного из диоксинов - «прародителя всего семейства»: 2,3,7,8-тетрахлородибензо-п-диоксин, сокращённо 2,3,7,8-TCDD. Химическая формула C₁₂H₄Cl₄O₂.

Общая характеристика

Диоксины - это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10⁻⁶ г на 1 кг живого веса, что существенно меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана, зарина и табуна (порядка 10⁻³ г/кг).

Механизм действия

Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.^[1]

Диоксины, подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний. Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез. Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИД’а».

Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей.^[2]

В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов - с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт, остальные 10 процентов - с воздухом и пылью через лёгкие и кожу. Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту^[3] и с грудным молоком они передаются плоду и ребенку.

Острая токсичность

• Доза, раздражающая кожу - 0,0003 миллиграмма на килограмм веса^[4]

• LD₅₀ — 0,07 мг/кг для обезьян, перорально.^[4]

Нормативы содержания диоксинов в объектах окружающей среды в различных странах
Среда		Ед.изм.	США	Германия	Италия	СССР^[5]/Россия
Атмосферный воздух населённых мест^[6]		пг/м³	0,02	-	0,04	0,5
Воздух рабочих помещений		пг/м³	0,13	-	0,12	-
Вода		пг/л	0,013	0,01	0,05	20
Почва сельскохозяйственных угодий		нг/кг	27	5	10	-
Почва, не используемая в сельском хозяйстве		нг/кг	1000	-	50	-
Пищевые продукты		нг/кг	0,001	-	-	-
Молоко (пересчёт на жир)		нг/кг	-	1,4	-	5,2
Рыба (пересчёт на жир)		нг/кг	-	-	-	88

Диоксины образуются в качестве побочного продукта при производстве гербицидов хлорфенольного ряда (прежде всего, производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислот, а также их эфиров).

Так, например, производство 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты включает последовательные стадии гидролиза тетрахлорбензола в метанольном растворе щелочью с получением 2, 4, 5-трихлорфенолята натрия и последующее алкилирование 2,4,5-трихлорфенолята натрия хлоруксусной кислотой; 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин образуется на обеих стадиях при самоконденсации 2,4,5-трихлорфенолята натрия:

В частности, во время войны во Вьетнаме с 1961 по 1971 годы в рамках программы по уничтожению растительности «Ranch Hand» в качестве дефолианта применялся Agent Orange — смесь 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-D) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-T), содержащая примеси полихлорбензодиоксинов. В результате из-за воздействия диоксинов пострадало значительное число как вьетнамцев, так и солдат, контактировавших с Agent Orange.

Диоксины также образуются как нежелательные примеси в результате различных химических реакций при высоких температурах и в присутствии хлора. Основные причины эмиссии диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространённого поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов. Другой источник опасности — целлюлозно-бумажная промышленность. Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ.

Молярная масса 321,98; Температура плавления 320—325 °C (не разлагается при температурах до 750°C); растворимость в воде около 0,001 %.

Аномально высокие токсичные свойства диоксинов связаны со строением этих соединений, с их специфическими химическими и физическими свойствами.

• Практически не растворимы в воде.

• До температуры 900 °C на диоксины не действует термическая обработка.

• Период их полураспада в окружающей среде приблизительно 10лет.^[4]

• Попадая в организм человека или животных, накапливаются в жировой ткани и очень медленно разлагаются и выводятся из организма (период полураспада в организме человека составляет от 7-11 лет).

• Нейтрализуется в лабораторных условиях методами дехлорирования, например, нафтолятом натрия.^[4]

В настоящее время идёт поиск генетической модификации некоторых видов бактерий с целью улучшить их способности к поглощению диоксинов.^[7]

Также в настоящее время для определения содержания диоксинов применяют хромато-масс-спектрометрию и анализ с помощью биотестов (CALUX).

Катастрофа в Севезо

Взрыв 11 июля 1976 года в итальянском городе Севезо на химическом заводе швейцарской фирмы ICMESA выбросил в атмосферу облако диоксина. Облако повисло над промышленным пригородом, а затем яд стал оседать на дома и сады. У тысяч людей начались приступы тошноты, ослабло зрение, развивалась болезнь глаз, при которой очертания предметов казались расплывчатыми и зыбкими. Трагические последствия случившегося начали проявляться через 3—4 дня. К 14 июля амбулатории Севезо переполнили заболевшие люди. Среди них было много детей, страдающих от сыпи и гноящихся нарывов. Они жаловались на боли в спине, слабость и тупые головные боли. Пациенты рассказывали докторам, что животные и птицы в их дворах и садах начали внезапно умирать. На протяжении нескольких лет после аварии в районах вокруг фабрики наблюдалось резкое увеличение врожденных аномалий у новорожденных, в том числе spina bifida (расщепление позвоночника, открытый спинной мозг). Подобные аномалии были зафиксированы у вьетнамцев и потомства американских ветеранов войны во Вьетнаме из-за воздействия дефолианта Agent Orange, который распылялся над тропическими лесами для уничтожения растительности.

Диоксиноподобные соединения

Существует ряд хлорированных соединений обладающих действием, сходным с диоксином. К таким веществам относятся:

• галогенированные бифенилы

• галогенированные дибензофураны

• галогенированные азобензолы

• галогенированные нафталины

• галогенированные бифенилены

• бромированные дибензодиоксины

• галогенированные дибензо-краун-эфиры