Актуальность. Биоциды как объекты токсикологии
Человечество платит высокую ценуза прогресс своего развития в виде вдыхания загрязнённого смогом воздуха, проблем очистки воды из загрязнённых рек, снижения качества пищевых продуктов ввиду применения химических средств, утраты части растительного и животного мира. Учёные обеспокоены тем, что опасность отравления окружающей среды (ОС) в результате прогрессирующей химизации практически не поддаётся контролю. Достижения химии и биологии стремительно увеличивают список синтезированных токсичных (ядовитых) химикатов (ТХ) (около 2 млн. веществ из 6 млн существующих).
Разумеется, не все эти ТХ обладают высокой токсичностью для человека и живых организмов, но, распространяясь на больших территориях, сильно заражают ОС, существенно аккумулируются в каждом из звеньев пищевых цепей. Эти синтетические токсиканты ОС (экотоксиканты (ЭТ)) являются веществами – чуждыми метаболизмам растений и животных, поэтому их часто называют ксенобиотиками (чуждые жизни) и биоцидами (жизнь убивающими; выделяют: пести-, инсекти-, фунги-, зооциды). Биоциды – разновидность биологически или физиологически активных веществ (БАВ), попавших в биологический круговорот и вызывающих отравление среды.
Если опасность ИИ (всего 5 видов) и РА важнейших изотопов (около 20) изучена и широко известна, то токсичность ТХ реально изучена лишь для 10% из «изученных». Токсические свойства близких построению ТХ могут сильно различаться. Так CO – сильнейший карбоксиметгемоглобинобразователь атмосферы; CO2 даёт в водном растворе слабую угольную кислоту, опасен с определенной концентрацией в воздухе. Метанол – яд; этанол – наркотическое вещество, единственный антидот – гомолог спасения поражённых метанолом. Их смесь – денатурирированный спирт – ядовитая жидкость, предмет вожделения токсикоманов, знающих, что ядовитое действие метанола нейтрализуется этанолом смеси. Рассмотрение примеров можно проследить на классе органических спиртов (1, 2, 3-основных): этанол, этиленгликоль (яд), глицерин (основа косметики). F – микроэлемент организма, его избыток – яд. Все они обладают различной токсичностью. Хлор хлорида натрия – необходимый элемент физиологии организмов и ОС, хлор в ОС делает их мощнейшими биоцитоми.
|
|
|
Биоциды можно считать химическими компонентами ОС, поступающими в количестве (качестве) не соответствующем метаболизму организма, и поэтому несовместимыми с его жизнью. Токсикология ТХ не рассматривает не только ИИ и РА изотопов, но и эндогенные (рождённые внутри организма) интоксикации. Наибольшую опасность для организмов представляют занесённые в организм извне экзогенные токсичные яды. На практике причиной отравлений и источником опасности обычно бывают ТХ гораздо менее токсичные, но легко доступные (поэтому медицинские препараты различных классов токсичности требуют различных ограничений доступности в хранении).
|
|
|
В последние годы интенсивно синтезируются химикаты, которые лет 50 назад были известны наполовину (или не были известны) или не использовались. По разным данным в мире синтезируется боле 50 тыс. химикатов в год, из которых находят применение около 10 тыс., добрая половина которых – БАВ в основном токсичны. Так, только для целевого применения в мире производится 2 млн т пестицидов, в десятки раз большее количество других химикатов. ТХ являются загрязнителями ОС (атмосферы, вод), продуктами топливно-энергетического и транспортного комплексов, химической, нефтехимической и коксохимической промышленности, чёрной и цветной металлургии и др. производств неорганических веществ и органического синтеза. Нельзя забывать и о вкладе естественных источников в заражение ОС (вулканическая деятельность и др.).
1.2 Химическая природа – основа токсичности веществ
Физические и химические свойства любых веществ определяются химической формулой, структурой молекул и наличием функциональных групп. Они определяют реакционную способность, токсичность и устойчивость ТХ. Но одно и то же вещество может быть экотоксикантом ОС, представлять опасность как источник бытовых острых отравлений (ОО) и представлять исключительную аварийную химическую опасность (из-за высоких значений параметров технологического процесса (t, P и др.) при нарушении технологических режимов производств, правил хранения и транспортировки легколетучих, сжатых до жидкостей ТХ) – аварийно химически опасные вещества (АХОВ) или СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества). Кратко приведём отдельные примеры таких токсичных химикатов (ТХ).
|
|
|
Основные пестициды и яды бытовой химии (ядро современных ЭТ) близки по химической природе, характеру, механизму, особенностям токсического действия (ТД) и мерам ПМП (первая мед. помощь) к стоящим особняком по сверхвысокой токсичности отдельным классам ядов военной химии – фосфорорганическим (ФО) отравляющим веществам (ОВ). Производство ФОС, пестицидов, ядов бытовой химии и ОВ ассимилировано у всех мировых производителей. Проблемы пестицидной токсикации планеты сродни нерешённой проблеме уничтожения запасов ОВ: как утилизировать продукты уничтожения ОВ (хлор-, фтор-, мышьяксодержащие соединения), когда эти элементы делают любые вещества ядами? Отдельные современные пестициды по токсичности почти не уступают ОВ и лишь их сильно (в 10 
) разбавленные растворы применяются целенаправленно.
|
|
|
Аммиак – непревзойдённое нейротропное вещество, в малых концентрациях приводящее «в чувство». Сжиженный NH 
или раствор аммиачной воды ранее широко применялся, как лучшее азотное удобрение для полей. Он транспортировался по трубам (например, был аммиакопровод Тольятти – Одесса, проходивший по территории Тамбовской области). В аварийных ситуациях аммиак представляет исключительную опасность как высоколетучее и сильнотоксичное АХОВ. В то же время известна его роль как ЭТ при образовании сульфатов.
Производные аммиака (гидразин и несимметричный диметилгидразин – смесь) – основное ракетное топливо всех жидкостных ракет устаревших поколений. Огромные запасы этих веществ «дожигаются» космическими запусками (российских спутников и космических кораблей). Естественно, огромный экологический вред наносят продукты сгорания этих веществ (газообразные, разбавленные атмосферой). Окислителем этих топлив в отдельных типах ракет был «меланж» – насыщенная двуокисью азота азотная кислота. Продукты сотен тысяч тонн сгоревшего жидкого РТ и остатков окислителей – окислы азота наполнили атмосферу планеты. Наша страна здесь «впереди планеты всей», а мы только около 10 лет назад начали слышать о роли таких загрязнений в экологической безопасности (ЭБ) планеты.
Но этим не исчерпана роль этих топлив, как ЭТ: аварийные утечки (даже не взрывы и пожары) их малых количеств могут грозить экологической катастрофой большим территориям (областям). Характер ТД этих АХОВ – нейротропный (но не путать с нервно-паралитическим!) с чрезвычайной токсичностью, с жуткой картиной поражений. Неужели сжигание в ракетах этих мощных ЭТ есть единственный способ уничтожения их запасов?
Синильная кислота (HCN) и цианиды K, Na известны как быстродействующие яды, реже – инсектициды. Бывшее ОВ 1-й мировой войны, она широко применялась в органическом синтезе (производство органического стекла, полимеров – полиуретанов), как добавка при гальванических покрытиях Me, для извлечения золота из руд. Мировое производство – около 1млн т/год. Токсикологически цианиды в малых дозах обезвреживаются глюкозой в организме. Горение пластмасс (мягкой мебели) в условиях недостатка воздуха закрытых помещений приводит к выделению HCN и угрозе гибели людей. Технологически опасное АХОВ, но механизм ТД HCN изучен, антидотная терапия разработана.
Таким образом, представленные выше примеры ТХ, которые несут опасность при их целенаправленном применении человеком и внедрении, благодаря устойчивости, в звенья пищевых цепей, являясь ФАВ представляют интерес с точки зрения экологической токсикологии и химической безопасности производств и территорий (составной части экологической безопасности (ЭБ)) как объекты изучения токсикологии.
Классификация ТХ
Ядовитые вещества классифицируются по:
I Токсикологической опасности (характеру, токсичности, особенностям и механизму ТД; основным вызываемым поражениям или синдромам) – см ниже.
II Химическому строению (к какому классу химических соединений относится и реакционная способность).
III Назначению. Можно выделить:
1) пестициды (ФОС, галогенуглеводороды – HalУВ, ядохимикаты, токсичные мeталлы: Hg, Cd, Pb, Zn, их неорганические и металлорганические соединения);
2) ТХ (HalУВ, фреоны, формальдегид, диоксины и др.);
3) УВ и их производные (продукты нефтеперегонки, сопутствующий и природный газ, заменители фреонов, растворители, лаки, краски, пластмассы, полимеры и др.);
4) газы – загрязнители атмосферы – продукты горения (CO, CO 
, SO , NO 
и др.);
5) ПАВ – СМС;
6) лекарственные ФАВ;
7) добавки к пищевым продуктам, пищевые химикаты;
8) удобрения.
IV Источникам массовых выбросов:
1) газообразные продукты горения (CO, CO , SO , NO , несгоревшие УВ, ТХ),
2) сбросы в сточные промышленные и бытовые воды, выбросы в почву.
Каждая группа ТХ в этих классах содержит тысячи ТХ. Естественно не может быть речи о единой классификации ядов, но классификация по отдельным признакам будет рассмотрена ниже.
1.4 Химическая опасность (ХО=ФХО+ТО) ТХ
Поскольку опасность ФАВ определяется химической природой, то представляет интерес физико-химическая и токсикологическая опасность (ФХО и ТО) ТХ. ФХО включает их физические свойства, химические свойства и выводы из них, которые можно расположить в определенной логической последовательности (алгоритм) для оценки ХО ТХ (как ЭТ, АХОВ, яда острого отравления и т.п.). ТО систематизирует токсическое действие веществ, оценку ядовитости и опасности поражений; симптоматику и диагностику, профилактику и меры ПМП при ситуациях различного характера: от экологических до чрезвычайных химически опасных.
Представленные ниже последовательности ФХО и ТО легли в основу рассмотрения химической опасности всех приведённых в пособии токсикантов и химикатов. Это необходимо экологам, специалистам по экологической и ХБ, а также химикам и биологам, преподавателям безопасности жизнедеятельности.
1.4.1 ФХО
А: Физические свойства и выводы из них:
1. Внешний вид (агрегатное состояние, цвет, запах, плотность жидкой фазы, вязкость): возможность органолептического определения;
2. Ткип и Тзам, относительная плотность паров по воздуху.
2.1 Летучесть при обычных Т, 
C (связать с Т 
): поражающие состояния во времена года; стойкость заражения местности; возможность создания поражающих концентраций паров; индикация паров ТС; необходимость защиты ОД (органов дыхания) и кожи.
2.2. Сорбируемость паров и впитываемость капель в пористые материалы: возможность снятия ФП после выхода с УЗ; занос в убежище на одежде; трудность дегазации пористых материалов, ИСЗ.
3. Растворимость:
3.1. в воде и гидролитическая устойчивость; возможность и длительность заражения поверхности («пятно»), объёма и придонного слоя воды; использование воды для приготовления ДР, смывания и экстракции;
3.2. в орг-х р-лях, жирах, маслах; кожно-резорбтивная способность, необходимость защиты кожи, ЖКТ; заражение масел и жиров во всём объёме; использование органических растворителей для приготовления ДР, для смывания и экстракции.
4. Горючесть и взрывоопасность:
4.1. горючесть и летучесть ТХ, создание взрывоопасных смесей с воздухом;
4.2. t, C вспышки, самовоспламенения;
4.3. выделение ТХВ при горении.
Б. Химические свойства и выводы из них:
1) Химическая формула, химическое название: к какому классу химических соединений относится, реакционнная способность.
2) Хим. реакции, определяющие индикацию и нейтрализацию: уравнение и сущность реакции; название исходных и конечных продуктов; применение в экологической защите.
ТО
1. Характер ТД (токсического действия).
2. Токсичность при различных путях поступления.
3. Особенности ТД (летальность; пути поступления; быстродействие; кумуляция; сенсибилизация и др.).
4, 5. Механизм ТД. Симптомы (признаки) поражения.
6. Профилактика и ПМП (первая мед. помощь).
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!