Загальні відомості про діоксини

Діоксини - загальні відомості і джерела утворення

На тлі подій кількарічної давнини, пов'язаних з отруєнням екс-президента України В. Ющенка, про діоксини почали говорити скрізь. Проте, що ж таке насправді діоксин, знає зовсім невелика кількість людей, а про справжню шкідливість діоксину знають і того менше. Ми спробуємо пролити світло на цей небезпечний екотоксикант. «Екологія життя» починає серію публікацій «Діоксини», з яких ви отримаєте багато інформації про ці шкідливі речовини - від історії їх утворення до поширення на сьогоднішній день; від шляхів потрапляння в організм до способів дії на живі клітини.

Історія людства знає безліч випадків появи в біосфері великих кількостей потенційно небезпечних речовин. Дія цих чужорідних з'єднань (ксенобіотиків) на живі організми іноді була причиною трагічних наслідків, прикладом яких може служити історія з інсектицидом ДДТ. Ще більшу сумну популярність діоксин здобув, коли з'явився в навколишньому середовищі низки країн Заходу в 50-60-ті роки, а також в Південному В'єтнамі під час хімічної війни, яку вели США в період з 1961 по 1972 р.

Діоксином в органічній хімії називають шестичленний гетероцикл, в якому два атоми кисню зв'язані двома подвійними вуглець-вуглецевими зв'язками. Діоксин може утворюватись різними способами (рис.1)

Рис. 1. Один з механізмів термічного утворення діоксинів

У токсикології під терміном «діоксин» розуміють похідну цієї сполуки, а саме 2,3,7,8-пара-діоксин, який є представником доволі широкої групи надзвичайно небезпечних ксенобіотиків з числа поліхлорованих поліциклічних сполук.

Токсичність діоксину і деяких отрут
Речовина
Тварина
Мінімальна летальна доза, мікромоль/кг
Ботулінічний токсин
Миша
3,3×10-17
Дифтерійний токсин
Миша
4,2×10-12
Діоксин
Морська свинка
3,1×10-9
Кураре
Миша
7,2×10-7
Стрихнін
Миша
1,5×10-6
Діїзопропіл­фторфосфат
Миша
1,6×10-5
Ціанід натрію
Миша
3,1×10-4

Діоксин – одна з найпідступніших отрут, відомих людству. На відміну від звичайних отрут, токсичність яких пов'язана з придушенням ними певних функцій організму, діоксин і подібні йому ксенобіотики вражають організм завдяки здатності сильно підвищувати (індукувати) активність ряду окислювальних залізовмісних ферментів (монооксигеназ), що призводить до порушення обміну життєво важливих речовин і придушенню функцій систем організму.

Діоксин небезпечний з двох причин. По-перше, будучи найсильнішою синтетичною отрутою, він відрізняється високою стабільністю, довго зберігається в навколишньому середовищі, ефективно переноситься по ланцюгах живлення і таким чином тривалий час впливає на живі організми. По-друге, навіть у відносно нешкідливих для організму кількостях діоксин сильно підвищує активність вузькоспеціалізованих монооксигеназ печінки, які перетворюють багато речовин синтетичного і природного походження в небезпечні для організму отрути. Тому вже невеликі кількості діоксину створюють небезпеку для живих організмів.

З 1971 р. проблема діоксину і споріднених йому з'єднань регулярно обговорюється в США на спеціальних конференціях, які останнім часом проводяться щорічно, як міжнародні форуми вчених зацікавлених країн.

За останні 10-12 років широко розглянуті наукові аспекти цієї проблеми. Все, що вдалося дізнатися про діоксин, свідчить про надзвичайну небезпеку цієї речовини для людини, особливо в умовах хронічного отруєння, і дозволяє сформулювати основні задачі, що постали перед людством у зв'язку з появою цього ксенобіотика в природі. Разом з тим проблемі діоксину властиві ще і соціальні, політичні і військові аспекти. Саме тому в деяких країнах Заходу, і особливо в США, свідомо намагаються замовчати окремі сторони проблеми, не розголошуючи інформацію, яка може розкрити небезпеку цієї отрути для людства, використовуючи результати некоректних дослідів для форсування думок про діоксин і т.д.

Історія діоксину і її уроки

Історія діоксину тісно пов'язана з проблемами вигідної асиміляції поліхлорованих бензолів, що є відходами ряду великотоннажних хімічних виробництв. На початку 30-х років фірмою „Дау Кемікал" (США) був розроблений спосіб отримання поліхлорфенолів з поліхлорбензолів лужним гідролізом при високій температурі під тиском, і доведено, що ці препарати, що одержали назву дауцидів, є ефективними засобами для консервації деревини.

Вже в 1936 р. з'явилися повідомлення про масові захворювання серед робітників шт. Міссісіпі, зайнятих консервацією деревини за допомогою цих агентів. Більшість з них страждали на важке шкірне захворювання - що спостерігалося раніше серед робітників хлорних виробництв. В 1937 р. були описані випадки аналогічних захворювань серед робітників заводу в Мідланді (шт. Мічіган, США), зайнятих у виробництві дауцидів. Розслідування причин ураження в цих і багатьох подібних випадках призвело до висновку, що чинник, який призводить до хвороби присутній тільки в технічних дауцидах, а чисті поліхлорфеноли подібною дією не володіють.

Розширення масштабів враження поліхлорфенолами надалі було обумовлено їх використовуванням у військових цілях. Під час другої світової війни в США були одержані перші гербіцидні препарати гормоноподібної дії на основі 2,4-дихлор- і 2,4,5-трихлорфеноксиоцтових кислот (2,4-Д і 2,4,5-Т). Ці препарати розроблялися для ураження рослинності Японії і були прийняті на озброєння армією США незабаром після війни. Одночасно ці кислоти, їх солі і ефіри стали використовуватися для хімічної прополки бур'янів в посівах злакових культур, а суміші ефірів 2,4-Д і 2,4,5-Т - для знищення небажаної деревної і чагарникової рослинності. Це дозволило військово-промисловим колам США створити великотоннажні виробництва 2,4-дихлор-, 2,4,5-трихлорфенолів, а на їх основі кислот 2,4-Д і 2,4,5-Т.

На щастя, виробництво і вживання 2,4-Д не мали негативних наслідків для людства. Навпаки, вивчення властивостей 2,4-Д і її похідних з'явилося могутнім імпульсом до становлення сучасної хімії гербіцидів. Зовсім інакше розвивалися події, пов'язані з розширенням масштабів виробництва і вживання 2,4,5-Т.

Вже в 1949 р. на заводі в Нітро (шт. Зах. Вірджинія, США), по виробництву 2,4,5-трихлорфенолу, відбувся вибух: 250 чоловік одержали серйозні травми. Правда, про цей факт стало відомо лише в кінці 70-х років, а що стосується наслідків вибуху для місцевого населення і навколишнього середовища, то вони все ще покриті таємницею.

У 50-ті роки з'явилися повідомлення про часті ураження технічними 2,4,5-Т і трихлорфенолом на хімічних заводах у ФРН і у Франції, причому наслідки вибухів в Людвігсхафені (1953 р., завод фірми БАСФ) і Греноблі (1956 р., завод фірми „Рон Пуленк") обговорювалися широко і детально. Численні випадки уражень робітників трихлорфенолом в 50-ті роки мали місце і в США (на заводах фірм „Дау Кемікал" „Монсанто" „Хукер" „Діаманд" і ін.). Проте ці інциденти до кінця 70-х років не розголошувались.

Період з 1961 по 1970 р., коли заводи по виробництву 2,4,5-Т працювали з граничним навантаженням у зв'язку з масовими військовими закупівлями армією США, був особливо насичений подіями, пов'язаними з діоксином. Масові ураження, обумовлені вибухами на заводах, мали місце в США, Італії, Великобританії, Голландії і Франції. Всі ці інциденти (за винятком тих, що відбулися у Франції) не висвітлювалися у пресі до кінця 70-х років. Особливо страшними були наслідки вибуху на заводі фірми „Філіпс Дюффар" в Амстердамі (1963 р.), після якого адміністрація заводу була вимушена демонтувати устаткування, виробничі приміщення і затопити їх в океані.

Останні десятиріччя також не обійшлися без численних подій на заводах по виробництву і переробці 2,4,5-трихлорфенолу. Найстрашнішою була катастрофа в р. Севезо (1976 р., Італія), – в результаті якої постраждали не тільки робітники, але і місцеве населення. Для ліквідації наслідків цього інциденту з великої території довелося видаляти поверхневий шар грунту.

Причини ураження робітників, зайнятих на виробництві і переробці 2,4,5-трихлорфенолу, були встановлені в 1957 р. майже одночасно трьома групами учених: Г. Гофман (ФРН) виділив в чистому вигляді хлоракновий чинник технічного трихлорфенолу, вивчив його властивості, фізіологічну активність і приписав йому будову тетрахлордибензофурану. Синтезований зразок цього з'єднання дійсно діяв на тваринах, як і технічний трихлорфенол.

У цей же час К. Шульц (ФРН), фахівець в області шкірних захворювань, звернув увагу на те, що симптоматика ураження його клієнта, що працює з хлорованими дибензо-пара-діоксинами, ідентична симптоматиці ураження технічним трихлорфенолом. Проведені ним дослідження показали, що хлоракногенним чинником технічного трихлорфенолу дійсно є 2,3,7,8-пара-діоксин (діоксин) – неминучий побічний продукт лужної переробки симетричного тетрахлорбензолу. Пізніше висновки К. Шульца одержали підтвердження в роботах інших учених.

Висока токсичність діоксину була встановлена в 1957 р. і в США. Це відбулося після нещасного випадку з американським хіміком Дж. Дітріхом, який, займаючись синтезом діоксину і його аналогів, одержав сильне ураження, що нагадувало ураження технічним трихлорфенолом, і був госпіталізований на тривалий термін. Цей факт, як і багато інших інцидентів на виробництвах трихлорфенолу в США, був прихований від громадськості, а синтезовані американським хіміком галогеновані дибензо-п-диоксини вилучені для вивчення військовим відомством.

Таким чином, в кінці 50-х років була виявлена причина частих уражень технічним трихлорфенолом і встановлений факт токсичності діоксину і тетрахлордибензофурану. Більш того, в 1961 р. К. Шульц опублікував докладні відомості про надзвичайно високу токсичність діоксину для тварин і показав особливу небезпеку хронічного ураження цією отрутою. Так, через 25 років після появи в природі, діоксин перестав бути невідомим „хлоракногенним чинником".

До цього часу, не дивлячись на високу токсичність, 2,4,5-трихлорфенол пройшов до багатьох сфер виробництва. Його натрієва і цинкова солі, а також продукт переробки – гексахлорофен сталі широко застосовуватися як біоцидні препарати в техніці, сільському господарстві, текстильній і паперовій промисловостях, в медицині і т.д. На основі цього фенолу готувалися інсектициди, препарати для потреб ветеринарії, технічні рідини різного призначення. Проте найширше вживання 2,4,5-трихлорфенол знайшов у виробництві 2,4,5-Т і інших гербіцидів, призначених не тільки для мирних, але і для військових цілей. В результаті до 1960 р. виробництво трихлорфенолу досягло значного рівня – десятків тисяч тонн в рік.

Наступні статті циклу:

X

Вхід

Завантажую...