Ксенобіотики

Люди, прагнучи до максимального задоволення своїх потреб, створюють нові речовини, виробляють велику кількість матеріалів, технічних пристроїв, предметів побутового призначення. Як правило, ці штучні предмети, хімічні речовини, різні відходи мають особливі властивості, несумісні з природними системами і самою людиною. Вони мають кінцевий термін корисного використання, не розкладаються або розкладаються дуже повільно, забруднюють атмосферу, гідросферу, ґрунт, безпосередньо або побічно негативно впливають на людей. Наприклад, розвиток атомної енергетики пов'язаний з появою великої кількості радіоактивних відходів, що потребують особливого поводження, бо вони небезпечні для людини і всього живого. На планеті накопичено великі запаси вибухових речовин і хімічної зброї, побутових і промислових відходів. Над проблемами їх знешкодження працюють інженери і вчені в усіх країнах, але поки що задовільних рішень не знайдено.

За даними природоохоронних органів, на кожного мешканця України припадає майже 400 т відходів, причому 87 т з них єособливо токсичними. Загальна маса накопичених у державі промислових і побутових відходів наприклад, у 1999 р. становила 4,4 млрд т. У великих кількостях зберігається ракетне паливо, не утилізовано понад 13 тис. т заборонених і непридатних до використання пестицидних препаратів. Сільськогосподарські угіддя захаращуються побутовим сміттям, що призводить до вилучення із господарського обороту десятків тисяч гектарів землі.

Речовини і предмети штучного походження, що шкодять природному середовищу і людині, називають ксенобіотиками, тобто чужими життю (від гр. "ксенос" — чужий і "біо" — життя).

Становище, що складається на сьогодні у зв'язку з накопиченням ксенобіотиків у природі, визначають як антропогенний екоцид, а також як екологічну кризу. За сукупною дією

на людину і біосферу ці речовини є супертоксикантами. Вони створюють медичну, економічну та соціальну проблеми. Ці проблеми існували і раніше, перш ніж людство звернуло на них серйозну увагу. Вони проявились у вигляді важких вроджених каліцтв, захворювань, які раніше не були відомі, у загибелі тварин і рослин.

Для прикладу наведемо характеристику найпоширенішого на сьогодні ксенобіотика — діоксину. За рівнем токсичності ця сполука поступається лише таким природним отрутам, як збудники ботулізму і дифтерії, а також таким відомим отрутам, як кураре та ціанистий калій. Слід зауважити, що діоксин не використовується в жодному виробництві. Це домішка, утиль, цілком побічний продукт, але він настільки агресивний ксенобіотик, що діоксинова небезпека визнана в усьому світі глобальною проблемою.

Встановлено, що діоксин має найнижчу граничнодопустиму концентрацію з усіх відомих на сьогодні хімічних сполук (менше ніж 10^-9 г/кг маси). За даними Агентства із захисту навколишнього середовища (США), добова доза діоксинів для дорослої людини не повинна перевищувати 320*10^{-12 г. За цими ж даними, населення США щоденно споживає до 199 кг діоксинів, причому основними продуктами, в яких накопичується діоксин, є м'ясо, молоко, риба, яйця. Жоден з відомих біоорганізмів не здатен переробити або вивести цю речовину. Крім того, методика визначення вмісту діоксину у навколишньому середовищі була розроблена зовсім недавно, досить складна і має значну вартість: ціна одного аналізу перевищує 1000 дол. США.}

Діоксин — це кристалічна речовина білого кольору, нерозчинна у воді, хімічно інертна, спеціальних засобів дегазації її не існує. Створюється діоксин внаслідок складних хімічних перетворень. Основними джерелами потрапляння діоксину в навколишнє середовище є підприємства, що використовують у технологічному процесі хлор. До них належать:

підприємства хімічної промисловості, які виробляють хлорбензоли та поліхлоровані біфеноли, що використовуються як присадка до трансформаторних масел, машинних мастил та гідравлічних рідин;

виробництво полівінілхлориду — як ізоляційний матеріал;

целюлозно-паперова промисловість, у технологіях якої використовуються хлорні реагенти для відбілювання паперу.

Джерелами діоксину можуть бути також:

автомобільний транспорт — при спалюванні дизельного палива, бензину із свинцевими присадками;

спалювання промислових, побутових і медичних відходів.

Варто зауважити, що діоксин, крім власної високої токсичності, має здатність підсилювати токсичність інших отрут та дію іонізуючих випромінювань.

Наведемо кілька прикладів забруднення навколишнього середовища діоксинами. Під час війни у В'єтнамі США знищували джунглі за допомогою так званої "оранжевої суміші", до якої додавалася сполука — діоксин, який і спричинив виникнення різних хвороб у в'єтнамців та американських солдат, що брали участь у бойових діях. У В'єтнамі довгий час з'являлися на світ "оранжеві діти".

Катастрофічне забруднення навколишнього природного середовища діоксинами відбулося в м. Севезо (Італія) у 1976 р., де на заводі з виробництва фенолу стався витік 25 кг діоксину. Внаслідок аварії сотні людей були отруєні діоксином. Довелося евакуювати населення з площі 97 га та забити 75 тис. сільськогосподарських тварин.

У 1968 р. в Японії, а в 1979 р. на Тайвані спостерігалися масові отруєння рисовою олією, забрудненою діоксином, при цьому потерпіло понад 4000 тис. чоловік. У печінці потерпілих було виявлено значний вміст діоксину.

За своїми фізичними властивостями діоксин має високу стійкість — 10...12 років, не розчиняється у воді, розчинний лише в органічних розчинниках, має велику термостійкість (розкладається при температурі 1400...1500 °С), має здатність накопичуватися в ґрунті, рослинах, біоорганізмах. Постійне накопичення діоксинів у ґрунті призводить до знищення всіх живих організмів, що можуть там бути.

Основними наслідками дії діоксину на людину є: серйозні ураження шкіри, канцерогенний ефект, руйнування ЦНС, порушення розвитку ембріонів. Цей ксенобіотик здатен також сильно пригнічувати імунну систему — організм внаслідок цього стає чутливим до різноманітних інфекційних хвороб. Ця обставина

досить часто маскує отруєння діоксином під звичайні застудні та інфекційні захворювання.

Щоб зменшити накопичення діоксинів у навколишньому природному середовищі, розроблено десятки профілактичних рекомендацій. Найважливішими з них є: розроблення бездіоксинових технологій; модернізація виробництв і очищення територій; призупинення будівництва заводів із спалювання хлоровмісних відходів; відмова від використання хлоровмісних речовин при виробництві бензину і дизельного палива; заборона використання в сільському господарстві хлорорганічних пестицидів.

У свою чергу, Всесвітня організація "Грінпіс" пропонує такі заходи з очищення планети від діоксинів: виготовлення молочних продуктів у скляній тарі; використання паперу, виготовленого з макулатури; використання паперових шпалер; відмова від лінолеуму, мийних засобів, які містять сполуки хлору; відмова від використання виробів з пластику та полівінілхлориду. Зрозуміло, що дотримання цих рекомендацій не є простою справою, на їх реалізацію потрібен час і значні обігові кошти. Проте ряд держав (США, Німеччина, Японія, Австрія та ін.) вже розпочали реалізацію деяких з названих рекомендацій.

До ксенобіотиків можна зарахувати також галогеновмісні вуглеводні, що мають технічну назву хладони (фреони, фторхлорметани). Хладони малотоксичні, прості у використанні, не спричинюють корозійної дії. їх використовують як холодоагенти, пропеленти в аерозольному пакуванні косметичних засобів, як компоненти вогнегасних сумішей, розчинників. Хладони стали використовувати в промисловості на початку 30-х років.

У 1974 р. вчені Ф.С. Роуленд і М.Д. Моліна висловили припущення, що так звана "озоновадірка" пов'язана з накопиченням у верхніх шарах атмосфери атомів хлору, які утворилися внаслідок викидів фреонів. За це відкриття вчені отримали Нобелівську премію 1995 р. в галузі хімії. Обґрунтованість гіпотези була підтверджена прямими вимірюваннями. Розрахунки показують, що зменшення вмісту озону на 1 % призведе до збільшення ультрафіолетової радіації на поверхні Землі на 1,4...2,5 %. У 1987 р. укладено міжнародну угоду — Монреальський міжнародний протокол, який зобов'язує всі країни з 1994 р. обмежити, а до 2000 р. повністю припинити виробництво і використання всіх озоноруйнівних матеріалів. Слід додати,

що за Монреальським протоколом допускається потрапляння в атмосферу за рік до 400 т відходів, що містять фреон.