Поліциклічні ароматичні вуглеводні

Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) є великим класом дуже різноманітних органічних сполук, молекули яких складаються з трьох або більше ароматичних кілець, що утворюють різні конфігурації.

Ідентифіковано понад 200 канцерогенних представників цієї групи. Вони шкідливо впливають на фізіологічний стан усіх організмів, починаючи від бактерій і закінчуючи організмом людини, внаслідок мутагенності, тератогенності та канцерогенності. Значна частина ПАВ є хімічними канцерогенами, що індукують злоякісні пухлини молочних залоз, м'язової та сполучної тканини.

Нижче наведені структурні формули найбільш канцерогенних ПАВ

Бенз(а)пірен Холантрен Перилен

Дибенз(а)пірен

До менштоксичних ПАВ відносять антрацен, фенантрен, пірен, флуорантен, структурні формули яких наведені нижче:

Антрацен Фенантрен Пірен Флуорантен

Канцерогенна активність, реальних сочетаний поліциклічних ароматичних вуглеводнів на 70 – 80% обумовлена 6енз(а)піреном. Тому за наявністю бенз(а)пірену в харчових продуктах та и інших об’єктах можна говорити про рівень їх забрудненості ПАВ та ступінь онкогенної небезпеки для людини.

ПАВ добре вивчені на прикладі БП – індикаторної сполуки цієї групи канцерогенів. БП характеризується максимальною відносною стабільністю при різноманітних фізико-хімічних впливах. Він завжди визначається там, де присутні і інші канцерогенні вуглеводні, будучи одним з найбільш розповсюджених та сильних канцерогенних агентів.

До природних абіогенних джерел, що формують природній фон ПАВ, відносять вулканічну діяльність, процеси нафто-, вугле- та сланцеутворення. Встановлена можливість синтезу ПАВ рослинними організмами (зокрема, декотрими злаковими), рядом бактерій (наприклад, Clostridium putride), фітопланктоном.

У результаті діяльності людини забрудненість біосфери канцерогенними ПАВ набагато збільшилась, а у промислових районах в сотні та тисячі разів перевищує їх природний фоновий рівень. Основні антропогенні джерела забруднення ПАВ атмосфери – промислові викиди та вихлопні гази автомашин.

Наявність ПАВ у викидах турбореактивних двигунів літаків є причиною широкого розповсюдження цих речовин у всіх шарах біосфери. Циркуляція ПАВ в атмосфері залежить від дисперсних часточок, котрими вони сорбуються, ступеню віддаленості джерела ПАВ від поверхні Землі, інтенсивності сонячної радіації, наявності природних фотооксидантів, що сприяють руйнуванню БП та інших канцерогенних ПАВ. Деструкція канцерогенних ПАВ може відбуватися під впливом УФ променів та озону.

Забруднення ПАВ водних екосистем відбувається у результаті скиду промислових стічних вод, а також викидів двигунів річних та морських кораблів. Циркуляція ПАВ у водному середовищі включає у себе процес їх розподілення між різними компонентами водної екосистеми та включення у ланцюги харчування. Ці процеси сприяють деструкції та зниженню вмісту ПАВ у водоймі. Більша частина ПАВ, як і більшість хімічних речовин, сорбується зваженими частками та осідає з ними на дно, звідки надходить у водорості та вищі водні рослини (водорості кумулюють більше ПАВ, ніж вищі водні рослини). Менша частина ПАВ, розчинена у воді, накопичується у мікропланктоні, по мірі відмирання котрого надходить у донні відклади.

Як у прісних, так і у морських водоймах виявлена мікрофлора, що здатна трансформувати БП. Специфічна біодеградація ПАВ за участю ендокринних систем клітин іде як у рослинних, так і у тваринних організмах (зокрема, у рибах). В організмі молюсків відсутні ендокринні системи деструкції ПАВ, внаслідок чого молюски накопичують канцерогенні речовини.

БП, що накопичуються у верхніх шарах (до 3 см) ґрунту, підлягають деструкції, швидкість котрої залежить від кількості БП, рН та вологості ґрунту, але у першу чергу — від складу мікробіоценозу. Біологічна очистка ґрунту від ПАВ забезпечується декотрими бактеріями, широко розповсюдженими у забрудненому ПАВ ґрунті та воді. Частково ПАВ накопичуються у рослинах.

Контамінація харчових продуктів ПАВ виникає в процесі їх технологічної обробки, зокрема при коптінні та деяких видах смаження в м'ясі, рибі, причому іноді в значній кількості (від 1 до 100 мкг/кг). Особливу небезпеку має смаження харчових продуктів у фритюрному жирі. Недавно ПАВ виявлені в чаї з Туреччини. Суттєве забруднення продуктів харчування відбувається при зберіганні у полімерних пакувальних матеріалах (жир молока екстрагує 95% бенз(а)пірену з парафіно-паперових пакетів або стаканчиків).

Доведено, що із продуктами тютюнопаління навіть так званих легких сигарет курець отримує бенз(а)пірену — одного з найнебезпечніших канцерогенів, у кілька разів більше, аніж мешканець потужного промислового міста може максимально вдихати з повітрям, а, викуривши одну звичайну сигарету з фільтром, – навіть у 5 – 6 разів. До речі, доза, яка спричинює мінімальний ефект за епідеміологічними показниками, є у 3 – 4 рази меншою за ту, яку отримує згаданий курець. Не набагато меншими є дози, які отримують люди, що перебувають у зоні впливу продуктів куріння, тобто в умовах так званого пасивного куріння.

В українських промислових містах особливо високе забруднення повітря бенз(а)піреном. Він має низьку розчинність у воді (одиниці мкг/л), на порядок вище – в крові людини. Леткий при кімнатних температурах, але основна його кількість у забрудненому ним повітрі завжди зв'язана з твердими частинками (це стосується і забрудненої води). Дощ суттєво і швидко очищає повітря від цієї речовини, змиваючи її в ґрунт.

Комісія з Кодексу Аліментаріус (ККА) у 2009 році прийняла перші керівні принципи для обмеження введення поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ) на завершальному етапі приготування харчових продуктів (процеси копчення і прямої сушки).

В харчовій сировині, отриманій з екологічно чистих рослин, концентрація бенз(а) пірена 0,03 – 1,0 мкг/кг, Умови термічної обробки значно збільшують його вміст до 50 мкг/кг і більш. Полімерні пакувальні матеріали можуть грати важливу роль забруднень харчових продуктів ПАВ, наприклад, жир молока екстрагує до 95% бенз(а)пірена з парафінобумажних пакетів або стаканчиків. Висока концентрація бенз(а) пірена і в тютюновому димі.

З їжею доросла людина отримує бенз(а) пірена 0,006 міліграм/рік. інтенсивно забруднених районах ця доза зростає в 5 і більше разів. ГДК бенз(а)пірена в атмосферному повітрі – 0,1 мкг/100 м³, у воді водоймищ — 0,005 міліграм/л, в ґрунті – 0,2 міліграм/кг. Вміст бенз(а)пірена (у мкг/кг) в різних харчових продуктах (Габович Р. Д,, Припутина Л.С., 1988) показана нижче:

Приведені вище дані свідчать про те, що бенз(а)пірен потрапляє в організм людини з такими харчовими продуктами, в яких до теперішнього часу існування канцерогенних речовин не передбачалося. Він виявлений в хлібі, овочах, фруктах, маргарині, оліях, в обсмажених зернах кави, копченині, жарених м'ясних продуктах. Причому його вміст значно коливається залежно від способу технологічної і кулінарної обробки або від ступеня забруднення навколишнього середовища