Полихлорированные бифенилы - раздел Электроника, ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ТОКСИКОЛОГИИ Как И Хлорорганические Пестициды, Полихлорированные Бифенилы (Пхб) Относятся ...
Как и хлорорганические пестициды, полихлорированные бифенилы (ПХБ) относятся к продуктам, промышленное производство которых дало значительный экономический эффект, но в конечном счете нанесло тяжелейший удар по биосфере, оказавшийся фатальным для некоторых биологических видов. Выпускаемые промышленностью ПХБ являются смесью множества индивидуальных соединений, содержащих различное число атомов хлора:
Для обозначения полихлорированных бифенилов, различающихся по числу и положению атомов хлора в молекуле, предложен специальный термин– конгенеры. Теоретически возможное число конгенеров ПХБ равно 209. В разных странах ПХБ выпускались под различными названиями – арохлоры (США), фенодоры (Франция), соволы (РФ) и т. д. В серии арохлор идентификация выпускаемой продукции осуществляется с помощью четырехзначного кода, например арохлор-1260. Первые две цифры этого кода относятся к структуре бифенила, а последние две показывают среднюю массовую долю (%) хлора в продукте.
Применение ПХБ основано на их химической инертности, негорючести, устойчивости к температурам порядка 500°С и высокой диэлектрической постоянной. ПХБ-пластификаторный используется в качестве пластификатора при производстве пластмасс (главным образом – поливинилхлорида), нитроцел- люлозных лаков, копировальной бумаги (примерно 12 г ПХБ на 1 кг бумаги).
ПХБ-электроизоляционный применяется как электроизоляционная жидкость в конденсаторах. ПХБ используются также в качестве изолятора в трансформаторах и как теплоноситель. Кроме того, большие количества ПХБ применялись как фунгициды для защиты деревьев от микробиологического разрушения, как смазочные материалы и добавки в судовые и другие краски. Чаще всего ПХБ получают газофазным хлорированием бифенилов в присутствии хлорного железа в качестве катализатора.
Производство ПХБ непрерывно возрастало с 1930 г. по 1970 г., после чего оно резко упало вследствие ограничения на продажу, введенного единственным в США производителем этой продукции. Тем не менее в 1971 г. во всем мире было произведено еще 48 тыс. т ПХБ (из них в США – только 1800 т).
О высокой токсичности ПХБ было известно давно, поэтому на их содержание в воздухе рабочей зоны были установлены довольно жесткие нормы предельно допустимых концентраций (0,5 в США и 1 мг/м3 в СССР). В 1950 – 1970-х годах неоднократно регистрировались случаи массового отравления сельскохозяйственных животных ПХБ и родственными соединениями. Например, в 1957 г. в США попадание ПХБ из тепловой установки в корм для бройлеров привело к одноразовой гибели нескольких миллионов птиц.
Загрязнение полибромированными бифенилами (они используются в системах предупреждения пожаров) корма крупного рогатого скота в штате Мичиган в 1972 г. вызвало массовое отравление животных; с мясными продуктами эти токсиканты попали в организм 9 миллионов человек.
Наносимый этими токсикантами ущерб природным экосистемам не сразу был осознан. Между тем гидрофобность, липофильность и персистентность ПХБ обусловливают большое время их пребывания в окружающей среде и возможность бионакопления. Впервые сообщение о высоком содержании ПХБ в жировых тканях балтийского тюленя и сельди было опубликовано в 1966 г. Поэтому в 1970-х годах не только в США, но и во многих других странах мира производство и импорт ПХБ были или полностью запрещены, или взяты под строгий контроль. В частности, в рамках Международной Хельсинкской конвенции 1974 г. все страны бассейна Балтийского моря прибегли к таким мерам. Тем не менее, по современным оценкам, в экосистеме Балтийского моря в настоящее время содержится более 250 т полихлорированных бифенилов, основная часть которых находится в донных отложениях .
Согласно недавно полученным данным среднее содержание конгенеров ПХБ в жире мышечной ткани балтийской сельди составляет 570 нг/г. Общее же их содержание в сельди равно примерно 20 мкг/кг. Отмечалось, что концентрации хлор-органических пестицидов (ДДТ, линдан и др.) в абиотических средах и в организмах гидробионтов Балтийского моря в последние десятилетия постепенно уменьшаются, однако содержание в них ПХБ остается неизменным.
По некоторым оценкам, в общей сложности в окружающую среду из различных источников к середине 1980-х годов поступило около 750 тыс. т ПХБ. Как и в случае хлорорганических пестицидов, одним из основных путей миграции ПХБ является атмосферный перенос. По мировым данным, их концентрации в воздухе Антарктиды находились в 1980-х годах в пределах 0,06-0,18 нг/м3. В воздухе над континентами их содержание, как правило, выше на один-два порядка величины (в районе Великих озер в США они достигали 4 нг/м3). Как видно, загрязнение этими экотоксикантами носит глобальный характер.
Для континентальных экосистем главным источником ПХБ служат атмосферные выпадения. Интенсивность их особенно высока в районах, примыкающих к крупным городам. В Северной Америке поток из атмосферы на подстилающую поверхность оценивался величиной 1000-2000 т/год. В почвах высокохлорированные конгенеры концентрируются в поверхностном слое и практически не вымываются водой. Снижение их концентрации происходит за счет испарения и биотрансформации.
В силу высокой инертности ПХБ их абиотическая минерализация в окружающей среде происходит очень медленно. То же самое относится и к энзиматическим процессам. Наименее устойчивы по отношению к ферментативному окислению ПХБ с малым содержанием атомов хлора. Поэтому в водных экосистемах по мере перехода от низших звеньев трофических цепей к высшим наблюдается накопление высокохлорированных конгенеров. Например, изучение поведения ПХБ в антарктических экосистемах показало преобладание (более 80 %) в морской воде низкохлорированных конгенеров с двумя-тремя атомами хлора в молекуле. Однако в рыбах на их долю приходилось всего лишь примерно 20 % общего содержания всех конгенеров. В жире тюленя Уэдделла (высший трофический уровень) около 75 % уже составляли конгенеры с 6 – 7 атомами хлора.
Специальные исследования показали, что в 1970-х годах полихлорированные бифенилы почти повсеместно присутствовали в организме жителей Северного полушария. По опубликованным в 1973 г. данным в Финляндии в крови лиц, не подвергавшихся какому-либо специфическому воздействию ПХБ, их содержание составляло от 3,1 до 12 мкг/л. Такой же уровень контаминации был характерен и для жителей Японии. В грудном молоке (Швеция) в 1960 – 1970-х годах содержалось от 15 до 25 мкг/л ПХБ. Кормящие матери во многих регионах в сутки выделяли до 100 мкг и более этих токсикантов.
С попаданием в организм человека больших количеств ПХБ связывают массовые отравления, имевшие место в 1968 г. в местности Юшо (Япония) и Ю-Ченг (Тайвань) в 1979 г. В обоих случаях оно произошло в результате попадания ПХБ в рисовое масло и привело к заболеванию около 1600 человек в Японии и более 1800 человек на Тайване. Возникшее острое заболевание с тех пор называют болезнью Юшо (или Ю-Ченг). Однако позднее выяснилось, что поражение людей в этих случаях, скорее, было вызвано содержащимися в ПХБ в виде микропримесей полихлорированными дибензофуранами.
Все темы данного раздела:
ПО ОБЩЕЙ ТОКСИКОЛОГИИ
Учебное пособие
Под редакцией А.Н. Глебова
Рекомендовано к изданию Учебно-методическим центром
КГТУ им. А.Н.Туполева
КАЗАНЬ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
Токсикология (от греч. Toxicon – яд и logos – учение) – наука, изучающая взаимодействия живого организма и яда. Ядом может оказаться любое химическое соединение, попавшее в организм, если оно спосо
На прорастание семян
Одной из важнейших задач токсикологии является определение токсикологических параметров вредных веществ, т.е. ПДК и DL50 (или CL50). Они необходимы для сопоставления с найденн
Ход работы
Взвешивается навеска соли для приготовления первоначального раствора (1 М) и растворяется в расчетном количестве дистиллированной воды.. Методом последовательных разбавлений дистиллированной водой
Общая характеристика токсического действия. Токсикокинетика
Острые отравления целесообразно рассматривать как “химическую травму”, развивающуюся вследствие внедрения в организм токсической дозы чужеродного химического вещества. Последствия, связанные со спе
Всасывание, распределение, биотрансформация и выделение ядов
Поступление чужеродных веществ в организм, их распределение между органами и тканями, биотрансформация (метаболизм) и выделение предполагают их проникновение (транспорт) через ряд биологических мем
Ход работы
Из стакана с водой, содержащего популяцию инфузорий, забирается пипеткой капелька и наносится на предметное стекло. Предметное стекло помещается на столик микроскопа и устанавливается общее увеличе
ТОКСИКАНТОВ
Интенсивное изучение функции клеточных и внутриклеточных мембран позволило в последние годы выделить специальную группу веществ, оказывающих специфическое мембранотоксическое действие, так называем
Работа 3. Определение устойчивости клеток различных растений к обезвоживанию серной кислотой
В условиях жаркого сухого климата, а также городских экосистем явление обезвоживания органов (и, соответственно, клеток) у древесных растений встречается очень часто. Особенно это выражено на освещ
Ход работы
Берут листья разных древесных растений, растущих в относительно чистой зоне, но встречающихся в уличных посадках города. Из листа растения вырезают пластинки размером 2-4 см2 и кладут в
Металлов на плазмолиз протоплазмы растительной клетки
Соли тяжелых металлов в водной среде распадаются на ионы. Все ионы металлов могут быть разделены на две группы: биогенные (Си, Zп, Со, Мп, Fе и др.) и небиогенные (РЬ, Нg, Sn, Ni, А1, Сd, Sr, Сs и
Ход работы
С поверхности сильноокрашенной синей луковицы сделать несколько срезов эпидермиса, состоящего из 1-2 слоев окрашенных клеток, содержащих антоциан. Поместить срезы по отдельности в капли воды на пре
Растительных и животных белков
Работа наглядно показывает действие солей биогенных и небиогенных тяжелых металлов на животные и растительные белки, выявляет разницу в реакции тех и других. Белки с тяжелыми металлами образуют ком
Ход работы
Приготавливают серию растворов сульфата меди, нитрата свинца, хлорида кадмия, сульфата цинка из исходного раствора с концентрацией 0,5 М методом последовательных разбавлений: 0,1 М, 0,03 М, 0,01 М,
Основные и дополнительные факторы, определяющие развиие отравлений
В случае, когда токсикант достиг рецепторов токсичности в достаточно большой дозе и в течение короткого времени, возникает токсический эффект. Он зависит от многих факторов, как обусловленных внешн
Основные методы детоксикации организма при острых отралениях
Лечебные мероприятия, направленные на предотвращение действия токсиканта на организм, приводятся в табл.7. Они предусматривают как усиление естественных механизмов детоксикации, так и использование
Работа 6. Нейтрализация токсического действия фенола янтарной кислотой
Одним из методов преодоления токсического действия вредного вещества является мобилизация внутренних резервов организма с тем, чтобы компенсировать отрицательное действие токсиканта
Ход работы
Из первоначального раствора фенола методом последовательных разбавлений в 5 раз готовятся растворы с концентрацией 0,1, 0,02, 0,004, 0,0008, 0,00016, 0,000032% и воды в качестве контроля. 8 мл этих
Трилона Б.
Одним из методов преодоления токсического действия вредного вещества является связывание токсиканта антидотом, в результате чего его отрицательное действие ослабевает. Ионы тяжелых металлов связыва
Ход работы
Из первоначального раствора соли тяжелого металла методом последовательных разбавлений в 5 раз готовятся растворы с концентрацией 0,1 М, 0,02 М, 0,004 М, 0,0008 М, 0,00016 М, 0,000032 М и воды в ка
Оценка и управление риском
В условиях широкого применения синтетических химических соединений (известно около 100 млн таких соединений, из которых около 120 тыс. находится в постоянном использовании, а примерно 11 тыс. произ
Особо опасные экотоксиканты
Проблемы, связанные с наблюдаемыми нарушениями эволюционно сложившихся химических равновесий, носят крупнорегиональный или глобальный характер. Как было показано, такие изменения, особенно отчетлив
Тяжелые металлы
Словосочетание "тяжелые металлы" большинством людей сейчас воспринимается как синоним понятия "токсичные металлы". Однако надо иметь в виду, что многие из причисляемых к этой гр
Ртуть, природные и антропогенные источники
Среднее содержание ртути в литосфере (ее кларк) составляет 83 мкг/кг. Она образует такие самостоятельные минералы, как киноварь и метациннабарит (НgS), ливингстонит (HgSb4S7)
СНзСОО)Нg → (СНзСОО)НgСНз +СО2.
Однако главную роль в метилировании ртути играют микроорганизмы. Биохимическое метилирование осуществляют микроскопические организмы разных таксономических групп: анаэробные и аэробные бактерии, ак
Цинк и медь
Оба эти металла относятся к числу эссенциальных и в то же время наиболее распространенных элементов земной коры. Общее содержание цинка в ней составляет примерно 1,5 • 10-2 %, а кларк ме
Другие металлы
Опасность для естественных экосистем представляют не только металлы, о которых речь шла выше, но также некоторые другие элементы, не относящиеся к тяжелым металлам. В их числе следует прежде всего
Полихлорированные пестициды
Применение пестицидов - химических средств борьбы с сорняками (гербициды и дефолианты), грибковыми заболеваниями (фунгициды) и насекомыми-вредителями (инсектициды) - наиболее интенсивными темпами н
Дибензофураны
Полихлорированные дибензо-n-диоксины (ПХДД) и полихлорированныедибензофураны (ПХДФ) не относятся к числу целевых продуктов синтеза, а образуются в виде примесей в различных технологических процесса
Сернистого газа, почв, воды, пестицидов методом высечек листьев
(по разрушению хлорофилла)
Содержание хлорофилла в листе – весьма изменчивая величина, с его разрушением связана хлоротичность (исчезновение темно-зеленого цвета и появлен
Ход работы
При испытании влияния сернистого газа на дно эксикатора насыпают сульфит натрия в объеме взятого тигелька, возле него устанавливают тигелек с концентрированной серной кислотой. На решетчатый
Биологические методы контроля
Химическая экотоксикология для обнаружения и количественного определения токсических веществ в объектах природной и окружающей человека среды использует самые современные химико-аналитические метод
Требования, предъявляемые к биоиндикаторам
Требования, предъявляемые к биологическим индикаторам фоновых уровней загрязнения, выработаны эмпирически и в основном сводятся к следующему.
1. Широкий ареал. Виды, заселяющие узкие ареал
Млекопитающие биоиндикаторы
В настоящее время для биоиндикации загрязнения наземных экосистем предложено использовать ряд млекопитающих, в значительной мере удовлетворяющих приведенным выше требованиям. Использование естестве
Почвенная мезофауна
Живое население почв весьма богато и разнообразно по видовому составу. Хищники-насекомые наиболее ярко представлены такими зоофагами, как жужелицы (сем. Саrаbidaе). В Европейской части Росси
Растительные биоиндикаторы
Критерии выбора биоиндикаторов среди растений остаются такими же, как и в случае млекопитающих и других животных. При биоиндикации загрязнения почв и снега тяжелыми металлами в настоящее время во м
Биоиндикация в пресноводных экосистемах
При разработке методов контроля качества пресноводных экосистем большое внимание уделяется поиску подходящих биоиндикаторов загрязнения и состояния. При изучении водоемов более перспективной считае
Морские экосистемы
Поступающие в моря и океаны экотоксиканты распределяются в них неравномерно. Максимально загрязненными оказываются прибрежные воды, причем в содержании токсикантов обычно наблюдаются мозаичность и
Биотестирование и биоидентификация
Суть биотестирования заключается в определении действия токсикантов на специально выбранные организмы в стандартных условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или биохимически
Металлов на активность микроорганизмов почвы.
Одно из самых важных мест в почвенных экосистемах занимают микроорганизмы. Они являются последней ступенью в большинстве пищевых цепей, т.е. редуценты.
Такие организмы, как плесневые грибк
Ход работы
Из первоначального раствора соли тяжелого металла методом последовательных разбавлений в 5 раз готовятся растворы с концентрацией 0,1 М, 0,02 М, 0,004 М, 0,0008 М, 0,00016 М, 0,000032 М и воды в ка
Ход работы
Из первоначального раствора соли тяжелого металла методом последовательных разбавлений в 5 раз готовятся растворы с концентрацией 0,01 М, 0,002 М, 0,0004 М, 0,00008 М, 0,000016 М, 0,0000032 М и вод
Ход работы
Предварительно калибруются и выбираются пробирки с одинаковым диаметром. Из первоначального раствора соли тяжелого металла методом последовательных разбавлений в 5 раз готовятся растворы с концентр
Экологическое нормирование
В общем виде ограничения на выбросы загрязняющих веществ, например, в атмосферу подчиняются требованию непревышения ПДК в любой точке населенного пункта
ΣS(qi)+CФ
Отравления алкоголем и его суррогатами
Эта патология обусловлена приемом этилового спирта или различных алкогольных напитков с содержанием этилового спирта более 12%. Этиловый спирт (этанол С2Н50Н) – бесцветная жид
Отравления суррогатами алкоголя
Суррогаты алкоголя подразделяют на две категории:
1) препараты, приготовленные на основе этилового спирта и содержащие различные примеси;
2) препараты, не содержащие этилового спи
Отравления фосфорорганическими веществами
Фосфорорганические вещества (ФОБ) имеют широкое применение в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов, акарицидов (средства для уничтожения клещей), фунгицидов (средства для борьбы с возбудителям
Острые отравления окисью углерода
Окись углерода встречается везде, где существуют условия для неполного сгорания веществ, содержащих углерод. Она входит в состав многих промышленных газов (доменный, генераторный, коксовый); содерж
Отравления соединениями тяжелых металлов и мышьяка
Органические и неорганические соединения тяжелых металлов и мышьяка используются во многих отраслях промышленности в качестве сырья или побочных продуктов, применяются в сельском хозяйстве как герб
Особенности лабораторной диагностики
Острые отравления соединениями тяжелых металлов и мышьяка характеризуются следующими основными клиническими синдромами: поражением желудочно-кишечного тракта, экзотоксическим шоком, поражением ЦНС
ПО ОБЩЕЙ ТОКСИКОЛОГИИ
Учебное пособие
Под редакцией А.Н.Глебова
Ответственный за выпуск Л.М.Самуйлина
Технический редактор С.В. Фокеев
Новости и инфо для студентов