Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ВЛИЯНИЕ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Введение

1. Полихлорированные бифенилы

3. Влияние полихлорированных бифенилов на живые

организм

3.1. Влияние ПХБ на рыб

3.2. Влияние ПХБ на ракообразных

3.3. Влияние ПХБ на растения

3.4. Влияние ПХБ на человека

Заключение

Список литературы

Введение

В последние 30 лет уделяется повышенное внимание анализу группы стойких органических загрязнителей (СОЗ), которые воздействуют на среду обитания на чрезвычайно низком уровне.

Многие из них были известны уже давно и широко использовались в промышленности и сельском хозяйстве большинства стран.

Эти соединения относятся к классу хлорорганических соединений и обладают рядом специфических признаков:

- Б иоконцентрирование (или биоаккумуляция) - за счет того, что растворимость в воде низкая и высокая в жирах и липидах;

- Г лобальная распространенность за счет свойств переноситься на большие расстояния;

- Чрезвычайная стойкость к физическим, химическим и биологическим изменениям;

- Способность оказывать токсическое воздействие на организмы в крайне малых дозах;

- Н акапливаются в тканях большинства живых организмов, которые поглощают СОЗ вместе с пищей, водой или вдыхаемым воздухом.

Существует явная необходимость в проведении дальнейших исследований, однако угроза, которую СОЗ представляют собой для здоровья человека и окружающей среды, столь серьезна, что требуется принятие неотложных мер. Рассмотрим на примере полихлорированных бифенилов.

1. Полихлорированные бифенилы (ПХБ)

Производство и промышленное использование ПХБ началось в 1929 - 1930г, когда они использовались как охлаждающие средства, изоляционные масла и смазочные масла в электрических трансформаторах, конденсаторах, электрическом и гидравлическом оборудовании, а также как пластификаторы в красках, пластмассах и резиновой продукции.

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) -- группа органических соединений, включающая в себя все хлорозамещённые производные дифенила (1 -- 10 атомов хлора, соединённые с любым атомом углерода дифенила, молекула которого составлена из двух бензольных колец), отвечающие общей формуле C12HnCln. (Федоров, 1990)

химическая структура ПХБ

Впервые были синтезированы в 1930г.

ПХБ обладают уникальными физическими и химическими свойствами:

Невоспламеняемостью;

Устойчивостью к действию кислот и щелочей, к окислению и гидролизу;

Низкой растворимостью в воде;

Термоустойчивостью;

Высоким электрическим удельным сопротивлением;

Широкими диэлектрическими характеристиками;

Низким давлением пара при обычной температуре.

Бесцветные и без запаха, ПХБ также химически стабильны. Высокая химическая устойчивость ПХБ, их невоспламеняемость, отличные диэлектрические качества, пластичность, адгезивность обусловливают их широкое применение в самых различных отраслях промышленности.

ПХБ входят в состав копировальной бумаги, смазочных материалов, чернил, красок, добавок в цемент и другие материалы, огнезащитных средств, пестицидов, клеев, уплотняющих жидкостей и т.д.

ПХБ устойчивы к гидролизу, но при фотолизе на солнечном свете они могут образовывать диоксины (ПХДД) и фураны (ПХДФ). ПХБ хорошо растворяются в жирах и органических растворителях, накапливаются в биологических тканях , богатых липидами (Моисеенко, 2009)

Было сотни других коммерческих и промышленных применений ПХБ, в том числе моторы и электромагниты; использование в качестве жидкости для теплообмена и в переключателях, кабелях, заполненных жидкостью, автоматических выключателях. Они использовались в изоляционных и смазочных материалах; в качестве красок в поверхностных слоях; в текстильной обработке, в безугольной копировальной бумаге; в огнезащитных сплавах; в пластификаторах, наполнителях в местах стыка бетона, в ПВХ (поливинилхлориде), в резиновых уплотнениях, адгезивах и печатных красках. ПХБ широко представлены в старых флуоресцентных осветительных арматурах.

ПХБ могут быть произведены непреднамеренно при сжигании опасных, больничных и мунициальных отходов; при горении загрязненных масел и других хлорированных отходов в цементных печах, при горении шин и на производстве ПВХ и магния. Предположительно, 70 % ПХБ, которые были произведены, до сих пор сохраняются во всем мире в окружающей среде (Юфир, 2001).

2. Источники поступления ПХБ в окружающую среду

ПХБ представляет собой продукт исключительно антропогенного происхождения. Наиболее важным источником загрязнения водной среды и обитающих в ней организмов являются утечки и отходы с водного транспорта, содержащие трансформаторные масла. Поэтому ПХБ встречаются практически во всех акваториях и оказывают токсическое действие на организмы разных трофических уровней, в том числе и на бентос (Шапоренко, 1997).

Несколько главных путей поступления ПХБ в окружающую среду, а затем и к человеку:

а) через свалки;

б) как результат плохо контролируемого сжигания мусора;

в) как результат протечек трансформаторов, конденсаторов, теплообменников, насосов и другого ПХБ-содержашего оборудования, а также использования загрязненных ПХБ масел для пылеподавления;

г) как результат ошибок при обращении со смазочными маслами, когда они смешиваются с ПХБ при использовании одной и той же тары, а затем разносятся многочисленными транспортными средствами;

д) как результат функционирования заводов по производству ПХБ, соответствующего ПХБ-содержащего оборудования и производств, хлорирования ароматических углеводородов (Руднева, 2001).

Сильно загрязненными могут оказаться трансформаторные площадки, территории ремонтных трансформаторных заводов, заводов, применявших ПХБ-содержащие жидкости, а также свалки, на которых могут оказаться конденсаторы и системы зажигания некоторых типов люминесцентных ламп.

Отметим, что в муниципальных отходах, несомненно, встречается много предметов, которые могли бы содержать ПХБ, что является одной из причин необходимости раздельного сбора отходов перед сжиганием.

Широкое применение ПХБ приводит к значительному загрязнению окружающей среды в результате сброса промышленных стоков в реки, озера, океаны. Колоссальные объемы производства и практически повсеместное применение пластических масс приводят к чрезвычайно интенсивному загрязнению водоемов. Поскольку пластмассы относительно устойчивы к окислению и, в общем, не разрушаются микроорганизмами, они будут и впредь накапливаться в прибрежных и океанических водах. Показано, чт пластмассы способствуют распространению ПХБ в море и включению их в пищевые цепи.

Попадая в водоемы, ПХБ могут включаться в биотический круговорот, накапливаться в гидробионтах и передаваться по трофическим цепям. ПХБ усваиваются планктоном с поверхности воды, куда они поступают из атмосферы с осадками. В водных организмах максимальное количество ПХБ обнаружено у хищных рыб (Брагинский, Комаровский, Мережко,1979).

3. Влияние полихлорированных бифенилов на живые организмы

Последствия воздействия СОЗ на животных хорошо документированы. К числу таких последствий относятся врожденные дефекты, раковые заболевания и нарушения функций иммунной и репродуктивной систем. Например, под воздействием СОЗ произошло резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлень обыкновенный, морская свинья, дельфины и белуха (Брагинский, Комаровский, Мережко, 1979).

Среди СОЗ ПХБ являются одними из самых распространенных. Они массово производились и использовались, начиная с 1930 года (Юфир, 2001).

Что касается человека, то имеются веские основания говорить о возможности оказания некоторыми стойкими органическими загрязнителями серьезного воздействия на здоровье. Последствия такого воздействия аналогичны тем, которые отмечаются у диких животных и могут включать раковые заболевания, дефекты развития, проблемы фертильности, более высокую подверженность заболеваниям и даже снижение умственных способностей (Юфир, 2001).

Особо уязвимыми являются плод и младенцы, которые подвергаются воздействию СОЗ через плаценту, в процессе грудного вскармливания и другими путями на ранних этапах развития, являющихся критическими для организма человека (Юфир, 2001).

3.1 Влияние ПХБ на рыб

ПХБ для гидробионтов изучена недостаточно. Считают, что они близки по своему действию к хлорорганическим соединениям. Изменяется токсичность ПХБ в зависимости от их состава, степени хлорирования, наличия примесей и др. В организм рыб ПХБ могут поступать осмотически через жабры, но основная часть их потребляется с кормом. Они накапливаются в первую очередь в жировой ткани, печени и головном мозге и меньше во внутренних органах (Юфир, 2001).

Сведения об острой токсичности ПХБ при осмотическом поступлении малочисленны. Среднесмертельная концентрация арохлора 1242 и 1254, для мальков черноголовой пимефалес составила при экспозиции 4 -- 5 сут 8 мкг/л, радужной форели и ушастого окуня -- 137 -- 156 мкг/л. Хроническое отравление радужной форели наступало при концентрации 8 мкг/л через 10 дней, ушастого окуня -- 54 мкг/л через 25 дней, канального сома -- 57 мкг/л через 15 дней, розовой креветки -- 5 мкг/л через 20 дней (Юфир, 2001).

При скармливании арохлора 1254 форели в дозе 10 и 100 мг/кг в течение 330 дней наблюдались патологические изменения в почках, селезенке и печени. У карпов, получавших 0,25 мг/кг арохлора 1248 в течение 21 дня, отмечена глобулинемия, уменьшение активности лизосомальных и микросомальных ферментов печени и повышение активности глюкоронидазы и других ферментов дыхательного цикла (Юфир, 2001).

Хроническое действие ПХБ при употреблении загрязненной рыбы и других продуктов опасно для теплокровных животных и человека. В Японии зарегистрированы случаи отравления людей (болезнь Юшо) и цыплят (бройлеров) рисовым маслом, загрязненным полихлорбифенилами. Случаи отравления загрязненной рыбой не зарегистрированы (Моисеенко, 2009).

Полихлорированные бифенилы обладают высокой токсичностью. Накопление его, например, в организме радужной форели приводит к наружным изъязвлением и нарушениям показателей крови. Холодолюбивые виды, такие как озерная, речная форель, арктический голец, значительно более чувствительны к действию ПХБ, чем виды, обитающие в более южных регионах - сиговые, щука, карповые. Особую устойчивость продемонстрировал гольян - атлантический лосось, который был выдержан в смеси ПХБ и ПХДД в течение 48 часов и накопил до 5 мкг/л этих веществ в мышцах, после перенесения в чистую воду в последующие 6 месяцев показал резкое снижение показателей роста, ряд патофизиологических изменений в организме, нарушения в поведении, в способности к хищничеству (Моисеенко, 2009).

Многие патологические изменения в организмах рыб из природных водоемов связывают с воздействием и накоплением ПХБ в их организмах (смесь диоксина и фурана в природном водоеме может быть причиной бесплодия рыб). Наблюдалось нарушение соотношения половых стероидов. ПХБ, ПХДД (дибензопарадиоксин) и ПХДФ (дибензофуран) обладают антистероидным воздействием, эти вещества могут влиять на феминизацию самцов после воздействия малых доз этих веществ. Эндокринный стресс, нарушения развития, нарушение иммунной системы как результат воздействия ПХБ (Моисеенко 2009).

В организм рыб ПХБ могут поступать осмотически через жабры, но основная часть их потребляется с кормом. Они накапливаются в первую очередь в жировой ткани, печени и головном мозге и меньше во внутренних органах (Моисеенко, 2009).

Профилактика основывается на строгой регламентации поступления ПХБФ в водоемы. Присутствие ПХБФ в воде морских рыбохозяйственных водоемов не допускается, ПДК воды в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования - 0,001 мг/л, второй класс опасности. Допустимые остаточные количества ПХБ составляют (мг/кг): в рыбе - 2,0, печени рыбы и продуктах из нее - 5,0, рыбьем жире - 3,0, но следует учитывать, что для человека опасно потребление ПХБФ в дозе 0,07 мг/кг массы тела в день или суммарной дозе 4,2 мг (критерии ВОЗ, 1980).

3.2 Влияние ПХБ на ракообразных и моллюсков

Установлено, что ПХБ в концентрациях 1 мкг/л убивает молодь креветок через 15 дней, взрослые особи гибнут через 17 - 53 дня. У дафний за 4 суток отмечено его накопление в 47 000 раз выше, чем в воде. Накапливаются преимущественно слабо-хлорированные изомеры бифенилов.

Мидии - наиболее распространенные моллюски - фильтраты, аккумулирующие значительные количества ПХБ. Под влиянием ПХБ в экспериментальных условиях были выявлены особенности ростовых процессов в «ключевых» тканях мидий (Моисеенко, 2009).

3.3 Влияние ПХБ на растения

Согласно проведенной в Великобритании инвентаризации, количества диоксинов в почве и биоте соотносятся как 1000:1, причем в растения через корневую систему поступает только незначительная часть от общего количества диоксинов - 0,006-0,02%. Основную часть диоксинов растения поглощают из воздуха , при этом данный процесс является равновесным. Биоконцентрирование в растениях весьма незначительно. Основная часть ПХДД/ПХДФ при листопаде попадет в почву, передача их от растения к растению (через плоды, побеги и т.д.) считается невозможной (Юфир, 2001).

3.4 Влияние ПХБ на человека

СОЗ представляют особую угрозу для здоровья населения, являются факторами риска развития злокачественных новообразований, нарушений репродуктивного здоровья, эндокринного и иммунного статуса, центральной и периферийной нервной системы человека, одним словом, происходит негативное влияние почти на все системы и органы. Негативные последствия воздействия хлорсодержащих пестицидов испытывает значительная часть населения на сельскохозяйственных территориях, диоксинов, фуранов и ПХБ - население городов, где расположены промышленные предприятия и мусоросжигательные заводы (Клюев Н.А. 2001).

Наиболее важный путь поступления полихлорированных бифенилов в человеческий организм - через пищу (рыба, жиры, молочные продукты, овощи). Меньшую, но заметную роль играет ингаляционный механизм, он типичен для рабочих мест и селитебных зон, подверженных влиянию некоторых химических предприятий и установок по уничтожению мусора методом сжигания. В производственных условиях может оказаться значимым поступление через кожу (Исидоров, 1999).

Влияние на состояние репродуктивного здоровья : Экспериментально найдены зависимости даже между низкими внутриматочными концентрациями ПХБ и наличием отклонений в росте и созревании плода (сниженный вес и преждевременные роды). ПХБ могут оказывать эмбриотоксический эффект, вызывая уменьшение числа мест имплантации, количества новорожденных и увеличение продолжительности беременности. Среди населения, подвергающегося воздействию ПХБ, обнаружено изменение менструального цикла, спонтанные аборты, мертворожденность, детская смертность у женщин, пострадавших в результате употребления риса, загрязненного ПХБ, снижение веса тела у новорожденных, матери которых употребляли рыбу с повышенным содержанием ПХБ.

Злокачественные новообразования: Международным агентством по изучению рака ПХБ отнесены к группе 2А (высокая степень вероятности возникновения опухоли не в месте введения, а избирательно в том или ином органе), а Агентством по охране окружающей среды США - к группе возможных канцерогенов для человека (Клюев, 2001).

В эпидемиологических исследованиях установлена связь между воздействием ПХБ на население и меланомой кожи, раком печени, опухолями желудочно-кишечного тракта, некоторыми другими локализациями злокачественных новообразований. Эти исследования проведены в основном среди рабочих производства конденсаторов.

В России онко-эпидемиологические работы по влияния окружающей среды, загрязненной ПХБ, не проводились.

Влияние на здоровье детей: В различных странах мира, где возможно повышенное поступление ПХБ с продуктами питания, преимущественно рыбой , проводят работы по оценке перинатального воздействия этих веществ на нервно-психическое развитие ребенка.

4. Действие токсиканта на разные уровни экосистем

Таблица 1.

	Структура		Нарушения при интоксикации
Молекулярный	Молекулярные элементы клеток (липопротеиновые структурные ферменты, субстраты биохимических реакций, защитные соединения)	Поддержание целостности клеток. Ход биохимических процессов. Трансформация вещества и энергии, детоксикация	Повреждение молекулярных структур и ферментов. Расход энергоресурсов и веществ учавствующих в детоксикации и адаптации. Отмечена глобуленимия, уменьшение активности лизосомальных и микросомальных ферментов печени и повышение активности глюкоронидазы и других ферментов дыхательного цикла, нарушение соотношения половых стероидов (Юфир, 2001)
Клеточный	Мембранные структуры	Избирательная проницаемость	Нарушение проницаемости, разрушение структур
	Митохондрии	Дыхание и запас энергии	Повышается расход энергии
	Рибосомы	Синтез белка	Подавление синтеза
	Гладкий ретикулюм	Запасание и транспорт липидов и гликогена	Избыточное расходывание вещества
		Регуляция клеточных процессов и деление клетки	Нарушение общей регуляции и наследственной информации
	Лизосомы	Пищеварительная и защитная	Автолиз клетки
	Пластиды	Образование и транспорт продуктов синтеза	Нарушение регуляции синтеза
Органы и ткани	Совокупность клеток сходных по структуре или функции
	Пищеварительная система	Усвоение готового органического вещества	Отказ от корма, ухудшение усвоения
	Дыхательная система	Преобразование вещества и усвоение энергии	Переход на анаэробный обмен, гипоксия
	Выделительная система	Удаление продуктивного обмена и чужеродных веществ	Патология органов выделения
	Нервная система	Регуляция жизненных процессов	Нарушение регуляции и инстинктов
	Репродуктивная система	Размножение	Снижение образования полных продуктов или резорбция образов
	Защитная система	Защита от отравлений и инфекций	Снижение сопротивления организма, наружные изъявления и нарушения показателей крови (Моисеенко, 2009)
Организменный	Целостная биосистема способная адаптироваться к условиям среды и воспроизводится	Сохраненние целостности и воспроизводства	Замедление роста, разные формы патологий. Снижение или прекращение воспроизводства, стресс, смерть. Снижение показателей роста, ряд патофизиологических изменений в организме, нарушения в поведении, в способности к хищничеству, нарушения иммунной системы (Моисеенко, 2009)
Популяция	Совокупность организмов одного вида способных обеспечивать сохранение вида в определенных условиях	Сохранение вида на конкретной территории	Снижение численности, конкурентоспособности вида к адаптации в изменении условий
Сообщества (биоценоз)	Совокупность популяции разных видов находящихся во взаимодействии между собой и с факторами окружающей среды	Обеспечение сложности системы и видового разнообразия	Перестройка сообществ, сокращение видового разнообразия
Экосистема	Совокупность биоценоза и абиотических компонентов среды, конкретного природного объекта	Преобразование вещества и потоков энергии в сохранение информационного поля	Упрощение структуры и функции. Нарушение внутрипопуляционных связей, искажение информационных потоков

Заключение

Опасность загрязнения биосферы ПХБ приобретает все более реальные размеры в связи с их стабильностью. В настоящее время имеются весьма ограниченные сведения относительно путей их биологического разложения. Компоненты ПХБ с числом атомов хлора меньше четырех разлагаются микроорганизмами. Высшие гомологи, очевидно, подвергаются биодеградации в организме птиц и млекопитающих. Однако этим путем из окружающей среды удаляется лишь ничтожно малая часть ПХБ.

Пока нет оснований утверждать, что в стране существует острая проблема загрязнения окружающей среды ПХБ. Однако это обстоятельство не исключает необходимости дальнейшей разработки затронутых вопросов.

Уменьшение риска, связанного с СОЗ это непростая задача, но она может и должна быть решена. Ключом к ее решению является стимулирование перехода к использованию альтернатив как химического, так и нехимического характера.

Поощрение применения альтернатив СОЗ может осуществляться в рамках добровольных программ, путем проведения кампаний по информированию общественности, использования экономических стимулов, введения ограничений и, в качестве последнего средства, запретов на использование или производство. Следует выявлять нежелательные запасы СОЗ и обеспечивать осторожное обращение с ними. В уникальном случае существования продукции, содержащей ПХБ, такой как давно находящиеся в употреблении электротрансформаторы, ее использование может продолжаться, но только при условии осторожного обращения вплоть до окончательного удаления. Значительного уменьшения загрязнения окружающей среды в результате поступления в нее нецелевых побочных продуктов, содержащих СОЗ, можно добиться за счет использования чистых технологий, модификации процессов и другими путями.

Решения проблемы будут различными в соответствии с конкретными климатическими и социально-экономическими условиями каждой страны.

В качестве примера можно узнать то, что, хотя ДДТ запрещен в большинстве районов с умеренным климатом, где не существует проблемы малярии, это вещество продолжает оставаться ценным для многих тропических стран, поскольку используется для борьбы с комарами - переносчиками малярии.

В таких случаях до полного выведения из употребления химического вещества ему должны быть найдены безопасные альтернативы.

В 2001 году в Стокгольме рядом государств, входящих в Организацию Объединенных Наций, был подписан глобальный договор о стойких органических загрязнениях, предусматривающий их утилизацию и сокращение производства. Это договор впоследствии был назван Стокгольмской конвенцией, к которой по состоянию на 2011 год присоединились уже более 170 государств, в том числе Украина, Россия, Белоруссия и Казахстан.

Список литературы

1. Брагинский Л.П., Комаровский Ф.Я., Мережко А.И. Персистентные пестициды в экологии пресных вод. - Киев: НАУКОВА ДУМКА, 1979. - 144с.

2. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию. - СПб: Химиздат, 1999. - 144с.

3. Клюев Н.А., Курляндский Б.А. Диоксины в России. - М.: ЮНЕП,

4. 2001. - 212 с.

5. Куценко С.А. Основы токсикологии. - СПб: Наука, 2002. - 300с.

6. Комаров A.A. Диоксины и полихлорированные бифенилы в кормах. - М.: Мысль, 2003. - 166с.

7. Мамонтова Е. А., Мамонтов А. А., Тарасов Е. Н. Загрязнение диоксинами и родственными соединениями окружающей среды Иркутской области. - Иркутск: ИГУ, 2000. - 47с.

8. Моисеенко Т. И. Водная экотоксикология. - М.: Наука, 2009. - 400с.

9. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. - М.: ВНИРО, 2001. - 340 с.

10. Реймерс Н.Ф. Природопользование (словарь-справочник). - М.: Мысль, 1990. - 638 с.

11. Федоров Л.А., Мясоедов Б.Ф. Диоксины как экологическая опасность:

12. ретроспектива и перспективы. - М.: Успехи химии, 1990. - 723с.

13. Шапоренко С.И. Загрязнение прибрежных морских вод России. Водные ресурсы. - М.: 1997. - 327с.

14. Юфир С.С. Яды вокруг нас. - М.: Джеймс, 2001. - 400 с.

15. http://www.cip-pops.ru/ - новые СОЗ, ПХБ;

16. http://ru.wikipedia.org/ - ПХБ

...

Подобные документы

Наличие в воздухе вредных веществ, пыли и промышленных отходов. Основные причины возникновения новообразований в организме человека. Действие диоксинов и полихлорированных бифенилов. Экологическое состояние и проблемы воздушного бассейна Санкт Петербурга.

реферат , добавлен 14.05.2011


Общая характеристика кадмия: история, физические и химические свойства, важнейшие соединения. Основные источники поступления кадмия в окружающую среду. Применение металла в производстве. Способы защиты от вредного воздействия высокоопасного вещества.

реферат , добавлен 15.05.2013


Антропогенные источники поступления элемента в окружающую среду. Свойства цинка и его соединений, их получение и токсическое действие. Контроль за содержанием вещества в природе. Методы очистки выбросов, производимых в атмосферу, от соединений цинка.

контрольная работа , добавлен 25.02.2013


Экологические проблемы как следствие хозяйственной деятельности человека. Влияние использования ядохимикатов в сельском хозяйстве на полезные живые организмы. Экологическое воздействие автотранспорта на человека. Источники загрязнения атмосферы и воды.

презентация , добавлен 03.11.2016


Эффекты воздействия токсичных веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере. Источники поступления токсикантов в биосистемы. Токсические эффекты действия химических веществ на живые организмы. Устойчивость биосистем к токсическому загрязнению.

контрольная работа , добавлен 13.09.2013


Определение подходов к нормированию воздействия антропогенного электромагнитного поля на живые организмы и природные экосистемы. Морфологические изменения в тканях и органах под действием ЭМП. Определение влияния ЭМП на глаза, семенники, иммунную систему.

дипломная работа , добавлен 23.03.2012


Основные источники поступления кадмия в природные среды и живые организмы. Гигиенические параметры использования элемента, его токсикологическая характеристика. Популяционные свойства, используемые для оценки состояния организмов под действием кадмия.

курсовая работа , добавлен 12.11.2014


Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015


Биологические эффекты действия электромагнитного поля антропогенного происхождения на живые организмы и экосистемы. Влияние источников низкочастотного, радиочастотного диапазона ЭМП на компоненты экосистем. Оптическое излучение и искусственные осветители.

творческая работа , добавлен 10.01.2012


Влияние тепловых электростанций на экологическую обстановку прилегающих территорий Новочеркасского района. Структура, химические и физические свойства полициклических ароматических углеводородов. Источники поступления паров в окружающую среду, в почву.

Поощрение активного и эффективного участия участия гражданского общества в подготовке к выполнению Стокгольмской конвенции

ОТЧЕТ по проекту
"Изучение воздействия отдельных конгенеров полихлорированных бифенилов (ПХБ) на репродуктивное здоровье коренного населения Российской Арктики"

Координатор – Алексей Дударев
Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья
Электронная почта: dudarev @ sp . ru

1. Введение

2. Описание проекта

Цели и задачи

3. Материалы и методы

3.1. Объекты исследований

3.2. География исследований и группы наблюдения

3.3. Полихлорбифенилы (ПХБ), рассматриваемые в проекте

3.4 Методы отбора проб крови. Хранение, транспортировка

3.5. Аналитические методы и контроль качества

3.6. Анкетирование и методика опроса

3.7. Методы статистического и эпидемиологического анализа

4. Результаты и обсуждение

4.2. Репродуктивное здоровье в связи с воздействием ПХБ

4.2.1. Неблагоприятные исходы беременности

4.2.2. Репродуктивный анамнез родильниц

4.2.3. Соотношение полов новорожденных детей

Использованные сокращения:

ПХБ – полихлорированные бифенилы.
Сум_ПХБ – сумма 15 конгенеров ПХБ.
GM – средние геометрические показатели.
max – максимальные показатели.
n – число наблюдений.
p – value – статистическая достоверность различий сравниваемых совокупностей.
r – коэффициент корреляции.
НАО – Ненецкий автономный округ.
ТАО – Таймырский автономный округ.
ЧАО – Чукотский автономный округ.
ВПР – врожденные пороки развития.
НИБ – неблагоприятные исходы беременности.

Данный проект был осуществлен при финансовой поддержке Международного проекта по ликвидации СОЗ при сотрудничестве с Центром «Эко-Согласие», на основе совокупных материалов и информации, собранных в ходе реализации нескольких проектов. Крупномасштабный GEF/AMAP/RAIPON проект « Стойкие токсичные вещества, безопасность питания и коренные народы Российского Севера » 2000-2004 гг. явился основой (на 2/3) материалов баз данных, использованных в данном проекте; дополнительные 30% информации были получены позже.

Выражаем благодарность за участие в сборе первичной информации (анкетных данных), получении проб крови и в целом за помощь в осуществлении проекта персоналу родильных отделений областных, окружных и районных больниц Мурманской области, Ненецкого, Таймырского и Чукотского автономных округов.

Мы признательны за предварительную подготовку и помощь в организации работ на местах сотрудникам Администраций, Управлений Здравоохранения и центрам санитарно-эпидемиологического надзора Мурманской области, Ненецкого, Таймырского и Чукотского автономных округов.

Отдельную благодарность выражаем Институту Общественной Медицины (г. Тромсё, Норвегия) за выполнение химического анализа части проб крови.

Введение

Первые в РФ широкомасштабные научные исследования, проведенные с участием СЗНЦГиОЗ в 2001-2005 годах в Арктических районах РФ, позволили установить, что уровни загрязнения объектов окружающей среды стойкими токсическими веществами (СТВ), в том числе полихлорированными бифенилами (ПХБ) в основных районах проживания коренных народов Крайнего Севера России (Мурманская область, Ненецкий, Таймырский и Чукотский автономные округа), значительны и сопоставимы с аналогичными уровнями загрязнения в других районах Арктики (Гренландия, Аляска, Канада).

В ходе исследований выявлены значительные концентрации ПХБ в персональных пробах крови коренных жителей Арктики, что свидетельствует о повышенном поступлении этих СТВ в организм аборигенов Крайнего Севера России в связи с загрязнением среды их обитания и традиционной пищи.

Установлено, что основными источниками поступления избыточных количеств ПХБ в организм аборигенов Арктики является употребление в пищу загрязненной рыбы, морских животных и в некоторых случаях дичи. Источниками загрязнения пищи является как глобальный перенос, так и местные источники, приводящие к вторичному загрязнению продуктов питания в процессах их хранения и кулинарной обработки.

Впервые установлено, что во всех районах значительный риск вредного воздействия ПХБ на организм связан (в том числе) с интенсивным загрязнением внутренней среды жилых и общественных зданий (в основном, за счет неконтролируемого использования технических жидкостей), 100% которых по результатам специального выборочного обследования, оказались загрязненными ПХБ.

Традиционная пища коренных народов, проживающих в Российской Арктике, не может считаться безопасной. Как свидетельствуют расчетные данные, основанные на химическом анализе содержания ПХБ в сотнях проб традиционных продуктов питания, удельное поступление ПХБ в организм взрослого человека (в расчете на 1 кг массы тела) за счет употребления основных видов рыбы, мяса, жира и внутренних органов животных, зачастую превышает рекомендованные предельно допустимые значения.

В ходе исследований выявлены значительные уровни содержания СТВ в крови у беременных женщин коренных национальностей Крайнего Севера РФ, концентрации отдельных высокотоксичных веществ (в первую очередь ПХБ) во многих случаях существенно превышали рекомендуемые ВОЗ пределы. Особенностями вредных эффектов, вызываемых ПХБ, является их способность нарушать репродуктивные функции и оказывать неблагоприятное влияние на развитие плода (ATSDR, 2003). Выраженные концентрации в крови ПХБ вызывают изменения в нейроэндокринной, иммунной системах. Некоторые вредные вещества являются “гормональными имитаторами”, подавляя выработку гормонов в организме и нарушая нормальное течение процессов, регулируемых эндокринными железами, таких, как сперматогенез, овуляция и половое развитие. По причине того, что ПХБ растворимы в жире, они легко переносятся через плацентарный барьер, интенсивно поступая в организм ребенка в период внутриутробного развития с кровью матери, и в грудном возрасте - с материнским молоком.

Среди вредных эффектов, которые оказались статистически тесно связаны с увеличением содержания в крови ПХБ, следует отметить существенный рост частоты рождения детей с низкой массой тела, преждевременные роды, выкидыши, мертворождения, врожденные пороки развития и изменение в соотношении полов среди новорожденных.

Впервые установлено, что статистически значимый относительный риск преждевременных родов и появления новорожденных с низкой массой тела у женщин коренных национальностей, связан с увеличением концентраций ПХБ в плазме крови– свыше 4.0 мкг/л.

Средние концентрации ПХБ в крови у матерей с неблагоприятными исходами беременностей (врожденные пороки, мертворождения) находятся на уровнях в 1.7 – 2.0 раза выше, чем у женщин, у которых подобных исходов не наблюдалось. Установлена также определенная зависимость частоты спонтанных абортов с увеличением концентраций ПХБ в крови.

Выявленная связь неблагоприятных исходов беременностей с воздействием ПХБ подкрепляется очевидной дозо-эффективной зависимостью, когда увеличение концентрации токсиканта в материнской крови сопровождается сокращением сроков беременности и увеличением частоты рождения детей с низкой и пониженной массой тела, увеличением врожденных пороков развития и других фатальных исходов в анамнезе.

Выявленные в ходе исследований эффекты требуют дальнейшего, более глубокого изучения, однако, серьезность возможных неблагоприятных последствий для здоровья коренного населения и особенно для будущих поколений, заставляет рекомендовать разработку и принятие неотложных мер по предотвращению вредного воздействия СТВ на организм коренного населения Арктики.

Для решения проблемы в первую очередь необходима разработка и реализация местных и региональных программ, направленных на выявление и ликвидацию всех источников загрязнения среды обитания СТВ, обучение населения безопасным методам хранения, переработки и приготовления традиционных продуктов, совершенствование пренатальной профилактики неблагоприятных исходов беременности.

2. Описание проекта

Цели и задачи проекта

Целью проекта является оценка возможных специфических эффектов воздействия индивидуальных конгенеров ПХБ (различных типов) на репродуктивное здоровье коренных жителей Российской Арктики.

Задачи проекта:

Используя расширенную базу данных (346 родильниц) – анкеты, содержащие персональные данные о здоровье женщин, их репродуктивном анамнезе, здоровье новорожденных, а также персональные концентрации ПХБ в материнской крови, включая индивидуальные концентрации 15-ти конгенеров, проанализировать:

менструальный статус (возраст начала месячных, продолжительность кровотечений, длительность менструального цикла, интенсивность спазмов и болей при месячных);

неблагоприятные исходы беременностей (преждевременные роды, выкидыши, мертворождения, эктопические беременности);

патологию плода (низкий вес новорожденных, врожденные пороки развития);

соотношение полов новорожденных детей;

возможные связи и дозовые зависимости менструального статуса, неблагоприятных исходов беременностей, патологии плода, соотношение полов новорожденных с концентрациями в крови матерей отдельных конгенеров ПХБ;

3. Материалы и методы.

3.1. Объекты исследований.

Объектами исследований являлись беременные женщины коренных национальностей, постоянно проживающие в заполярных и приполярных областях Крайнего Севера России.

3.2. География исследований и группы наблюдения.

Для проведения основных исследований по ПХБ были выбраны 4 района (откуда поступали беременные женщины коренных национальностей):

Кольский полуостров (Мурманская область). Район исследований охватывал поселок Ловозеро, основное место компактного проживания саамов, а также поселок Краснощелье.

Нижнее течение реки Печоры (Ненецкий АО), заселенное в основном ненцами. Исследования проводились в г. Нарьян-Мар, куда поступали беременные из различных поселков - Нельмин Нос, Индига и др.

Полуостров Таймыр (Таймырский или Долгано-Ненецкий АО). Исследования проводились в г. Дудинка (основное коренное население района - ненцы) и п. Хатанга (основное население района - долганы).

Чукотский полуостров (Чукотский АО). Было выделено два района проведения исследований, значительно отличающихся друг от друга по образу жизни коренного населения: континентальный Анадырский район - место проживания континентальных чукчей-оленеводов, и прибрежный район северо-восточной Чукотки – место проживания эскимосов и береговых чукчей, исторически занимающихся охотой на морзверя.

В проведении исследования приняли участие беременные женщины коренных национальностей, поступившие в 2001-2002 гг в родильные отделения больниц г. Оленегорск (Мурманская область), г. Нарьян-Мар (НАО), г. Дудинка и пос. Хатанга (ТАО), г. Анадырь, пос. Угольные Копи и пос. Лаврентия (ЧАО). Несколько женщин прошли обследование на Камчатке в родильном отделении областной больницы Петропавловска-Камчатского. В качестве контрольных групп аналогичные исследования выполнены с участием беременных женщин г. Норильск (ТАО) и г. Ургенч (экологически кризисная зона Аральского моря, Узбекистан).

В районах проведения исследований находятся 117 населенных пунктов, где проживает коренное население. Этнический состав населения этих поселков, несмотря на относительно невысокую численность, представляет практически 2/3 общего национального состава коренного населения российской Арктики. Таким образом, районы, выбранные для исследований, позволили получить достаточно представительную (для Российского севера в целом) выборку основных этногенетических групп, характеризующихся исторически сложившимися на данных территориях традиционным образом жизни, рационами питания, особенностями ведения хозяйства, социальным и культурным укладом.

Для оценки содержания ПХБ в организме аборигенов Арктики использовалась кровь беременных женщин и пуповинная кровь новорожденных. Одновременно с отбором проб крови, было проведено детальное анкетирование всех участниц обследования.

Таблица 1 .
Число собранных анкет и проанализированных проб крови матерей:

3.3. Полихлорированные бифенилы (ПХБ), рассматриваемые в проекте.

15 конгенеров полихлорированных бифенилов (ПХБ): # 28(31), 52, 99, 101, 105, 118, 128, 138, 153, 156, 170, 180, 183 и 187, а также их сумма анализировались в крови беременных женщин и пуповинной крови новорожденных детей.

3.4. Методы отбора проб крови. Хранение, транспортировка.

Для отбора проб крови использовались изделия, специально проверенные на отсутствие примесей устойчивой хлорорганики, включая ПХБ:

Наименование	Производитель
Vacutainer 10 mL lavender (BD366457; K 3 EDTA)for Organochlorines
Vacutainer Brand Holder Portable-tube	Becton Dickinson Vacutainer System (USA)
Needles Vacutainer Sterile	Becton Dickinson Vacutainer System (USA)
7 mL Clear Vial, screw cap for storage of plasma/serum (for Organochlorines)
Transfer pipettes 3,5 ml № 86.1172.001 for transfer of plasma/serum	Sarstedt (Germany)

Методика отбора крови у матери и плода

Отбор крови у матери производится из локтевой вены, у плода – из пуповины в несколько этапов последовательно. Отбор крови проводится с помощью вакутайнеров - беспоршневых вакуумных стекло пластиковых пробирок с навинчиваемой (на держатель) иглой для дозированного внутривенного забора крови. Дальнейшая обработка крови требует наличия специальных пипеток и емкостей, проверенных на отсутствие веществ, способных исказить результаты анализов крови. Обработка отобранной крови требует наличия центрифуги мощностью 3000 оборотов/минуту. Хранение крови требует использования морозильной камеры, поддерживающей температуру не выше –20 0 С. Транспортировка замороженной крови осуществляется в специальных термоконтейнерах, исключающих размораживание образцов.

Отбор крови у матери из вены производится на 1-3 день после родов. Отбор крови из пуповины производится при родах сразу после пережима (перевязки) и отсечения пуповины. Методика отбора и обработки материнской крови идентична таковой для пуповинной.

Все используемые для отбора крови инструменты – одноразовые.

Комплект для отбора крови включает:

1 держатель иглы
1 игла
3 вакутайнера (6; 7 и 10 мл)
2 пластиковых пузырька с закручивающейся пробкой
2 пластиковых пипетки
5 наклеек

3.5. Аналитические методы и контроль качества.

Определение ПХБ в пробах крови производилось в НПО «Тайфун» (г. Обнинск, Калужская область), Региональном Центре «Мониторинг Арктики» (Санкт-Петербург), Юнилаб Анализ АС (г. Тромсё, Норвегия) и в Центре Токсикологии (г. Квебек, Канада).

Количественный анализ ПХБ проводился методом газовой хроматографии с регистрацией детектором по захвату электронов (ECD). Дополнительно проводился анализ методом GC - MC образцов с аномальным составом поллютантов или их аномально высокими концентрациями для подтверждения наличия определяемых веществ. Для анализа использовался тот же очищенный экстракт, что и при выполнении измерений методом GC - ECD .

Все использованные растворители очищали дополнительной перегонкой. Все использованные для анализа газы имели чистоту не менее 5-0. Все использованные для калибровки стандартные растворы ПХБ – производства Ultra Scientific (США) сертифицированы ISO 9001.

Все 4 лаборатории – участницы проекта подтверждали высокое качество аналитических работ при тестировании ПХБ-образцов в рамках международных ринг-тестов, в том числе под эгидой АМАП.

3.6. Анкетирование и методики опроса.

Опрос и отбор крови у беременных женщин (с одновременным отбором пуповинной крови плода) крайне важен с позиций охвата «группы риска».

Анкетирование беременных женщин коренных национальностей в родильных отделениях больниц проводилось медицинским персоналом, прошедшим специальное обучение. Анкеты содержали сведения о национальности, бытовых условиях, семейном положении, работе, доходах, питании (прежде всего, традиционном), вредных привычках, применении инсектицидов, охоте, рыбалке, а также о здоровье. Анкеты также содержали разделы, посвященные репродуктивному анамнезу женщин (исходы беременностей, параметры новорожденных детей, особенности менструального цикла, история болезней) и дублированные сведения из карт новорожденных.

3.7. Методы статистического и эпидемиологического анализа.

Для обработки медицинской (с использованием МКБ-10) и дозиметрической информации, на основании которой проводился анализ эффектов, использовались общепринятые методики. Применялся корреляционный, дисперсионный и факторный методы анализа, а также методы анализа рисков.

Компьютерная обработка данных производилась с использованием программ SPSS и Excel .

4. Результаты и обсуждение.

В отчете будут представлены результаты химического анализа ПХБ в крови матерей и дальнейшего анализа эффектов воздействия ПХБ на организм матери и плода, основанные только на крови матерей. Все анализируемые эффекты, включая вес новорожденных, сопряжены со здоровьем матерей, пуповинная кровь новорожденных не позволила бы проанализировать эффекты воздействия ПХБ на организм матери. Кроме того, подтверждена тесная корреляция содержания ПХБ в организме матери и плода, т.к. плацентарный барьер не способен задерживать ПХБ.

Географически (Табл. 2) наиболее высокие уровни почти всех конгенеров ПХБ обнаружены у женщин северо-восточной прибрежной Чукотки, что закономерно обусловлено присутствием в их рационе питания жира морских млекопитающих, содержащего значительные концентрации ПХБ. При этом уровни, близкие к максимальным (в совокупном массиве) были зарегистрированы на континентальной Чукотке (99; 101; 118; 128; 156; 183 конгенеры), в НАО (128; 156; 170; 180; 187 конгенеры), на Таймыре (128; 156; 183 конгенеры), т.е. в регионах оленеводческих, где звенья пищевых цепей не должны быть загрязнены ПХБ глобального генеза. Можно предположить, что 128; 156 – 187 конгенеры в этих регионах имеют местное происхождение, вероятно обусловливающее вторичное загрязнение пищи специфическими составами ПХБ, использовавшимися (или присутствующими в настоящее время) вблизи мест проживания, охоты, рыбалки аборигенов.

Таблица 2.
Среднегеометрические и максимальные концентрации (мкг/л) отдельных конгенеров ПХБ в материнской крови по регионам.

# ПХБ мкг/л		Мурм. обл.			ЧАО контин.	ЧАО прибреж.	Камчатка	Норильск
Сумм. ПХБ

Среди 15-ти анализировавшихся в рамках проекта конгенеров ПХБ (Табл. 3) два являются трихлоробифенилами, один – тетрахлоробифенилом, четыре конгенера содержат 5 атомов хлора, четыре – 6 атомов хлора, четыре – 7. Таким образом по критерию хлорированности мы располагаем возможностью сравнения эффектов действия как низкохлорированных, так и высокохлорированных конгенеров.

Три конгенера (105;118; 156) являются диоксиноподобными

Таблица 3.
ПХБ конгенеры, исследовавшиеся в проекте

	Число атомов хлора	Хлор в орто- полож.	Хлор в пара- полож.	Хлор в мета- полож.	Планарность
					планарные
					не планарные
					диоксиноподобные; планарные
					не планарные
					диоксиноподобный; планарный
					не планарные
					не планарные

Все 15 конгенеров можно сгруппировать в 4 группы:

№ 28 – 101. Это 5 конгенеров, имеющих различную химическую и оптическую структуру, объединенных принципом относительной низкомолекулярности в сравнении с остальными изучаемыми конгенерами.

№ 105; 118; 156. Это 3 диоксиноподобные планарные конгенеры, имеющие по 2 атома хлора в пара-позиции и минимум по 2 атома хлора в мета-позиции, чем и определяется их высокая активность.

№ 128-153. Это 3 абсолютно химически идентичные непланарные конгенеры, различающиеся лишь как оптические изомеры.

№ 170 – 187. Это 4 высокохлорированых непланарных конгенера, имеющие практически одинаковую химическую структуру.

Процентный состав отдельных конгенеров ПХБ от суммы ПХБ в материнской крови (Табл. 4) примерно одинаков по северным регионам (Аральский регион имеет отличия). Наибольший вклад в сумму ПХБ вносит 153 конгенер – от 20% до 35%. Пять конгенеров (99, 118, 138, 153 и 180) составляют 75 % от суммы ПХБ.

Низкохлорированная группа вносит 14,7 % от суммы, диоксиноподобная группа - 22%, группа «128-153» - 44,3%, группа «170-187» - 18 %

Таблица 4.
Усредненный % индивидуальных ПХБ конгенеров от суммарной концентрации ПХБ в материнской крови по регионам

	Мурм. обл.				Норильск

Репродуктивное здоровье в связи с воздействием ПХБ

Анализ проявления эффектов воздействия отдельных конгенеров ПХБ на здоровье матери и плода проводился на общем массиве базы данных, включавшем 346 записей. Попытка вычленить контрольные группы (Норильск и Арал) приводила к невозможности детектирования эффектов (как в опытной, так и в контрольных группах) вследствие снижения объема совокупности.

Анализ эффектов каждого из 15 конгенеров (и суммы ПХБ) производился по нескольким направлениям:

1. В группах с наличием анализируемого признака и в остальной совокупности базы (без данного признака) сравнивались средние (геометрические) концентрации с использованием t -критерия для оценки статистической значимости различий;

2. В рамках последовательно нарастающих четырех дозовых диапазонов эффект рассматривался

либо по принципу «да-нет» -

Выкидыши,
развития,

либо по временным рубежам –

Продолжительность беременности (< 37 недель; 37-40 недель);
Возраст начала месячных (< 12 лет;13-14 лет; 15 лет и >);
Длительность кровотечения (< 4 дней; 4 –5 дней; 6 дней и >);
Спазмы и боли при месячных (никогда; иногда; часто);

либо по количественным параметрам –

Вес новорожденных (< 2500 г; 2500-2999 г; 3000 г и >)

Значимость статистической связи эффекта с дозой подтверждалась расчетом коэффициента корреляции.

Т.о. из 346 родильниц, занесенных в базу данных, неблагоприятные исходы беременности имели:
преждевременные роды (< 37 недель) – 41 женщина;
низкий вес новорожденных (< 2500 г) – 22;
выкидыши – 36;
мертворождения и врожденные пороки развития - 16;

Мертворождения и врожденные пороки развития плода объединены в единый анализируемый параметр по причине немногочисленности наличия данных фатальных эффектов в исследуемой совокупности. Из 16 совместно анализируемых случаев - 13 случаев мертворождений и 3 врожденных порока развития.

Некоторые из анализировавшихся эффектов (например, изменение продолжительности месячных циклов) не представлены в отчете, т.к. ни для одного конгенера не было установлено значимой связи с дозой по данному параметру анализа.

3. Отдельно оценивалось соотношение новорожденных мальчиков и девочек.

4.2.1. Неблагоприятные исходы беременности (НИБ).

Концентрации конгенеров ПХБ в крови женщин, имевших неблагоприятные исходы беременности, представлены в таблице 5

Таблица 5 .

Сравнение концентраций (мкг/л) конгенеров ПХБ в плазме крови родильниц, имевших и не имевших неблагоприятные исходы беременности.

Беременность < 37 недель

Вес новорожденных

Выкидыши

Мертворождения и врожденные пороки

Отсутствие неблагопри- ятных исходов

Видно, что уровни ПХБ в крови женщин, имевших НИБ, выше таковых у женщин, беременность которых протекала без патологии и потомство которых родилось здоровым.. Достоверные различия среднегеометрических концентраций (в сравнении с группой, где отсутствовали неблагоприятные исходы беременности) выявлены в группе с продолжительностью беременности < 37 недель, и в группе, имевшей мертворождения и врожденные пороки развития (ВПР), - по конгенерам 99; 118; 138; 153; 180, т.е. по пяти конгенерам, составляющим для совокупной когорты 75% от суммарного ПХБ. В группе родивших детей с малым весом значимые различия отмечены только для двух конгенеров – 118 и 138, дающим вклад в сумму ПХБ 14% и 12% соответственно. В группе женщин, имевших выкидыши, значимых различий в сравнении с контролем ни по одному конгенеру не отмечено. Для суммы ПХБ значимые различия определены в группах с недоношенными детьми и с мертворождениями и ВПР.

Зависимость доза – эффект (в рамках последовательно нарастающих четырех дозовых диапазонов) для каждого из 15 конгенеров приведена в Таблице 6.

Таблица 6 .

Связь проявления неблагоприятных исходов беременности с концентрацией отдельных конгенеров ПХБ в материнской крови – приведены коэффициенты корреляции.

	Беременность короче 37 недель	новорожденных менее 2500 г	Выкидыши	Мертворождения и врожденные пороки

Среди НИБ недоношенность (беременность короче 37 недель) имеет тесную статистическую связь лишь с 5-ью конгенерами, 4 из которых высокохлорированы.

Вес новорожденных достоверно уменьшается при повышении концентрации в крови матерей 7-ми конгенеров, 5 из которых высокохлорированы.

Спонтанные аборты (выкидыши) имеют четкую зависимость от повышения дозы высокохлорированных 6-ти конгенеров, начиная со 153. Низкохлорированные конгенеры, по-видимому не оказывают влияния на частоту выкидышей.

Т.о., на недоношенность, низкий вес плода, частоту выкидышей более выраженное влияние оказывают повышенные уровни высокохлорированных конгенеров ПХБ.

Увеличение концентрации в крови 10-ти из 15 конгенеров ПХБ оказалось тесно связано с частотой мертворождений и врожденных пороков развития плода, причем не зависимо от химической и оптической структуры конгенеров.

Для выделенных 4-х групп конгенеров, зависимость «доза-эффект» наблюдается при анализе всех 4-х НИБ только в группе наиболее высокохлорированных 183 и 187 непланарных конгенеров.

Неблагоприятные исходы беременности были также проанализированы для четырех объединенных групп конгенеров.

Таблица 7.
Концентрации в крови матерей групп конгенеров ПХБ и неблагоприятные исходы беременности.

Беременность < 37 недель
Вес новорожденных
спонтанные аборты
мертворождения и ВПР
нет негативных эффектов

Рисунок 1.

Таблица 7 и рисунок 1 демонстрируют, что средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ у женщин с отсутствием НИБ статистически достоверно ниже уровней ПХБ в крови женщин, имевших:

недоношенность – для групп конгенеров: 28-101; 105-156 и 128-153;

мертворождения и ВПР – для всех4-х групп конгенеров.

Уровни ПХБ в крови женщин, родивших детей с малым весом и имевших спонтанные аборты, были выше контроля, но не достоверно.

4.2.2. Репродуктивный анамнез родильниц.

Параметры репродуктивного анамнеза анализировались при разбивке совокупности родильниц на две группы – с наличием анализируемого признака, и с его отсутствием.

Таблицы 8.

Сравнение концентраций (мкг/л) конгенеров ПХБ в плазме крови родильниц попарно в группах с различными параметрами репродуктивного анамнеза..

	Начало месячных ранее 13 лет		Начало месячных в 13 лет и позже

	Месячные длительностью		Месячные длительностью 4 дня и больше

	Месячные с болями и спазмами		Месячные без болей и спазмов

При рассмотрении таблиц 8 следует отметить, что женщины с ранним началом месячных (до 13 лет) имеют достоверно более высокую концентрацию в крови 7-ми конгенеров, включая пять основных, удельный вес которых в сумме ПХБ дает 75%. Женщины с длительностью месячных менее 4 дней имеют достоверно менее высокую концентрацию в крови 6-ти конгенеров с 99 по 153, четыре из которых – основные. Женщины с болями и спазмами (при месячных) имеют достоверно менее высокую концентрацию в крови почти всех конгенеров, за исключением 128 и 156, процент которых в суммарном ПХБ очень мал.

Зависимость доза – эффект (в рамках последовательно нарастающих четырех дозовых диапазонов) для каждого из 15 конгенеров приведена в таблице 9.

Таблица 9.

Связь параметров репродуктивного статуса родильниц с концентрацией отдельных конгенеров ПХБ в крови – приведены коэффициенты корреляции.

	месячных ранее 13 лет	Месячные длительностью	Месячные без болей и спазмов

Среди параметров репродуктивного статуса родильниц повышение концентраций в крови 8-ми из 15-ти конгенеров ПХБ достоверно связано с более ранним началом месячных (до 13 лет), а увеличение дозы 6-ти конгенеров коррелирует с сокращением числа женщин, имеющих длительность месячных менее 4 дней, независимо от вида конгенеров. При этом возрастание дозы любого из 15 конгенеров достоверно связано с уменьшением числа женщин, имеющих при месячных боли и спазмы.

Репродуктивный статус родильниц был также проанализирован для четырех объединенных групп конгенеров.

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунки 2-4 демонстрируют достоверно более высокие уровни ПХБ (во всех 4-х группах) у женщин с ранним началом месячных, с длительностью месячных более 4-х дней, с отсутствием болей и спазмов при месячных.

Таблица 10.

Сравнение концентрации (мкг/л) конгенеров ПХБ в плазме крови женщин, родивших мальчиков и девочек.

	Новорожденные мальчики		Новорожденные девочки

Достоверные различия в концентрациях ПХБ в группах женщин, родивших мальчиков и женщин, родивших девочек, обнаруживаются только для двух конгенеров – 118 и 138. Попытка выявить зависимость доза-эффект (влияние на изменение в соотношении полов новорожденных) в нарастающих дозовых диапазонах, не привела к результату ни по одному конгенеру.

Средние по группам ПХБ концентрации в крови матерей представлены на рисунке 5.

Рисунок 5

Выявлено не достоверное, но очевидное превышение уровней ПХБ по всем группам у матерей, родивших девочек.

Соотношение мальчики/девочки было проанализировано при разбивке совокупной базы на 4 дозовых диапазона в рамках 4-х объединенных групп конгенеров (Рис. 6-10).

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок 9

Рисунок 10

При рассмотрении рисунков 6 – 10 наблюдается рост показателя соотношения мальчики/девочки (от единицы до 1,37-1,87) при увеличении концентрации в материнской крови ПХБ в первых трех дозовых диапазонах суммарного ПХБ, группы конгенеров 28-101; группы диоксиноподобных конгенеров и группы 170-187, после чего начальный подъем сменяется спадом. Для этих совокупностей кривая зависимости имеет вид параболы – число родившихся мальчиков сначала превышает число родившихся девочек, а затем (при достижении максимального уровня ПХБ в крови матерей) число девочек выравнивается с числом новорожденных мальчиков. В группах конгенеров 128-153 такая закономерность не прослеживается.

Т.о. подтверждается установленная нами ранее закономерность, что увеличение содержания ПХБ в материнской крови, сопровождается изменениями соотношения новорожденных по полу. При относительно невысоких уровнях токсиканта наблюдается некоторое увеличение числа новорожденных мальчиков, которое при дальнейшем росте концентрации ПХБ сменяется увеличением числа новорожденных девочек. Этот феномен уже обсуждался в литературе в связи с воздействием диоксиноподобных соединений на организм родителей (D.L. Davis et al. 1998; Ryan et al, 2002), однако в нашем проекте впервые получена количественная оценка изменений в соотношении полов новорожденных с использованием критериев, основанных на содержании в материнской крови определенных групп конгенеров ПХБ.

5. Выводы.

Неблагоприятные исходы беременности.

Недоношенность (продолжительность беременности < 37 недель).

Концентрации в крови матерей суммы ПХБ, а также пяти конгенеров ПХБ (99; 118; 138; 153; 180), составляющих 75% от суммарного ПХБ, достоверно выше, чем в контроле.

Зависимость доза-эффект для данного вида патологии выявлена для суммы ПХБ, а также для 99; 153; 180-187 конгенеров, 3 из которых высокохлорированы.

Средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ («28-101», «105-156» и «128-153») статистически достоверно выше контроля.

Низкий вес новорожденных (< 2500 г).

Значимые различия с контролем по концентрации ПХБ в крови матерей отмечены только для двух конгенеров – 118 и 153.

Процент таких детей достоверно увеличивается при повышении концентрации в крови матерей 7-ми конгенеров, 5 из которых высокохлорированы.

Выкидыши (спонтанные аборты).

значимых различий в сравнении с контролем ни по одному конгенеру (и по сумме ПХБ) не отмечено.

имеют четкую зависимость от повышения дозы суммы ПХБ и высокохлорированных 6-ти конгенеров, начиная со 153.

Средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ выше контроля, но статистически не достоверно.

Мертворождения и врожденные пороки развития (ВПР).

Концентрации в крови матерей суммы ПХБ и пяти основных конгенеров ПХБ, достоверно выше, чем в контроле.

Увеличение концентрации в крови суммы ПХБ и 10-ти из 15-ти конгенеров ПХБ тесно связано с частотой данной патологии, не зависимо от химической структуры конгенеров.

Средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ (все 4 группы) статистически достоверно выше контроля.

Репродуктивный анамнез.

Раннее начало месячных (до 13 лет).

достоверно более высокая концентрация (в сравнении с контролем) в крови 7-ми конгенеров, включая пять основных.

повышение концентраций в крови 8-ми из 15-ти конгенеров ПХБ (исключая основные 99; 138; 153) достоверно коррелирует с более ранним началом месячных.

средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ (все 4 группы) достоверно выше контроля.

Длительность месячных менее 4 дней.

достоверно менее высокая концентрация (в сравнении с контролем) в крови 6-ти конгенеров с 99 по 153, четыре из которых – основные.

увеличение концентрации 6-ти конгенеров коррелирует с сокращением числа женщин, имеющих длительность месячных менее 4 дней, независимо от вида конгенеров.

средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ (все 4 группы) ниже контроля, причем для 3-х групп, за исключением «170-187» - достоверно ниже.

Наличие болей и спазмов (при месячных).

достоверно менее высокая концентрация в крови почти всех конгенеров, за исключением 128 и 156.

четкая отрицательная связь дозы любого из 15 конгенеров с числом женщин, имеющих при месячных боли и спазмы.

средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ (все 4 группы) достоверно ниже контроля.

Соотношение полов новорожденных детей.

Достоверно более высокие концентрации ПХБ у женщин, родивших девочек в сравнении с женщинами, родившими мальчиков, обнаруживаются только для двух конгенеров – 118 и 138.

Средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ (все 4 группы) выше у женщин, родивших девочек, чем у женщин, родивших мальчиков, но не достоверно.

При анализе зависимости «доза-эффект» наблюдается рост показателя соотношения мальчики/девочки (от единицы до 1,37-1,87) при увеличении концентрации в материнской крови ПХБ в первых трех дозовых диапазонах суммарного ПХБ, группы конгенеров 28-101; группы диоксиноподобных конгенеров и группы 170-187, после чего начальный подъем сменяется спадом. Для этих совокупностей кривая зависимости имеет вид параболы – число родившихся мальчиков сначала превышает число родившихся девочек, а затем (при достижении максимального уровня ПХБ в крови матерей) число девочек выравнивается с числом новорожденных мальчиков. В группах конгенеров 128-153 такая закономерность не прослеживается.

Итоговые выводы.

Выявлено негативное влияние на репродуктивное здоровье женщин и здоровье новорожденных изучаемых 15 конгенеров ПХБ, - в отдельности, сгруппированных по принципу сходности химической структуры, а также суммированных. Это влияние может реализовываться при наличии относительно низких концентраций в крови женщин – менее 1 мкг/л плазмы крови.

Концентрации суммы ПХБ, групп ПХБ и отдельных конгенеров в крови женщин, имевших неблагоприятные исходы беременности, выше (но не всегда достоверно), чем у женщин, беременность которых протекала без патологии, и потомство которых родилось здоровым (контроль).

Достоверно более высокие концентрации большинства отдельных конгенеров ПХБ, всех 4-х групп ПХБ и суммы ПХБ отмечены у женщин, родивших недоношенных детей, мертвых детей и детей с врожденными пороками развития.

Не выявлено достоверного влияния конгенеров ПХБ и их суммы на возникновение выкидышей и рождение детей с низкой массой тела.

Показано, что ранний возраст начала месячных сопряжен с достоверно более высокими уровнями большинства конгенеров ПХБ.

Концентрация большинства конгенеров ПХБ ниже у женщин с продолжительностью месячных менее 4 дней.

Достоверно более низкая концентрация суммы ПХБ, групп ПХБ и всех отдельно взятых конгенеров - у женщин с болями и спазмами при месячных.

Средние концентрации в крови сгруппированных конгенеров ПХБ выше у женщин, родивших девочек, чем у женщин, родивших мальчиков, но не достоверно.

Подтвердилась установленная нами ранее закономерность, что увеличение содержания ПХБ в материнской крови, сопровождается изменениями соотношения новорожденных по полу. При относительно невысоких уровнях токсиканта наблюдается некоторое увеличение числа новорожденных мальчиков, которое при дальнейшем росте концентрации ПХБ сменяется увеличением числа новорожденных девочек.

Нам не удалось выявить специфических эффектов воздействия отдельных конгенеров ПХБ на параметры репродуктивного здоровья женщин и здоровье новорожденных. При сравнении групп наблюдения с контролем обнаруживаются в большей степени эффекты воздействия конгенеров середины ряда (99 – 153), в то время как при оценке зависимости доза-эффект, наблюдается более выраженное влияние повышенных уровней высокохлорированных конгенеров ПХБ конца ряда (153 – 187).

Анализ влияния сгруппированных конгенеров показал, что диоксиноподобные и недиоксиноподобные, планарные и непланарные, высокохлорированные и низкохлорированные конгенеры могут оказывать влияние на формирование патологии репродукции. Для более глубокого осмысления проблемы потребуются дальнейшие исследования.

Полихлорированные бифенилы (ПХБ)

ПХБ являются одними из наиболее устойчивых химических веществ. Низкая диэлектрическая постоянная и высокая точка кипения сделали их идеальными для использования в качестве жидкого диэлектрика в электроконденсаторах и электротрансформаторах.

Можно отметить, что помимо трансформаторов и конденсаторов ПХБ имели много иных видов применения: лаки, воски, синтетические смолы, эпоксидные краски и краски для подводных частей кораблей, покрытия, смазочно-охлаждающие эмульсии, жидкие теплоносители, рабочие жидкости и др.

Физические и химические свойства, которые сделали ПХБ полезными в промышленности, сделали их одними из опаснейших загрязнителей окружающей среды. Обладая термической и химической стабильностью, ПХБ оказались чрезвычайно устойчивы к воздействию биотических и абиотических факторов.

ПХБ попадают в окружающую среду различными путями. Это происходит как за счет современного промышленного применения ПХБ, так и за счет их возможного побочного образования. ПХБ могут попадать в окружающую среду из технических изделий, трансформаторов, конденсаторов, лаков, красок, химикатов, строительных материалов и т.д. Поступая в окружающую среду, ПХБ распределяются во все компоненты (воздух, вода, почва и т.д.). Они способны включаться в глобальный круговорот и перемещаться с водными и воздушными потоками на большие расстояния. В настоящее время ПХБ обнаруживаются повсеместно, в том числе на территориях, находящихся на значительном удалении от мест их производства и использования.

В арктические регионах ПХБ, как и другие СОЗ, переносятся воздушными потоками из средних широт и интенсивно накапливаются в объектах окружающей среды. По некоторым оценкам, в Мурманской области за счет дальнего атмосферного переноса выпадает примерно 1 тонна ПХБ в год. Установлено также поступление ПХБ со стоками некоторых рек. Низкие температуры воздуха и поверхности земли в Арктике, снежный покров и отсутствие света продолжительной зимой резко замедляют интенсивность биологической (микробной) деградации и ассимиляции СОЗ. Таким образом, климатические особенности Арктики способствуют накоплению ПХБ в воде, почве, донных отложениях.

Опасность ПХБ заключается в их способности к передаче по пищевой цепи (биоконцентрации) и аккумуляции в жиросодержащих компонентах.

Установлено, что коэффициент накопления ПХБ в некоторых биологических объектах достигает миллионов раз. Поэтому даже при низких концентрациях ПХБ в компонентах природной среды имеется опасность их аккумуляции в организме человека, как высшем звене пищевой цепи.

ПХБ, как и подавляющее большинство СОЗ, липотропны и накапливаются в жировых тканях животных. Наличие жиров в структуре традиционного питания способствует поступлению ПХБ и других СОЗ в организм человека.

Особый риск вредного воздействия возникает при беременности, поскольку ПХБ, как и другие СОЗ, легко переносятся через плацентарный барьер, поступая в организм в период внутриутробного развития.

К настоящему времени доказано, что ПХБ обладают выраженным эмбриотоксическим и потенциальным канцерогенным эффектами. Однако самое опасное их влияние заключается в мутагенном действии.

Широкое применение ПХБ в течение нескольких десятилетий в производстве электроэнергии и в ряде других отраслей привело к существенному ухудшению экологической обстановки, что создает опасность для здоровья и воспроизводства будущих поколений, стимулирует увеличение детской смертности и сокращение продолжительности жизни людей.

В этой связи, для решения проблемы ПХБ, в первую очередь необходимо получение объективных данных о количестве электрооборудования и об объемах использования ПХБ-содержащих материалов.

В период с 1939 по 1993 гг. на территории СССР произведено ориентировочно около 180 тыс. тонн ПХБ. Товарными продуктами, содержащими СОЗ, были:

• совол - смесь тетра- и пентахлорированных бифенилов;
• совтол - смесь совола с 1,2,4-трихлорбензолом, в отношении 9:1;
• трихлорбифенил (ТХБ) - смесь изомеров трихлорбифенила.

Совол использовался в качестве пластификатора при производстве лакокрасочной продукции, в смазках, до 1969 г. в качестве изолирующих жидкостей в конденсаторах и на предприятиях оборонного комплекса. Вся продукция с добавлением совола к настоящему времени использована.

Основным потребителем совтола и ТХБ в СССР была электротехническая промышленность. Совтол использовался в качестве диэлектрической жидкости для трансформаторов типов: ТНЗП и ТНЗ. ТХБ использовался в качестве изолирующей жидкости в силовых конденсаторах КС.

Другие потребители (автомобильная промышленность, нефтехимический и лесохимический комплекс, металлургия и машиностроение, оборонные предприятия, строительные учреждения и организации) использовали от 0,25% до 0,35% произведенного объема совтола.

Более половины произведенного ТХБ было поставлено на предприятия электротехнической промышленности бывших республик СССР.

Трансформаторы и конденсаторы имеют длительный срок службы (25-40 лет), поэтому часть ПХБ-оборудования по-прежнему находится в эксплуатации (трансформаторы с ПХБ, заполненные ПХБ конденсаторы).

Полихлорированные бифенилы в Беларуси

В Беларуси выявлено:

• 380 силовых трансформаторов, заполненных совтолом-10 или импортными аналогами;
• свыше 46000 силовых ПХБ-содержащих конденсаторов;
• 29 емкостей с диэлектрическими жидкостями на основе ПХБ;
• около 40 тыс. малогабаритных конденсаторов.

По состоянию на 1 января 2013 г. общее количество выявленных в Беларуси ПХБ оценивается в более чем 1300 тонн.

Установлено, что ПХБ-содержащее оборудование имеется на предприятиях различного профиля: машиностроения и металлообработки, электроэнергетики, химической и нефтехимической, легкой и пищевой промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и многих других. При этом наибольшие объемы ПХБ сконцентрированы на предприятиях машиностроительного комплекса (40 %) и нефтехимии (около 25 %).

В Беларуси выявлено 762 предприятия, на балансе которых имеется ПХБ-содержащее оборудование. Данные предприятия рассредоточены по всей территории страны.

ПХБ поступают в окружающую среду в результате непосредственных утечек из поврежденного электрооборудования. Основными причинами повреждения конденсаторов являются повреждения (иногда с разгерметизацией) металлического корпуса, физический износ оборудования, коррозия корпуса.

Меры по снижению влияния ПХБ на окружающую среду

Во многих европейских странах, в том числе в Республике Беларусь, разработаны меры, регламентирующие производство, эксплуатацию, переработку и уничтожение ПХБ.

В число этих мер входят:

• полный запрет на производство ПХБ;
• постепенная замена ПХБ альтернативными материалами с менее токсичными свойствами;
• контроль за материалами, содержащими ПХБ, при их эксплуатации, складировании, транспортировке и размещении;
• разработка эффективных экологически безопасных технологий переработки и обезвреживания ПХБ и ПХБ-содержащих материалов;
• разработка новых правил эксплуатации установок, в которых используются ПХБ, с учётом более жёстких требований к экологической безопасности производств.

Наиболее перспективным способом снижения количества ПХБ является их обезвреживание и переработка в экологически безопасные продукты. Можно выделить следующие способы переработки ПХБ:

• щелочное дехлорирование (для регенерации загрязненного трансформаторного масла);
• высокотемпературное сжигание (1200 °С);
• плазмохимическая переработка;
• фотохимическое окисление жестким ультрафиолетовым излучением в присутствии озона и пероксида водорода.

Эти методы могут включать операции концентрирования ПХБ перед обработкой. К таким операциям относятся экстракция, адсорбция, диализ, выпаривание, дистилляция, фильтрация. Особое значение подобные операции приобретают при необходимости очистки трансформаторов и конденсаторов от остатков ПХБ.

За последние годы, благодаря применению экстракции жидкостями при критических температуре и давлении, значительно повысилась эффективность извлечения ПХБ из агрегатов, подлежащих очистке.

В целом выбор методов утилизации ПХБ, ПХБ-содержащего оборудования, отходов зависит от агрегатного состояния отходов и концентрации в них ПХБ.

Более подробную информацию об обезвреживании ПХБ - содержащих отходов можно найти здесь.

Полихлорбифенилы

Полихлорированные дифенилы (ПХД ) или полихлорированные бифенилы (ПХБ ) - группа органических соединений, включающая в себя все хлорозамещённые производные дифенила (1-10 атомов хлора, соединённые с любым атомом углерода дифенила, молекула которого составлена из двух бензольных колец), отвечающие общей формуле C 12 H 10-n Cl n .

Химическая структура ПХД.

Впервые были синтезированы в 1929. Особенностью этих веществ является теплостойкость и возможность использования как изолятора в электротехнике. Бесцветные и без запаха, ПХБ также химически стабильны. По этим причинам ПХБ стали добавлять во многие материалы.

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) относятся к группе стойких органических загрязнителей (СОЗ), мониторинг которых является обязательным в развитых индустриальных странах вследствие их высокой опасности для окружающей среды и здоровья населения.

ПХБ устойчивы к гидролизу и биотрансформации в воде, но при фотолизе на солнечном свету ПХБ могут в процессе ряда последовательных реакций образовывать диоксины, гораздо более токсичные загрязнители по сравнению с ПХБ. В почву ПХБ могут попадать не только с отходами в индустриальных районах, но и при использовании осадочного ила, в качестве удобрений. Полагают, что до настоящего времени в окружающую среду поступило до 80 % общего количества ПХБ, произведенного во всем мире, причем, большая часть этого количества попала в пресные и морские воды. Возможно образование ПХБ из хлорорганических пестицидов (ДДТ) и верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей. Разложение хлороорганических пестицидов до простейшихбифенилов может происходить и в морской воде. За многолетний период интенсивного использования ПХБ в промышленности во многих странах мира огромные количества этих соединений внесены в окружающую среду и в настоящее время загрязнение этими ксенобиотиками затрагивает всю биосферу. Наряду с хлорорганическими пестицидами, ПХБ являются наиболее распространенными продуктами, загрязняющими воду в природных водоемах. Считается, что концентрация ПХБ в незагрязненных пресных водах не должна превышать 0,5 нг/л, а умеренно загрязненных 50 нг/л. Пороговая концентрация трихлорбифенила, изменяющая органолептические свойства воды, составляет 0,13 мг/л. Будучи устойчивыми соединениями, ПХБ кумулируются в объектах окружающей среды и передаются через пищевые цепи. Водные организмы - гидробионты, рыбы, моллюски, ракообразные накапливают ПХБ. Содержание хлорированных углеводородов, в частности, ПХБ в мясе и печени рыб может достигать несколько десятков мг/кг. Даже однократное загрязнение ПХБ донных отложений может приводить к постоянному локальному загрязнению водных организмов в течение длительного времени (до нескольких лет) после того, как произошло это загрязнение.

ПХБ обладают довольно высокой токсичностью. Доказанное многогранное повреждающее действие этих веществ на ряд органов и систем вместе со способностью к длительному накоплению в жировой ткани.

Опасность ПХБ для здоровья человека заключается, прежде всего, в том, что они являются мощными факторами подавления иммунитета ("химический" СПИД). Кроме того, поступление ПХБ в организм провоцирует развитие рака, поражений печени, почек, нервной системы, кожи (нейродермиты, экземы, сыпи). Попадая в организм плода и ребенка, ПХБ способствуют развитию врожденного уродства и детской патологии (отставание в развитии, снижение иммунитета, поражение кроветворения).

Однако, самое опасное влияние ПХБ на человека заключается в их мутагенном действии, что негативно сказывается на здоровье последующих поколений людей. Вот почему в странах ЕЭС, США и Канаде эти соединения с 1973 года запрещены к производству и применению. В них налажен обязательный мониторинг ПХБ в объектах окружающей среды и продуктах питания. Проблема заключается в том, что ПХБ практически не разрушаются и способны накапливаться в биологических объектах и продуктах питания. Ко времени осознания мировым сообществом их опасности уже было произведено огромное количество этих соединений (с 1929 г. по середину 70-х годов), глобально загрязнивших Землю и постоянно циркулирующих в объектах окружающей среды. Так, например, ПХБ постоянно обнаруживаются в грудном молоке женщин Западной Европы, что послужило обязательным ограничением сроков грудного вскармливания до 1,5 - 2 мес. и подтолкнуло к переходу в большинстве этих стран к искусственному вскармливанию младенцев очищенными смесями. Попадая в организм, ПХБ хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте, в легких, проникают через кожу и накапливаются в основном в жировой ткани. В большинстве проб жировой ткани содержание ПХБ составляет 1 мг/кг или менее, большие количества - до 700 мг/кг - обнаруживали в образцах жировой ткани людей, подвергавшихся профессиональному воздействию (содержание в крови соответственно - 0,3 и 200 мкг/100 мл).

ПХБ обладают сравнительно низкой острой токсичностью, но, благодаря своим кумулятивным свойствам, накапливаются в печени, сначала приводя к ее увеличению, а затем и поражению. ПХБ частично проникают через плаценту и способны выделяться с материнским молоком. Анализы грудного молока отобранных у двух женщин вАрхангельске и Каргополе показали, что токсичность грудного молока в этом регионе обусловлена не диоксинами, как предполагалось, а полихлорированными бифенилами, что было впоследствии подтверждено и в других городах России.

органический токсикант стойкий пестицид

ПХБ могут оказывать эмбриотоксический эффект, вызывая снижение числа мест имплантации, количества новорожденных и увеличение продолжительности беременности. При длительном введении ПХБ обезьянам - резусам до и во время беременности, а также в период лактации наблюдались ранние выкидыши, преждевременные роды, гибель плодов вскоре после рождения.

Симптомами воздействия ПХБ являются хлоракне, раздражение глаз, вялость, головные боли и боль в горле.

В Японии в 1968 около 16 тыс. человек получили отравление и многие из них умерли. Производство ПХБ было запрещено в 1970-х из-за высокой токсичности большинства родственных ПХБ и смесей. Они классифицируются как стойкие органические загрязнители, которые биоаккумулируются в животных.

Den V.Bench (Дэн В.Бенч), бакалавр, горный инженер, координатор по ПХБ,
Агентство по охране окружающей среды США

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) входят в группу из 12 химических веществ, определяемых как стойкие органические загрязнители (СОЗ), подпадающие под действие Стокгольмской Конвенции ООН от 2001 г., когда 90 стран мира, таких как США и члены ЕС, приняли решение о сокращении или прекращении производства, использования и/или недопущения утечки ПХБ. СОЗ являются высокоустойчивыми токсичными органическими соединениями, которые надолго сохраняются в окружающей среде и аккумулируются в жирах. ПХБ являются одним из немногих загрязнителей окружающей среды, действительно глобального масштаба. Их обнаруживали в небольших, но измеримых концентрациях почти во всех морских, растительных и животных организмах (в рыбе, млекопитающих, птицах, птичьих яйцах и в человеческом организме). Они могут попадать в организм через легкие, желудочно-кишечный тракт, кожу и, однажды проникнув в организм с пищей или воздухом, ПХБ циркулируют в нем вместе с кровью и аккумулируются в жировых тканях и некоторых органах, таких как печень, почки, легкие, надпочечники, мозг, сердце и кожа. Люди, постоянно проживающие в США, имеют измеримые концентрации ПХБ в жировых тканях .

Рудник Игл, Джилман, Колорадо.
Трансформатор емкостью около 290 л (цилиндры с ребрами охлаждения и маркировкой ПХБ) на горизонте 20 при проведении Агентством по охране окружающей среды операции извлечения оборудования в связи с предстоящим закрытием и затоплением рудника

Сегодня уже не осталось никаких сомнений в том, что ПХБ представляет угрозу для здоровья человека и окружающей среды даже в самых небольших концентрациях. Оказавшись в организме, ПХБ могут привести к его разрушению . ПХБ получили такое широкое распространение, что Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) сочло необходимым указывать предельно допустимые концентрации ПХБ на коробках и упаковке продуктов питания (рыбы, мяса, молока и яиц). В жировой ткани организмов ПХБ могут аккумулироваться в больших концентрациях даже в тех случаях, когда эти организмы подвергаются небольшому воздействию. В частности, рыба может накапливать ПХБ в своих тканях в 740 тысяч раз превышающих содержание этих веществ в воде, в которой она обитает . Это не считая ПХБ, получаемого рыбой в результате потребления зараженных беспозвоночных. Выяснилось, что радужная форель, питаясь зараженными беспозвоночными, биологическим путем накапливает ПХБ в концентрации, в 10 млн. раз выше концентрации этих веществ в озере Онтарио . Этот процесс биологического аккумулирования привел к закрытию рыбного промысла на Великих Озерах и к выпуску рекомендаций для организаций спортивного рыболовства с указанием концентрации ПХБ при потреблении рыбы, выловленной из 100% Великих Озер, из 71% полосы прибрежных вод, а также из 28% озер и 14% общей протяженности рек 48 штатов, расположенных ниже Великих Озер. .

Океаны являются крупнейшими «поглотителями стоков» ПХБ, и последствия этого неизвестны. Средние коэффициенты биологической концентрации ПХБ, поступающих из воды в фитопланктон, составляют от 10 тыс. до 1 млн. , однако очень редко кто-либо упоминает о том, что фитопланктон является основой пищевой цепи в океане и главным источником атмосферного кислорода .

Кроме того, ПХБ классифицируются Агентством по охране окружающей среды как вероятные канцерогены человека, ухудшающие память и отрицательно сказывающиеся на интеллектуальном развитии детей и взрослых и вызывающие заболевания печени, хлоракне (воспаление сальных желез, вызываемое хлором), и нарушение репродуктивной функции человека. ПХБ являются разрушителями эндокринной системы , а также способствуют росту онкологических заболеваний .

Рудничная комплектная трансформаторная подстанция с распределительным
устройством, в составе которой обычно присутствуют конденсаторы

Изготовление ПХБ осуществлялось в США с 1929 г. по 1977 г., когда их производство было добровольно прекращено. В 1978 г. изготовление ПХБ было запрещено официально, а использование и размещение стало строго регулироваться Правилами, подготовленными Агентством по охране окружающей среды США (EPA), в точном соответствии с требованиями Раздела 6(е) Закона о контроле токсических веществ (TSCA). Несмотря на то, что их изготовление было запрещено в США и многих других странах в соответствии с установленными Правилами ПХБ все же разрешено использовать в электрооборудовании, прежде всего в качестве жидкого диэлектрика (или в смесях жидких диэлектриков).

Область применения и свойства ПХБ

ПХБ выгодно отличаются от трансформаторного масла высокой температурой воспламенения и негорючестью, что определило их широкое использование в электрических аппаратах, применяющихся в различных отраслях промышленности, в т.ч. при разработке месторождений полезных ископаемых. Поэтому в настоящее время ПХБ используются в качестве диэлектриков в трансформаторах, трансформаторах регулируемого напряжения, конденсаторах и флуоресцирующих веществах осветительных приборов. В США ПХБ выпускались под торговой маркой Ароклор (Aroclor), до прекращения их производства в 1977 г. Ароклоры представляют собой фракции ПХБ с различными концентрациями хлора, обладающими различными свойствами. Самые распространенные разновидности этой продукции – Ароклор 1254 и Ароклор 1260. Эти продукты смешивались с растворителями, например, с трихлорбензолом, и продавались под торговыми марками, которые указываются на пластинах с заводскими характеристиками электрооборудования, в котором присутствуют ПХБ. Наиболее известны торговые марки диэлектриков, содержащих ПХБ – Pyranol, Inerteen, Elemex, и Chlorextol и др.

Физические и химические свойства, которые определяют промышленную ценность ПХБ, одновременно являются губительными для окружающей среды. ПХБ являются весьма стойкими соединениями, которые не склонны к разрушению под воздействием высоких температур и старению. Однажды проникнув в окружающую среду, они остаются в ней в течение длительного времени, легко циркулируя из воздуха в воду, из воды в почву и обратно . ПХБ в десятки раз лучше растворяются в жирах, чем в воде, поэтому накапливаются в жировых тканях организмов.

Горные предприятия и ПХБ

Горная промышленность является отраслью, в которой наиболее широко применяется электрооборудование, содержащее ПХБ. Использование на шахтах и рудниках электрооборудования, содержащего ПХБ, было документально зафиксировано в ходе проверок, проведенных за последние двадцать лет Агентством по охране окружающей среды США по 8-му Округу, и его можно встретить на шахтах всего мира.

Следует подчеркнуть, что электрооборудование, содержащее ПХБ, может применяться в угольных, рудных и нерудных шахтах и карьерах, а также на ДСФ и ДОФ горных предприятий. Присутствие ПХБ наиболее вероятно в трансформаторах, емкостях с отработанным трансформаторным маслом, конденсаторах и флуоресцирующих веществах осветительных приборов. Трансформаторы и конденсаторы могут располагаться на стационарных электроподстанциях или устанавливаться на рудничных вагонетках. Конденсаторы, содержащие ПХБ, встречались и в электровозах. На угольных шахтах конденсаторы часто используются в передвижных трансформаторных подстанциях с распределительными устройствами. В соответствии с установленными Правилами это оборудование должно маркироваться знаками (наклейками) ПХБ, если оно содержит 500 единиц на миллион (0.05%) и более этих веществ и именоваться как «ПХБ-содержащие трансформаторы и конденсаторы».

конденсатор, содержащий ПХБ

В зависимости от соотношения затрат на извлечение и эффективности повторного использования оборудования, при ликвидации шахт часто под землей остается горно-шахтное, горно-транспортное, подъемное или электрическое оборудование. По данным специалистов горной промышленности очень большое количество электрооборудования, содержащего ПХБ, было оставлено под землей еще до принятия Правил, регламентирующих использование и размещение ПХБ .

Здесь особенно следует выделить шахты, так как брошенное под землей электрооборудование, содержащее ПХБ, может стать причиной загрязнения подземных вод, что оказывает негативное влияние на окружающую среду.

Общеизвестно, что большинство закрытых шахт подвергается затоплению и обрушению. При этом оставленное электрооборудование подвергнется коррозии под воздействием кислых шахтных вод и/или будет просто разрушено, раздавлено и т.п. Кроме того, горные работы приводят к образованию обширных массивов с высокой степенью трещиноватости. Трещины создают дополнительные каналы, по которым подземные шахтные воды, содержащие жидкие диэлектрики, выпускаемые под торговой маркой ПХБ, из нарушенных участков могут просачиваться сквозь породы всего шахтного пространства и за его пределы. Гидрологи не могут прогнозировать характер движения грунтовых и шахтных вод по трещинам и коэффициенты их разбавления . В любом случае грунтовые воды и открытые источники воды могут подвергнуться загрязнению и представлять опасность для окружающей среды .

Следует иметь в виду, что ПХБ – не единственные искусственные химические вещества, которые применяются под землей, и использование которых регулируется установленными Правилами. Существуют и другие вещества, утечка которых может представлять угрозу для окружающей среды. Подземные ремонтные службы могут использовать растворители для очистки и обезжиривания оборудования, например, трихлорэтан и метиленхлорид. Размещение этих растворителей регулируется Законом об охране и восстановлении ресурсов (RCRA) США, который регламентирует производство, обращение и размещение опасных отходов, за исключением ПХБ. Утечка этих растворителей может по-своему представлять угрозу загрязнения подземных и грунтовых вод. Кроме того, пролитые растворители могут вызвать мобилизацию ПХБ, ускорив, таким образом, перенос этих веществ и их попадание в грунтовые и подземные воды и открытые водные источники. Некоторые шахты организуют собственные свалки и склады металлолома, в которых складируются и ПХБ и растворители, размещение которых регулируется Законом RCRA.

Проведение инспекций

8-й Округ Агентства по охране окружающей среды включает шесть штатов: Колорадо, Монтана, Северная и Южная Дакота, Юта и Вайоминг. В этом районе сосредоточено большое количество угольных шахт страны. Опыт работы в 8-м Округе может служить своего рода индикатором для других организаций и других стран с развитой горной промышленностью. Программа инспектирования шахт 8-го Округа началась в 1978 г. с обнародования Правил, касающихся ПХБ. В пределах Округа за последние 20 лет были проинспектированы 75 шахт и выдвинуто более 30-ти официальных исков исполнительной власти о взыскании штрафов за нарушение Правил использования и размещения ПХБ. На 44% проинспектированных шахт были допущены нарушения этих Правил.

Проверки проводились, главным образом, в подземных выработках шахт, т.к. существовала потенциальная опасность того, что электрооборудование, содержащее ПХБ, будет оставлено под землей, и произойдет загрязнение подземных и грунтовых вод. Поэтому, большая часть административных обвинений коснулась именно шахт.

Всякий раз, когда инспекторы появлялись в каком-либо районе, где до этого Агентство по охране окружающей среды не обеспечивало с помощью мер принуждения выполнения Правил, касающихся ПХБ, они сталкивались с отсутствием понимания опасности и незнанием этих Правил. Они также обнаруживали отсутствие такого понимания другими правительственными организациями, которые обладают определенными полномочиями. В ходе инспекций было обнаружено электрооборудование, содержащее ПХБ, в драглайнах на угольных карьерах, в мехлопатах на рудных карьерах, а также на складе металлолома в трансформаторах и конденсаторах, предназначенных для утилизации. Их также находили в шахтных подстанциях, насосных станциях, комплектных трансформаторных подстанциях с распределительными устройствами и в электровозах. Электрооборудование, содержащее ПХБ, было также обнаружено на обогатительных фабриках, плавильных печах, в установках рафинирования металлов, в дробильных отделениях и перегрузочных пунктах. Представители Агентства по 8-му Округу уверены, что если Управление техники безопасности и охраны труда в горной промышленности (MSHA) считает, что шахты безопасны для здоровья шахтеров, то они тем более безопасны для посещения их инспекторами Агентства по охране окружающей среды. Для гарантии полной безопасности проверяющих инспектировались в основном только действующие и законсервированные предприятия. Главная цель инспекции – обеспечить принудительное выполнение установленных Правил и предотвратить случаи оставления под землей оборудования, содержащего ПХБ. Закрытые шахты не инспектировались в связи с их недоступностью (затопленные, обрушенные), опасностью обвалов и т.п. угроз здоровью и жизни людей. Проверки подтвердили, что основная опасность загрязнения шахтных вод ПХБ в будущем будет исходить от брошенного под землей электрооборудования, содержащего его. Инспекционная программа могла бы предотвратить случаи оставления оборудования под землей в будущем.

В качестве примера можно привести участие автора статьи на руднике Игл (Колорадо) в проведении акции 8-го Округа по незамедлительному устранению нарушений в соответствии с Законом об ответственности и компенсациях за экологические нарушения (CERCLA) . Этот закон регулирует процедуры очистки неконтролируемых или заброшенных полигонов опасных отходов. Рудник имел вертикальный ствол глубиной 122 м, пройденный до главного откаточного горизонта 16, от которого проведены два уклона – 1620 и 1623 для обслуживания горизонта 20. Горизонты разделены 30-метровым по вертикали слоем породы. Ниже гор. 20 шахта была полностью затоплена до гор. 28. Протяженность горизонтальных и слабонаклонных выработок рудника составляла 160 км , большая часть которых была недоступна из-за затопления, плохого проветривания и открытого пожара, охватившего уклон 1623. Всё предприятие с электрооборудованием, содержащим ПХБ, находилось под землей, и только концентрат для плавильного отделения и хвосты вывозились с рудника. Агентство предписывало владельцу вывезти электрооборудование, содержащее ПХБ, с тех участков, которым угрожала опасность затопления. Но, после того как была прекращена работа электрооборудования и насосной станции на гор. 20, должных мер по выводу этого оборудования не было предпринято. Агентство приняло на себя все расходы и в течение трех дней произвело демонтаж трех трансформаторов (емкостью по 288 л), содержащих Пиранол (ПХБ) и 27 конденсаторов большой емкости, также содержащих Пиранол. Три трансформатора, из которых ранее слили Пиранол, были оставлены на подстанции в связи с высокими затратами и рисками, связанными с их подъемом на поверхность. Неизвестно, осталось ли оборудование, содержащее ПХБ, на доступных участках рудника и ниже гор. 20. Такое отсутствие информации типично для оставленных или затопленных участков шахт и рудников. И хотя это мероприятие могло оказаться опасным, риски были известны и управляемы. При этом вся операция проводилась в присутствии инспекторов MSHA. Если бы в это время Агентство по охране окружающей среды не проводило проверку, трансформаторы и конденсаторы, содержащие ПХБ, никогда бы не были обнаружены, и сегодня они оказались бы под 215-метровой толщей воды, которая поступает в реку Колорадо.

Обращение с оборудованием, содержащим ПХБ

Первостепенной задачей является инвентаризация всего электрооборудования на предмет строгого обозначения, учета количества и места нахождения оборудования, содержащего ПХБ. Оборудование должно быть маркировано таким образом, чтобы его легко можно было узнать, оно должно иметь соответствующую защиту, и ни в коем случае нельзя допускать небрежности при его размещении и утилизации.

Большое значение имеет письменная отчетность. В зависимости от наличия финансовых средств, второй по важности задачей является замена такого оборудования и его размещение в местах безопасного хранения в соответствии с Правилами.

Третьей задачей является размещение и захоронение. При принятии решений о выборе мест хранения и размещения оборудования чрезвычайно важно иметь в виду ту опасность, которая связана с ПХБ, и продолжительность существования этих веществ в окружающей среде. Сжигание на открытом воздухе может привести к превращению ПХБ в диоксины – еще более опасные яды. Захоронение диэлектриков, содержащих ПХБ, в земле может привести к загрязнению грунтовых и подземных вод. Размещение диэлектриков, содержащих ПХБ, требует применения специальных приемов нейтрализации, которые могут обеспечить разрушение молекулы ПХБ. В некоторых странах отсутствуют соответствующие возможности для их захоронения, поэтому необходимо будет обеспечить их длительное хранение.

Заключение

Учитывая огромную протяженность выработок крупных шахт можно сделать очевидный вывод о том, что существует возможность незаконного и неправильного размещения опасных отходов в них, и так, что эти отходы вряд ли когда-либо могут быть обнаружены. На многих шахтах, независимо от их величины, есть такие возможности. И только текущие проверки подземных горных предприятий правительственными организациями, в компетенцию которых входит контроль ПХБ, могли бы предотвратить оставление такого оборудования под землей. Не существует никаких соображений безопасности, которые могли бы помешать проведению таких проверок. В этом деле необходимо использовать методы и просвещения, и принуждения. Везде, где проводятся мероприятия по очистке и экологической реабилитации территорий, следует рассматривать и тестировать возможность присутствия ПХБ.

Взгляды, изложенные в этой статье, отражают точку зрения автора и не обязательно могут отражать политику, проводимую Агентством по охране окружающей среды США.