Полихлорированные дифенилы
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 C12H10−nCln.
Впервые были синтезированы в 1929 году. 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 в воздухе, воде и почве является обязательным в развитых индустриальных странах вследствие их высокой опасности для окружающей среды и здоровья населения.
Содержание
Применение
ПХБ использовались как диэлектрические жидкости в трансформаторах и конденсаторах, теплоносители (в том числе как хладагенты), смазки, стабилизирущие добавки в гибких поливинилхлоридных (ПВХ) покрытиях электрических проводов и электронных компонентов, как присадки к пестицидам, ингибиторы пламени (ретарданты), гидравлические жидкости, замазки, клеи, мастики, краски, противопылевые (de-dusting) вещества, в беззольной бумаге.
Производство и использование полихлорированных бифенилов: оценка состояния
Впервые ПХБ были произведены в США компанией «Монсанто» в 1929 году. Это масляные жидкости, не горючие и не проводящие электричество, но хорошо проводящие тепло. ПХБ устойчиво к воздействию кислот и щелочей. Благодаря этим свойствам они нашли широкое применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, как охлаждающие жидкости в теплообменных системах, в гидравлической технике, входят в состав пластификаторов, красок, лаков, смазочных масел, пластмасс, копировальной бумаги, добавок в бытовой химии. В разных странах они выпускались под разными торговыми названиями: Арохлор, Пиранол, Инертин в США, Канехлор, Сибанол в Японии, Пирален во Франции, Делор в Чехословакии. По предварительным данным на 1991 год, в мире было произведено около 1,2 млн т ПХБ, из них 35 % поступило в окружающую среду и лишь 4 % подверглось разложению.
В СССР полихлорбифенилы производились с 1934 до конца 1995 года. Они выпускались под марками совол, совтол и гексол. Основными производителями соволов были ПО «Оргстекло» (Дзержинск), ПО «Оргсинтез» (Новомосковск) и опытный завод ВНИТИГ (Всесоюзный научно-исследовательский институт гербицидов, Уфа). Трихлордифенилом пропитывали бумагу в конденсаторах марок ЛС, ЛСМ, ЛСЕ (Ленинаканский электротехнический завод, для люминесцентных ламп в 1969—1990 годах), ИС, КС, КСЭ, КСЭК, КСТС, КСП, КСПК, КСШ, КСФ, ФСТ, ДС130-45, ПС, ПСК, РСТ-2, РСТО-2, ГСТ-1-50 (гасящие для метрополитена), ЭС (Усть-Каменогорский конденсаторный завод), ЭСВ, ЭСВП, ЭСВК, БКС, КСК (последние до 1988 года выпускались на НПО «Конденсатор» г. Серпухов). Полихлорбифенилы заливали также в силовые, высоковольтные, импульсные и другие трансформаторы, производившиеся во многих городах России.
Производство ПХБ практически полностью прекращено во всем мире. Для скорейшего экологически безопасного обезвреживания этих веществ в 2001 году большинством европейских стран была подписана Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Участники этой конвенции приняли на себя обязательства полностью обезвредить имеющиеся в своих странах ПХБ до 2028 года.
ПХБ в Российской Федерации и СССР
На 1-м съезде токсикологов России 17—20 ноября 1998 года в Москве значительное число докладов было посвящено ПХБ и их влиянию на организм человека. Сообщалось о мембранотоксическом действии на эритроциты отечественного продукта «Совтол-10», содержащего ПХБ, и возможности использования этого теста в качестве прогностического критерия оценки величины полученной дозы токсиканта и прогноза течения интоксикации. Предварительные данные по населению (Серпухов) подтверждают связь между повышенным содержанием ПХБ в фолликулярной жидкости и неудачей при оплодотворении in vitro.
Установлено, что эта группа соединений может вмешиваться в гормональный механизм и вызывать эндокринные поломки, кроме того ПХБ могут имитировать или блокировать действие тиреоидных гормонов.
Из симптомов профессионального отравления, вызываемого ПХБ у рабочих, соприкасающихся с этим продуктом в условиях производственной деятельности, чаще всего отмечаются хлоракне, а также неврологические явления в виде головных болей, утомляемости, чувства ползания мурашек в конечностях. Из биохимических изменений наблюдаются подавление активности декарбоксилазы, уропорфирина, фермента, участвующего в синтезе гема.
В результате происходит повышение в моче уровня уропорфирина, определение которого используется в качестве теста в рамках надзора за профессиональной заболеваемостью.
Влияние на окружающую среду
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 простейших бифенилов 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 незагрязнённых пресных водах не должна превышать 0,5 нг/л, а умеренно загрязнённых 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.
К возможным объектам нахождения ПХБ можно отнести следующие:
- электротехническое оборудование (конденсаторы, трансформаторы и др.)
- предприятия-производители ПХБ;
- предприятия-производители электротехнического оборудования с ПХБ;
- полигоны размещения промышленных отходов;
- полигоны размещения бытовых отходов;
- несанкционированные свалки;
- предприятия по переработке лома цветных и чёрных металлов;
- гидравлическое и другое оборудование на различных промышленных и военных объектах.
Токсические свойства
ПХБ обладают довольно высокой токсичностью. Доказано 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 врождённого 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 по середину 1970-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 лёгких, 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 её увеличению, а затем и поражению. ПХБ частично проникают через плаценту и способны выделяться с материнским молоком. Анализы грудного молока отобранных у двух женщин в Архангельске 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.
ПХБ могут оказывать эмбриотоксический эффект, вызывая снижение числа мест имплантации, количества новорождённых 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, заболевания кожи (хлоракне).
В Японии в 1968 году около 16 тысяч человек получили отравление, и многие из них умерли. Производство ПХБ было запрещено в 1970-х годах из-за высокой токсичности большинства родственных ПХБ и смесей. Они классифицируются как стойкие органические загрязнители, которые биоаккумулируются в животных.
Нормирование
Гигиенические нормативы ПХБ для атмосферного воздуха населенных мест, и допустимые уровни загрязнения кожных покровов не установлены.
ПХБ-содержащее оборудование подвергают специальной маркировке.
Отходы с материалами, содержащими ПХБ, уничтожаются на специальных заводах. Больше всего таких предприятий находится в Западной Европе. Наиболее эффективным методом уничтожения таких отходов является высокотемпературное сжигание.
См. также
- Полихлорированные бифенилы (ПХБ)
- http://www.dioxin.ru/history/pcb.htm