Токсикология неорганических веществ

 

2.2 Синтетические токсиканты.

Подавляющее большинство известных  химических соединений получены синтетическим  путем. Нет такой области деятельности, в ходе которой современный человек  не контактировал бы с химическими  веществами. Некоторые группы веществ, не смотря на их широчайшее использование, в силу высокой биологической активности, требуют особого внимания со стороны токсикологов. Это, прежде всего, пестициды, органические растворители, лекарства, токсичные компоненты различных производств, побочные продукты химического синтеза и т.д.

Пестициды - вещества, предназначенные  для борьбы с животными- и растениями-вредителями  с целью повышения урожайности  и сохранения материальных ценностей, созданных человеком. В отличие  от других поллютантов пестицидами  умышленно обрабатывают окружающую среду для того, чтобы уничтожить некоторые виды живых организмов. Наиболее желательным свойством пестицидов, в этой связи, является избирательность их действия в отношении организмов-мишеней. Однако селективность действия подавляющего большинства пестицидов не является абсолютной, поэтому многие вещества представляют большую или меньшую опасность для человека. Основной риск, связанный с использованием пестицидов, обусловлен их накоплением в окружающей среде и биоте, перемещением по пищевым цепям, вплоть до человека. Достаточно часты случаи острого отравления пестицидами. Не изжиты хронические интоксикации у рабочих, занятых в производстве и использовании пестицидов. Поскольку организмы "вредителей" адаптируются к действию химических веществ, во всем мире постоянно синтезируются и внедряются в практику десятки и сотни новых соединений. Различные классы пестицидов представлены на таблице 2.2.

Таблица 2.2

Классы пестицидов

Классы	Основные химические группы
Альгициды	оловоорганические соединения (брестар)
Фунгициды	Дикарбоксимиды (каптан)   Хлорированные ароматические углеводороды (пентахлорфенол)  дитиокарбаматы(манеб)  соединения ртути (ацетат фенилртути)
Гербициды	амиды, ацетамиды (пропанил)  бипиридилы (паракват)  карбаматы, тиокарбаматы (барбан)  феноксикислоты (2,4,-Д)  динитрофенолы (динитрокрезол)  динитроанилин (трифлюралин)  производные мочевины (монурон)  триазины (атразин)
Нематоциды	галогенированные алканы (этилен дибромид)
Моллюскоциды	хлорированные углеводороды (байлусцид)
Инсектициды	хлорированные углеводороды  аналоги ДДТ (ДДТ)  циклодиены (алдрин)  хлорированные терпены (токсафен)  фосфорорганические соединения (паратион)  карбаматы (карбарил)  тиоцианаты (летан)  динитрофенолы (ДНОК)  фторацетаты (ниссол)  растительные яды  никотин  ротеноиды (ротенон)  перитроиды (перитрин)  аналоги гормонов роста (метопрен)  производные мышьяка (арсенат свинца)  фторсодержащие соединения (фторид натрия)
Акарициды	сероорганические соединения (овекс)  формамидин (хлордимеформ)  динитрофенолы (динекс)  аналоги ДДТ (хлорбензилат)
Родентициды	антикоагулянты (варфарин)  алкалоиды (стрихнин сульфат)  фторсодержащие соединеня (фторацетат)  производные тиомочевины (нафтилтиомочевина)  соединения таллия (сульфат таллия)

 

Самым известным хлорорганическим инсектицидом является ДДТ. Хотя это  вещество синтезировано еще в 1874 году, его инсектицидные свойства были обнаружены лишь в 1939 году швейцарским химиком Паулем Мюллером, удостоенным за это открытие десять лет спустя Нобелевской премии. ДДТ широко использовался для борьбы с вредителями, однако сейчас, в силу отрицательных токсикологических свойств, запрещен к производству и применению в большинстве развитых стран. Среди других известных хлорорганических пестицидов следует назвать метоксихлор (близкий аналог ДДТ), мирекс, алдрин, хлордан, линдан.

Фосфорорганические инсектициды (ФОИ) представляют собой по большей части  эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В настоящее время это  наиболее широко используемые пестициды. Они токсичнее хлорорганических инсектицидов, но менее стойки в  окружающей среде и потому менее опасны с точки зрения экологии. Широкое исследование этих веществ началось в 1930х годах в лаборатории Герхарда Шрадера в Германии. Токсичность ФОС зависит от строения алкильных радикалов при атоме фосфора. Для млекопитающих и человека производные фосфорной кислоты значительно токсичнее, чем тиофосфорной. Для насекомых имеет место обратная зависимость. Среди наиболее известных ФОИ: паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малатион. Среди ФОС обнаружены не только эффективные пестициды, но и вещества чрезвычайно токсичные для человека. Под руководством того же Шрадера на основе ФОС в 1940х годах были получены первые фосфорорганические боевые отравляющие вещества (ФОВ), в частности, табун. Все ФОС - нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных и периферических холинэргических синапсах.

Гербициды - это вещества, предназначенные  для борьбы с растениями, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-орто-крезол, пентахлорфенол используются, как контактные гербициды. Хлорфенолы применяют и как фунгициды для защиты древесины от поражения грибами. Печальную известность, после войны США против Вьетнама, получили производные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д и 2,4,5-Т), входившие в состав так называемой "оранжевой смеси", использовавшейся американцами в качестве дефолианта. Эти вещества практически не токсичны для человека, однако, содержавшийся в качестве примеси 2,3,7,8,-тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) вызывал поражение людей. Кроме того, это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцерогена. Другими известным гербицидами являются паракват, дикват, атразин и т.д.

 

- Органические растворители

Они используют повсеместно: на производствах, в сельском хозяйстве, в быту. К  числу растворителей относятся вещества, с близкими физико-химическими свойствами. Это жидкости, плохо растворяющиеся в воде и хорошо в жирах, не диссоциирующие в водных растворах с образованием ионов. Последнее свойство послужило поводом для объединения их в группу под общим названием "неэлектролиты" (Н.В. Лазарев). Для всех органических растворителей характерна близость токсикологических свойств: они угнетают функции центральной нервной системы (наркотическое действие).

Коммерческие растворители, как  правило, представляют собой смесь  соединений и включают азот- и серо-органические соединения, а также бензин и некоторые  масла. Растворители используют для  производства красителей, лаков, клеев  и т.д. Поэтому отравления этими продуктами нередко обусловлены действием именно растворителей. Токсикоманическое пристратие к вдыханию клеев, также связано с привыканием к состоянию, формирующемуся вследствие действия органических растворителей на ЦНС.

 

- Лекарства, пищевые добавки,  косметика

Количество лекарств, выпускаемых  в мире, составляет десятки тысяч  тон веществ многих сотен наименований. Практически любое лекарственное  средство обладает токсичностью и при  неправильном его использовании  и у людей с повышенной чувствительностью  может вызвать неблагоприятные эффекты. В настоящее время ни один медикамент не разрешается к применению до исчерпывающего изучения его переносимости (токсичности), определения оптимальных доз и схем использования по программам, утвержденным специальными государственными структурами ("Фармакологический Комитет" в России, "Управление пищевых и лекарственных средств" в США). Тем не менее, число отравленных лекарствами неизменно растет. Причиной тому наиболее часто является неконтролируемое со стороны врача использование препаратов, суицидные попытки. Первое место, как причина самоотравления, занимают психофармакологические средства, такие как барбитураты (барбитал, фенобарбитал), бензодиазепины (диазепам), трицыклические антидепрессанты (имипрамин) и т.д.

Иногда токсические последствия применения лекарства могут быть связаны с дефектом изучения его безопасности. Классическим примером является тератогенное действие талидомида, не выявленное на доклиническом этапе обследования препарата, и ставшее поводом большого числа человеческих трагедий. Количество лекарств, известных в настоящее время, огромно, многообразны эффекты, вызываемые ими. Раздел токсикологии, в рамках которого изучаются токсические эффекты, развивающиеся у людей, принимающих те или иные препараты, называется "лекарственная токсикология³".

 

- Боевые отравляющие вещества (БОВ) 

Мысль применить отравляющие газы для военных целей приписывают  известному химику профессору Нернсту. Бурное развитие химической промышленности во второй половине века явилось материальной основой для реализации этой идеи. 22 апреля 1915 года с применения газообразного хлора войсками Германии началась эпоха использования современных средств массового уничтожения. В ходе Первой мировой войны было применено около 130 тысяч тонн высокотоксичных соединений примерно 40 наименований.

В годы 2-й Мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже  и других странах, были созданы чрезвычайно токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ). В качестве БОВ в различное время испытывались такие вещества как хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин, мышьяковистый водород, синильная кислота, хлорциан, хлорбензилиденмалонодинитрил (СS), метиларсиндихлорид, 2-хлорвиниларсиндихлорид (люизит), дихлордиэтилсульфид (сернистый иприт), трихлортриэтиламин (азотистый иприт), изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты (зарин), этил S-2-диизопропил аминоэтил метилфосфонотиолат (VX) и многие, многие другие. 1993 году была принята Парижская "Конвенция о запрещении применения, разработки и накопления химического оружия". В настоящее время конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие годы предполагается уничтожить запасы химического оружия на планете.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Сегодня, в начале нового века, когда  человечество вступило в эру высоких  технологий и информатизации, решение  проблем формирования системной, гармоничной, отвечающей высоким духовным ценностям среды жизнедеятельности, стало как никогда ранее актуальным. Прошедший XX век стал веком углубляющегося экологического кризиса, веком столкновения природы и ее естественных законов развития с законами цивилизации, которые на сегодняшний день не обеспечивают должной охраны окружающей среды и экологической безопасности. Немалую роль в процессе деградации природной среды и ухудшения здоровья населения играет промышленное производство. Так, например в 2006 году показатели сброса в водные объекты выросли на 139 млн. куб.м. по сравнению с 2005 годом. Более четверти отраслевых выбросов вредных веществ приходится на предприятия, расположенные в Татарстане, Башкортостане, Мурманской области и т.д.

Полностью безотходные производства при современном уровне развития техники практически невозможны, а малоотходные нередко вводятся с опозданием. Многие химические вещества, попадающие в окружающую среду, не разлагаются на более простые безвредные продукты, а накапливаются в атмосфере, воде, почве и подчас преобразуются в их более токсичные компоненты. Большое число соединений, в особенности продукты неполного сгорания, попадая в биосферу, включаются в происходящие в ней процессы, и, подобно бумерангу, возвращаются к человеку, проникая через дыхательные пути, органы пищеварения или кожу. Попадая в организм из различных сред, химический агент может проявить свое действие на организм при сравнительно низких концентрациях в каждой из них. Многие вещества, обладающие кумулятивными свойствами, накапливаясь в организме, могут вызвать хронические отравления, а подчас канцерогенные, мутагенные, и другие отдаленные последствия, проявляющиеся через многие годы и даже в следующих поколениях.

 

Список литературы

 

1. Анофриков В.Е., Бобок С.А., Дудко М.Н., Елистратов Г.Д. Безопасность 
   жизнедеятельности: Учебное пособие. М: Финстатинформ, 1999.
2. Бадюгин И.С. Токсикология ядохимикатов. - Казань: Татарское книжное издательство, 1999. - 112 с.
3. Барышников И.И., Лойт А.О., Савченков М.Ф. Экологическая токсикология. 1 часть. 11 часть. - Изд. Иркутского университета, 2001. - 282 с.
4. Безопасность жизнедеятельности.  Учебное пособие/Под ред.   профессора О.Н. Русака/, Спб.: МАНЭБ, 1996.
5. Каспаров А.А., Саноцкий И.В. (Ред.). Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду. - М.: Центр международных проектов ГКНТ, 2001. - 426 с.
6. Лазарев Н.В., Гадаскина И.Д. (Ред.). Вредные вещества в промышленности. 111. Неорганические и элементорганические соединения. Справочник для химиков, инженеров и врачей. - Л.: Химия, 1997. - 607 с.
7. Оксигендлер Г.И. Яды и организм. Проблемы химической опасности. - СПб.: Наука, 1999. - 317 с.
8. Толоконцев Н.А., Филов В.А. (Ред.). Основы промышленной токсикологии (руководство). - Л.: Медицина, 2003. - 303 с.
9. Экология    и    безопасность   жизнедеятельности.    Учебное    пособие    под редакцией Л.А. Муравья, М., ЮНИТИ-Дана, 2000.

 

 

 

 

¹ Анофриков В.Е., Бобок С.А., Дудко М.Н., Елистратов Г.Д. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. М: Финстатинформ, 1999.

² Экология    и    безопасность   жизнедеятельности.    Учебное    пособие    под редакцией Л.А. Муравья, М., ЮНИТИ-Дана, 2000.

³Бадюгин И.С. Токсикология ядохимикатов. - Казань: Татарское книжное издательство, 1999. - 112 с.