Діоксини та біфеніли (стр. 2 из 3)

З-під крану

Хлор, який використовують для знезараження води, сам містить діоксини. Випивши 2-3 літри води, людина вживає 60 пкг діоксинів. Тому в усьому світі розгортаються кампанії щодо заміни метода хлорування озонуванням води.

Таблица 6. Основні джерела утворення ПХДД и ПХДФ в США.

Джерело емісії	Розмірність	Всього, г/рік
		2005	1987
Спалювання побутового сміття	нг/кг	1100	7915
Спалювання небезпечних відходів	нг/кг	5,7	5,0
Спалювання медичних відходів	нг/кг	461	2440
Крематорії	мкг/тіло	9,1	5,5
Спалювання стічних вод	нг/кг сухогоосаду	14,6	6,0
Спалювання покришок	нг/кг гуми	0,11	0,11
Автотранспорт– етильований бензин	пг/км пробігу	1,7	31,9
– неетильований бензин	пг/км пробігу	5,6	3,3
– дизельне паливо	пг/км пробігу	33,5	26,3
Опалення деревиною– побутове	нг/кг	62,8	89,6
-- промислове	нг/кг	26,2	25,1
Промислове спалювання масел	нг/л масла	9,3	15,5
Виробництво цементу– при спалюванні небезпечних відходів	нг/кг цементу	145,3	109,6
– без спалювання небезпечних відходів	нг/кг цемента	16,6	12,7
Регенерація катализаторів нефтепереробки	нг/баррельпродукта (159 л)	2,11	2,14
Ре активування вугілля	нг/кг угля	0,08	0,06
Куріння	пг/сигарета	0,8	1,0
Печі для знищення картону	нг/кг отходов	2,3	2,0
Природні пожежі	нг/кг биомассы	208	170
Чорна металургія (агломерат)	нг/кг агломерата	25,1	29,3
Производство дихлорметана и винилхлорида	нг/кг	12,76
Отбеливание древесной и бумажной пульпы	20,9	370,1
Осадки бытовых стоков	76,6	76,6
Осад побутових стоків	2,6	2,6

Табл.7. Викиди діоксанів в атмосферу (г ДЕ/ рік)

Так, можна прослідкувати основний шлях переміщення діоксинів в природі:

джерело → повітряне середовище → вода → грунт → рослини → молочна худоба → різноманітні продукти → людина → грудне молоко матері → новонароджена дитина.

Саме дитина виявляється основним "споживачем" цих суперекотоксикантів, оскільки на кожному етапі харчового ланцюга відбувається багатократне зростання концентрації отрути.

Отже, в середині 60-х років в продуктах хімічних виробництв були знайдені чужорідні для живих організмів речовини, які нині об’єднують під загальною назвою – діоксини. Це найбільш ефективна отрута, яку поки що знає людство, котра має надзвичайно високу кумулятивну токсичність, що пов’язано із наявністю в нашому організмі особливих біоакцепторів, котрі збільшують час ви ходу діоксину із організму до 10 років. Але найбільш небезпечними є діоксани для молодого організму на стадії формування. Це означає, що виробляючи діоксини ми не лише отруюємо себе, а й вбиваємо майбутнє своєї нації.

Єдиний шлях вирішення цієї проблеми – створення контролю діоксинового фону оточуючого середовища (моніторингу): виявлення джерел генерації діоксинів, організації заходів, направлених на усунення джерел (зміна технологій, очистка зараженої території).

5. Токсичність

Для токсикологічних досліджень не менш важливим є структурна різноманітність як самих визначуваних речовин, так і принципова відмінність у токсичності окремих ізомерів. Небезпеку складають лише 17 похідних поліхлорованих бибензо-п-діоксинів (ПХДД) та поліхлорованих дибензофуранів (ПХДФ), які мають заміщений галоїд в положеннях 2, 3, 7, 8. Інші, з врахуванням тих кількостей, які можуть зустрічатися в об’єктах оточуючого середовища, не являють серйозної небезпеки. Для цих 17 сполук введена система коефіцієнтів токсичності, яка дозволяє зводити до єдиного токсичного еквіваленту (діоксиновий еквівалент – ДЕ) токсичні характеристики любої реальної суміші. Тобто, токсичність любої суміші ПХДД і ПХДФ може бути виражена через токсичність 2,3,7,8-ТХДД, взятого в еквівентній за токсичністю кількості. Система коефіцієнтів токсичності для ПХДД, ПХДФ і диоксиноподібних ПХБ приведена в табл.2 і 3.

Табл.2. Коефіцієнти токсичності для ПХДД і ПХДФ відносно 2,3,7,8-ТХДД.

Табл.3. Коефіцієнти токсичності для діоксиноподобних ПХБ відносно 2,3,7,8-ТХДД.

Ізомер, номер IUPAC	WHO, 1994	WHO, 1998 для:
		ссавців	риб	птахів
Не ортозаміщені ПХБ
3,3',4,4'-TХБ (77)	0,0005	0,0001	0,0005	0,0001
3,4,4',5-TХБ (81)	0	0,0001	0,0001	0,0001
3,3',4,4',5-ПеХБ (126)	0,1	0,1	0,005	0,00001
3,3',4,4',5,5'-ГеХБ (169)	0,01	0,01	0,00005	0,00001
Моно-ортозаміщені ПХБ
2,3,3',4,4'-ПеХБ (105)	0,0001	0,0001	<0,000005	0,0001
2,3,4,4',5-ПеХБ (114)	0,0005	0,0005	<0,000005	0,0001
2,3',4,4',5-ПеХБ (118)	0,0001	0,001	<0,000005	0,00001
2',3,4,4',5-ПеХБ (123)	0,0001	0,0001	<0,000005	0,00001
2,3,3',4,4',5-ГеХБ (156)	0,0005	0,0005	<0,000005	0,0001
2,3,3',4,4',5'-ГеХБ (157)	0,0005	0,0005	<0,000005	0,0001
2,3',4,4',5,5'-ГеХБ (167)	0,00001	0,00001	<0,000005	0,00001
2,3,3',4,4',5,5'-ГпХБ (167)	0,0001	0,0001	<0,000005	0,00001
2,2',3,4,4',5,5'-ГпХБ (170)	0,0001	0
2,3,3',4,4',5,5'-ГпХБ (180)	0,00001	0

Т- тетра-, Пе- пента-, Гк- гекса-, Гп- гепта-, О- окта-.

6. Методи визначення

Визначення діоксинів у навколишньому середовищі і в біологічних об’єктах є однією із найважчих задач. В першу чергу це пов’язано з високою токсичністю цих сполук, що вимагає, аби межі виявлення їх в різноманітних матрицях були суттєво нижчі від характерних для багатьох задач органічного аналізу.

Вирішення цієї задачі вимагало розробки і введення до аналітичної практики методів розділення і детектування, які забезпечують визначення пікограмових кількостей діоксинів на фоні речовин, які присутні в матриці в значно більш високих концентраціях. Такі методи включають багатостадійну пробопідготовку, яка дозволяє видалити основну кількість заважаючи речовин, з наступним розділенням методом капілярної газо-рідинної хроматографії і детектуванням за допомогою мас-спектрометрів високої роздільної здатності. Незважаючи на значні досягнення в області ультраслідового аналізу, визначення діоксанів є однією із самих дорогих аналітичних задач, які виконуються серійно – вартість аналізу однієї проби перевищує 1000 доларів.

6.1 Сучасні методи пробопідготовки

Стандартні методики для визначення діоксинів, розраховані на високу відтворюваність є надто трудоємними і на практиці рідко використовуються в повному обсязі. Для того, аби задовільнити потребу на проведення екологічних досліджень, існуючі методики вдосконалюються і створюються нові методи аналізу.

Одним із таких вдосконалень стало створення автоматичної системи пробоочистки (Power-Prep, FluidManagementSystems, Inc.). ця система значно понижує вплив людського фактору на якісь результатів, а використання фабричних одноразових колонок із сорбентами практично повінстю нівелює артефакти і підвищує відтворюваність. На жаль, система на п’ять проб має вартість близько $70000, що поряд з її низькою надійністю практично повність виключає її використання на теренах СНД.

Найбільш значним вдосконаленням процедури пробопідготовки при аналізі ПХДД/ПХДФ в СНД стало використання у лабораторній практиці вугільних мікро колонок ФАС-МД російського виробництва. Це дозволило вирішити проблему відділення планарних речовин від жиру та інших компонентів матриці і позбавитися стадії упарювання толуолу.

Іншим великим досягненням аналітичної хімії стало створення метода екстракції в субкритичних умовах, тобто в інтервалі температур між температурою кипіння розчинника і критичною температурою при тиску не менше тиску рівноважної пари розчинника.

Відомо, що збільшенню ефективності рідинної екстракції з твердих матриць сприяє підвищення температури і високий градієнт концентрації, для чого на практиці використовують кип’ятіння з оберненим холодильником, екстракція кількома порціями розчинника чи екстракція в апараті Сокслета. Метод екстракції в субкритичних умовах дозволив скоротити тривалість екстракції від кількох діб до кількох хвилин.

В загальному випадку, установка для субкритичної екстракції є ВЕРХ системою, в якій колонка з нерухомою фазою замінена картриджем зі зразком, вміщеннм в термостат газового хроматографа. Тиск в системі регулюється вихідним краном, для охолодження перегрітого розчинника достатньо використовувати сталевий капіляр довжиною 50 см, вміщений у холодну воду. Постійна подача чистого розчинника створює високий градієнт концентрацій речовин, які відокремлюємо. Відносна простота обладнання (для роботи можна використовувати частини морально застарілих приладів) і висока перспективність стали причиною швидкого розвитку цього методу.

6.2 Методи аналізу

На сьогодні основними методами визначення діоксини залишаються газо-різинна хроматографія і хромато-мас-спектрометрія.