Типів просторово розподілених джерел надзвичайно багато. А саме:
лісові пожежі (ліси, оброблені хлорфеноловими пестицидами);
хлорування питної води;
вихлопи автомобілів;
робота домашніх печей, що використовують "техногенну" деревину (просочену пестицидами і іншими галогенорганічними речовинами);
обробка сільськогосподарських угідь діоксиновмісними гербіцидами або гербіцидами, здатними перетворюватися в діоксини безпосередньо в живій і неживій природі і т.д.
Що стосується джерел, сприяючих основним надходженням діоксинів в живу і неживу природу, то можна виділити три основні групи:
. Функціонування недосконалих, екологічно небезпечних технологій виробництва хімічної продукції, целюлозно-паперової, металургійної і іншої промисловості. Для всіх них характерні діоксиновмісні відходи і стічні води в період регулярної діяльності, а також великі додаткові викиди діоксинів у разі аварійної обстановки.
. Використання хімічної і іншої продукції, що містить домішки діоксинів (або їх попередників) або створюючої їх в процесі використання або ж у разі аварій.
. Недосконалість і небезпека технологій знищення, захоронення або ж утилізації побутового сміття, відходів хімічних і інших виробництв.
Ксенобіотики діоксинового ряду утворюються при виробничих процесах, метою яких є отримання ароматичних, хлор- і броморганічних сполук, неорганічних галогенідів. Деякі види промислових технологій, в процесі яких можлива попутна генерація діоксинових сполук - ПХДД і ПХДФ:
процеси виробництва хлорфенолів і їх похідних;
процеси виробництва хлорбензолів, ПХБ і їх похідних;
синтез хлораліфатичних сполук;
процеси виробництва бромованих антипіренів (біфеніли, дифенілові ефіри і т.д.);
процеси з використанням хлоровмісних інтермедіатів;
процеси виробництва неорганічних хлоридів;
процеси з використанням хлорованих каталізаторів і розчинників, і т.д.
Те ж саме може відноситися до деяких процесів броморганічної хімії. Окрім того, діоксини утворюються в деяких технологіях металургійної і целюлозно-паперової промисловостей.
Основними винуватцями викидів діоксину в довкілля часто є неконтрольовані сміттєспалювальні установки (для твердих і лікарняних відходів) із-за неповного спалювання відходів. Існують технології, що дозволяють здійснювати контрольоване спалювання відходів при низьких викидах.
У всьому світі є великі запаси відпрацьованих промислових олій на основі ПХБ, багато хто з яких містить високі рівні ПХДФ. Тривале зберігання і неналежна утилізація цих матеріалів може призводити до викидів діоксину в довкілля і забруднення харчових продуктів людей і тварин. Утилізувати відходи на основі ПХБ без забруднення довкілля і популяцій людей не просто.
З такими матеріалами необхідно звертатися як з небезпечними відходами, і кращим способом їх утилізації є спалювання при високих температурах в спеціально обладнаних місцях.
Слід підкреслити, що кожне з існуючих в світі хлорних і бромистих виробництв може бути джерелом попутного виникнення діоксинів лише в принципі.
2.2 ЕКОТОКСИКОЛОГІЯ
Діоксин - одна з найпідступніших отрут, відомих людству. На відміну від звичайних отрут, токсичність яких пов'язана з придушенням ними певних функцій організму, діоксин і подібні йому ксенобіотики вражають організм завдяки здатності сильно підвищувати (індукувати) активність ряду окислювальних залізовмісних ферментів (монооксигеназ), що призводить до порушення обміну життєво важливих речовин і придушенню функцій систем організму.
Діоксин небезпечний з двох причин. По-перше, будучи найсильнішою синтетичною отрутою, він відрізняється високою стабільністю, довго зберігається в навколишньому середовищі, ефективно переноситься по ланцюгах живлення і таким чином тривалий час впливає на живі організми. По-друге, навіть у відносно нешкідливих для організму кількостях діоксин сильно підвищує активність вузькоспеціалізованих монооксигеназ печінки, які перетворюють багато речовин синтетичного і природного походження в небезпечні для організму отрути. Тому вже невеликі кількості діоксину створюють небезпеку для живих організмів.
Діоксин - тотальна отрута, оскільки навіть у відносно малих дозах (концентраціях) він вражає практично всі форми живої матерії - від бактерій до теплокровних. Токсичність діоксину у випадку найпростіших організмів обумовлена порушенням функцій металоферментів, з якими він утворює міцні комплекси. Значно складніше відбувається ураження діоксином вищих організмів, особливо теплокровних.
У організмі теплокровних діоксин спочатку потрапляє в жирові тканини, а потім перерозподіляється, нагромаджуючись переважно в печінці, потім в інших органах. Його руйнування в організмі незначне: він виводиться в основному незмінним, у вигляді комплексів невстановленої поки природи. Період напіввиведення коливається від декількох десятків днів (миша) до року і більше (примати) і звичайно зростає при повільному надходженні в організм. З підвищенням затримуваності в організмі і накопичення в печінці, чутливість особин до діоксину зростає.
При гострому отруєнні тварин спостерігаються ознаки загальнотоксичної дії діоксину: втрата апетиту, фізична і статева слабкість, хронічна утомленість, депресія і катастрофічна втрата ваги.
У нелетальних дозах діоксин викликає важкі специфічні захворювання. У високочутливих організмів спочатку з'являється захворювання шкіри - хлоракне (ураження сальних залоз, що супроводжується дерматитами довго незаживаючих язв), причому у людей хлоракне може виявлятися знову і знову навіть через багато років після лікування. Більш сильне ураження діоксином призводить до порушення обміну порфіринів - важливих попередників гемоглобіну і простетичних груп залізовмісних ферментів (цитохромів). Порфирія - виявляється в підвищеній фоточутливості шкіри: вона стає крихкою, покривається численними мікропухирцями. При хронічному отруєнні діоксином розвиваються також різні захворювання, пов'язані з ураженнями печінки, імунних систем і центральної нервової системи.
Всі ці захворювання виявляються на фоні різкої активації діоксином (в десятки і сотні раз) важливого залізовмісного ферменту - цитохрому Р-448. Особливо сильно активується цей фермент в плаценті і в плоді, у зв'язку з чим діоксин навіть в малих кількостях пригнічує життєздатність, порушує процеси формування і розвитку нового організму, іншими словами, надає ембріотоксичної і тератогенної дії. В незначних концентраціях діоксин викликає генетичні зміни в клітинах уражених організмів і підвищує частоту виникнення пухлин, тобто володіє мутагенною і канцерогенною дією.
В біосфері діоксин швидко поглинається рослинами, оскільки сорбується грунтом і різними матеріалами, де практично не змінюється під впливом фізичних, хімічних і біологічних чинників середовища. Завдяки здібності до утворення комплексів, він міцно зв'язується з органічними речовинами грунту, купірується в залишках загиблих грунтових мікроорганізмів і частинах рослин, що омертвіли. Період напіврозпаду діоксину в природі перевищує 10 років. Таким чином, різні об'єкти навколишнього середовища є надійними сховищами цієї отрути.
Подальша поведінка діоксину в навколишньому середовищі визначається властивостями об'єктів, з якими він зв'язується. Його вертикальна і горизонтальна міграції в грунтах можливі тільки для ряду тропічних районів, де в грунтах переважають водорозчинні органічні речовини. В грунтах решти типів, що містять нерозчинні у воді органічні речовини, він міцно зв'язується у верхніх шарах і поступово нагромаджується в залишках загиблих організмів.
З грунтів діоксин виводиться переважно механічним шляхом. Відмінні низькою густиною, комплекси діоксину з органічними речовинами, а також залишки загиблих організмів видуваються з поверхні грунту вітром, вимиваються дощовими потоками і у результаті спрямовуються в низовини і акваторії, створюючи нові вогнища зараження (місця скупчення дощової води, озера, донні відкладення річок, каналів, прибережної зони морів і океанів). Ефективне біоперенесення діоксину в природі сприяє постійному його накопиченню теплокровними, причому ступінь накопичення діоксину теплокровними зростає із збільшенням вмісту отрути в навколишньому середовищі..
Найнебезпечніший з діоксинів розчиняється в дистильованій воді всього лише в кількості 19,3 нанограми (одна мільярдна частина грама) в одному літрі. Проте санітарно-гігієнічні норми не допускають вмісту діоксинів в питній воді більше, ніж 0,02 нанограми в літрі. Тоді виходить, що навіть те що "зуміло " розчинитися, забезпечує перевищення над нормативом в 965 разів. До того ж науці відомо, що реальна вода - це зовсім не дистилят. Зокрема, в ній майже завжди присутні розчинні у воді полімерні молекули: так звані гумінові сполуки, фульвокислоти, а діоксини з ними утворюють комплекси і у такому вигляді проникають у воду. Це різко збільшує розчинність діоксинів і обумовлює значно більший їх вміст у воді, ніж це витікає з розчинності.
діоксин аварія токсичність природа
. МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ЗМЕНШЕННЯ ВПЛИВУ НА НАВКОЛИШНЕ СЕРЕДОВИЩЕ
·проведення комплексного обстеження територій з метою виявлення зон з високими густиною забруднення діоксинами;
·аналіз продукції потенційно діоксінонебезпечних виробництв;
·діоксиновий контроль харчової сировини і продуктів харчування;
·перехід в основних діоксінонебезпечних виробництвах на бездіоксінові технології;
·закриття особливо діоксінонебезпечних виробництв;
·суворе нормування по діоксину технологічних процесів в промисловості, комунальному та сільському господарстві;
·розробка технологій нейтралізації широкомасштабних діоксинових забруднень;
·проведення робіт по нейтралізації (очищенні) діоксинових забруднень територій, об'єктів, виробів і харчової сировини;
·створення оптимальних умов для розвитку в навколишньому середовищі аеробної мікрофлори, що сприяє розкладання діоксинів;
·проведення експертиз пестицидів і гербіцидів, що виробляються в країні і що надходять за імпортом на предмет їх трансформації у природному середовищі;
·вживання заходів оздоровчого характеру, що підвищують стійкість людини до впливу діоксинів (вітамінізація продуктів харчування, оптимізація раціонів по білкового складу та утримання фосфороліпідов);
·розробка та застосування медичних препаратів для лікування специфічних проявів діоксинових отруєнь;
·розробка та доведення до громадськості переліків потенційно діоксинонебезпечних технологічних процесів і продукції вітчизняного та імпортного виробництва;
·відмова від використання хлоровмісних речовин при виробництві бензину і дизельного палива;
·модернізація виробництв і очищення територій
Кардинальним рішенням проблеми виключення попадання діоксину в навколишнє середовище є закриття всіх виробництв трихлорфенолов, а також виключення цих сполук з технологічних процесів.
У свою чергу, Всесвітня організація "Грінпіс" пропонує такі заходи з очищення планети від діоксинів:
·виготовлення молочних продуктів у скляній тарі;
·використання паперу, виготовленого з макулатури;
·використання паперових шпалер;
·відмова від лінолеуму, мийних засобів, які містять сполуки хлору;
·відмова від використання виробів з пластику та полівінілхлориду.
Зрозуміло, що дотримання цих рекомендацій не є простою справою, на їх реалізацію потрібен час і значні обігові кошти. Проте ряд держав (США, Німеччина, Японія, Австрія та ін.) вже розпочали реалізацію деяких з названих рекомендацій.
Належне спалювання забруднених матеріалів є найкращим доступним методом профілактики і контролю дії діоксину. За допомогою цього методу можна також знищувати відпрацьовані олії на основі ПХБ. В процесі спалювання потрібно високі температури - понад 850°С. Для знищення великих кількостей забруднених матеріалів потрібні ще більш високі температури - 1000° і вище.
Найкращим шляхом відвертання або зниження рівня дії діоксину на людей є вжиття заходів, орієнтованих на джерело, наприклад, строгий контроль промислових процесів для максимально можливого зниження рівня діоксину, що виділяється. Це є обов'язком національних урядів.
Вирішальне значення має захист харчових продуктів. Один з підходів включає вжиття орієнтованих на джерело заходів для зменшення викидів діоксину. Необхідно не допускати вторинного забруднення харчових продуктів в харчовому ланцюзі, виробництво безпечних харчових продуктів мають належні засоби управління і практика під час первинного виробництва, обробки, розподілу і продажу. Потрібні системи моніторингу за забрудненням харчових продуктів, що не допускають перевищення прийнятних рівнів. Національні уряди повинні контролювати безпеку харчових продуктів і вживати заходи для охорони здоров'я населення. У разі підозри на забруднення країни повинні мати плани дій в надзвичайних обставинах для виявлення, затримання і утилізації забруднених кормів і харчових продуктів.
Видалення жиру з м'яса і споживання молочних продуктів з пониженим вмістом жиру може зменшити дію діоксинових з'єднань. Збалансоване харчування (що включає фрукти, овочі і злаки в належних кількостях) також дозволяє уникнути надмірної дії діоксину з якого-небудь одного джерела.
Ця довготривала стратегія спрямована на зменшення навантаження на організм і має особливу значущість для дівчат і молодих жінок, оскільки сприяє зменшенню дії на плід, що розвивається, а потім на дитину, що знаходиться на грудному вигодовуванні.
Населення, що піддалося дії, необхідно обстежувати з точки зору рівня дії (наприклад, виміряти рівень забрудників в крові або материнському молоці) і його наслідків (наприклад, встановити клінічне спостереження для виявлення ознак поганого стану здоров'я).
Відповідно в 1982 році «Директива Севезо» стала фундаментом сучасного законодавства у сфері безпеки в промисловості і на транспорті в країнах Європейського Економічного Співтовариства, в якій передбачалося створення міждержавної системи співробітництва та взаємодії національних законодавчих і виконавчих органів влади в сфері промислової безпеки.
Мета - виявлення та врахування ризику великих аварій на підприємствах на можливо більш ранніх стадіях, при проектуванні виробничих об'єктів і технологічних процесів, а також при розробці відповідних засобів і методів захисту від аварій і планування заходів на випадок виникнення надзвичайної ситуації.
Основними вимогами «Директиви Севезо» є:
виявлення небезпечної промислової діяльності;
декларування безпеки;
планування дій при аварії;
інформування населення про можливої надзвичайної ситуації.
Прийняття країнами Європейського співтовариства основних положень «Директиви Севезо» дозволило знизити рівень аварійності в розвинених країнах в 4-8 разів (від 400 аварій, у т. ч. 75 великих, в 1983 році; до 70, в т. ч. 21 великій, в 1989 р.).
Зменшення дії діоксину є важливою метою громадської охорони здоров'я. З метою розробки керівництва по допустимих рівнях дії ВООЗ провела ряд нарад експертів для визначення прийнятного рівня вступу діоксину в організм людини упродовж усього його життя без шкідливих наслідків для здоров'я.
Для оцінки довготривалих або короткочасних ризиків для здоров'я, пов'язаних з цими речовинами, необхідно оцінювати загальний або середній вступ через декілька місяців, а прийнятний рівень вступу необхідно оцінювати, як мінімум, через один місяць. У попередньому порядку експерти встановили прийнятний рівень щомісячного вступу в 70 пикограмм/кг в місяць. Ця та кількість діоксину, яка може потрапляти в організм людини упродовж усього його життя без виявлюваних наслідків для здоров'я.
ВООЗ в співпраці з Продовольчою і сільськогосподарською організацією (ФАО) через Комісію ФАО/ВООЗ "Кодекс Алиментариус" розробила "Кодекс практики для відвертання і зниження рівня забруднення харчових продуктів і кормів діоксином і диоксиноподобными ПХБ". Цей документ є керівництвом для відповідних національних і регіональних органів в області вжиття превентивних заходів. Нині вивчається питання про розробку керівництва Кодексу по рівнях змісту діоксину в харчових продуктах.
З 1976 року ВООЗ відповідає за Програму моніторингу і оцінки забруднення харчових продуктів у рамках Глобальної системи моніторингу довкілля. Ця програма, відома під назвою GEMS/Food, надає інформацію про рівні і тенденції забрудників в харчових продуктах через мережу лабораторій, що беруть участь в ній, більш ніж з 50 країн світу. Діоксин включений в цю програму.
З 1987 року ВООЗ також проводить періодичні дослідження рівнів змісту діоксину в материнському молоці, головним чином в європейських країнах. Ці дослідження дозволяють оцінити дію на людей діоксину з усіх джерел. Останні дані свідчать про те, що за останні два десятиліття заходи, введені у ряді країн для контролю викидів діоксину, привели до значного зменшення дії цих з'єднань.
ВООЗ продовжує ці дослідження, нині в співпраці з Програмою ООН по довкіллю (ЮНЕП), в контексті "Стокгольмської конвенції" - міжнародної угоди про скорочення викидів певних стійких органічних забрудників, включаючи діоксин. Розглядається можливість прийняття ряду заходів по скороченню виділення діоксину в процесі спалювання і виробництва.
Діоксин є присутнім у вигляді складної суміші в довкіллі і харчових продуктах. Для оцінки потенційного ризику усієї суміші по відношенню до цієї групи забрудників застосовується поняття токсичної еквівалентності.
За останні 15 років ВООЗ у рамках Міжнародної програми по хімічній безпеці (МПХБ) встановила чинники токсичної еквівалентності (ФТЭ) діоксину і споріднених з'єднань і проводить їх регулярну переоцінку на консультаціях експертів. Встановлені значення ВОЗ-ФТЭ, які застосовуються для людей, ссавців, птахів і риб.
ВИСНОВОК
Діоксини ніхто не розробляв в якості хімічної зброї, їх не використовували для сільського господарства в якості гербіцидів. Вони виникли в результаті хімічного виробництва як побічний продукт, створення якого ніхто не мав на меті.
До особливостей впливу діоксинів слід віднести розвиток віддалених медичних ефектів, пов'язаних з їх імунодепресивної, мутагенну, тератогенну, ембріоними та канцерогенними властивостями. Насамперед, слід вказати на досить вражаючі дослідження вчених з Міланського університету по вивченню частоти злоякісних новоутворень у жителів району Севезо. Під спостереженням було майже 36 тис. людей, що проживали поблизу Севезо, у них зареєстрована висока частота випадків раку, що набагато вище, ніж серед решти жителів Італії. Важливо відзначити, що в основному спостерігалися злоякісні пухлини статевої сфери, шлунково-кишкового тракту і дихальних шляхів, а також новоутворення молочної залози. Особливо важливо відзначити значне перевищення очікуваної частоти специфічних пухлин - сарком м'яких тканин, раку плеври і прямої кишки, лейкозів і мілом. У період з 1976 по 1986 роки від раку в цьому регіоні померло понад 500 осіб. У 1977 році в районі техногенної катастрофи зареєстровано 38 випадків вроджених каліцтв, у багато разів більше, ніж у попередні роки.
Актуальним питанням сьогодення є проблема збереження навколишнього середовища, від якості якого залежить життя і здоровя людей. У процесі господарської діяльності використовуються понад 120 тис. хімічних речовин, серед яких 70 % з невизначеною токсичністю. За результатами наукових досліджень в організмі сучасної людини міститься понад 500 хімічних сполук - потенційних отрут, невідомих на початку ХХ ст. Діоксини - сполуки рукотворні, хоча ніхто ніколи цілеспрямовано не створював цих отрут. Їхня поява в навколишньому середовищі обумовлена розвитком різноманітних технологій, головним чином, у післявоєнний період, і в основному повязана з виробництвом та використанням хлороорганічних сполук та утилізацією їхніх відходів. Усі діоксиноподібні сполуки можна сміливо назвати «екологічним брудом», що утворюється: внаслідок спалювання хлоровмісних сполук; під час виробництва пестицидів, гербіцидів і дефоліантів як побічний продукт; фунгіцидів, інсектицидів, антисептиків і дезінфектантів, бактерицидного препарату гексахлорофену, синтезованих із хлородифенілових етерів гербіцидів, гексахлоробензену, ПХБ;. в електролізних процесах одержання нікелю і магнію з їх хлоридів, литті сталі й міді, переплавці лому заліза, а також під час виробництва алюмінію. При одержанні сталі в мартенівських печах металобрухт не відокремлюють від сміття, пластику та іншої органіки, що й призводить до утворення діоксинів; під час виробництва целюлози в процесах вибілювання, що передбачають хлорування: діоксини виявлені в пульпі, фільтратах, стічних водах, твердих відходах, готовій продукції; внаслідок спалювання автомобільного мастила і бензину, у вихлопних газах автомобілів, що працюють на бензині, який містить свинцеві присадки.
Поява діоксинів у цьому випадку повязана з тим, що збільшення октанового числа бензинів, яке зазвичай досягається за рахунок введення в них токсичних тетраетил- та тетраметилсвинцю, одночасно вимагає відповідної технологічної протиотрути. Для цього додають дихлоро- і дибромоетани та інші бромоорганічні насадки (вловлювачі кіптяви). За тих умов, які виникають у процесі згорання палива, останні, забезпечуючи вирішення прямого завдання, одночасно виявляються попередниками цілої низки дуже токсичних речовин, зокрема й діоксинів; у процесах нафтопереробки; при використанні хімічних речовин у військових конфліктах;при порушенні правил захоронення промислових відходів.
Серед продукції, яку використовують у побуті, папір належить до тієї, що є не джерелом, а лише носієм діоксинів. Діоксини знайдені у фільтрувальному (зокрема, у фільтрах для кави та чаю) і пакувальному папері, паперових серветках, дитячих пелюшках, косметичних тканинах, особливо високий вміст діоксинових сполук у папері, виготовленому із вторсировини. Потужним джерелом викидів діоксинів в атмосферу є сміттєспалювальні заводи . Тому країнами Європейського Союзу у 1990 р. ухвалена «Стратегія поводження з відходами», основні принципи якої можна звести до наступних положень: використовувати усі можливості, щоб запобігати утворенню відходів; усе корисне у відходах повинно бути використано повторно; те, що не можна використовувати як вторинний ресурс, слід або захоронювати, або спалювати при чіткому дотриманні вимог екологічної безпеки і у першому, і у другому випадках.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1.Владимиров В.А. Катастрофи та екологія / В.А. Владимиров, В.І. Ізмалков; Міністерство Російської Федерації у справах громадської оборони, надзвичайних ситуацій та ліквідації наслідків стихійних лих. -М, :Контакт культура, 2000.
2.Дж.Маклини. Швейцарский химический завод : халатность или неизбезность?// :Журнал « Reader′s Digest », № 3, 1999.
3.Р.Пауэлс. Севезо: Ядовитое облако.// Газета « Европа Ньюс», № 10, 1996.
.Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй P. C. Основи загальної екології: Підруч. - К.: Либідь, 1993.
.Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учеб, для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1998.
.Крисаченко В. С. Людина і біосфера: основи екологічної антропології: Підручник. - К.: Заповіт, 1998.
.Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища:Навч. посіб. - К.: Знання, 2000.