1.4 Полициклические ароматические углеводороды

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) широко распространены в окружающей среде. Они образуются в процессе горения и содержатся во многих природных продуктах. Представители этой группы соединений обнаружены в выхлопных газах двигателей, продуктах горения печей и отопительных установок, табачном и коптильном дыме. Ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн ПАУ природного происхождения.

В настоящее время идентифицировано более 200 канцерогенных представителей ПАУ. К наиболее активным канцерогенам относятся: бенз(а)пирен (БП), дибенз(a,h)антрацен, дибенз(a,i)пирен; к умеренно активным - бенз(h)флуорантен; к менее активным – бенз(е)пирен, хризен и другие.

Канцерогенная активность ПАУ на 70-80% обусловлена бенз(а)пиреном. Поэтому по его присутствию в пищевых продуктах можно судить об уровне их загрязнения ПАУ и степени онкогенной опасности для человека.

С труктурная формула бенз(а)пирена:

В пищевом сырье, полученном из экологически чистых растений, концентрация бенз(а)пирена составляет 0,03-1,0 мкг/кг. Условия термической обработки значительно увеличивают его содержание: до 50 мкг/кг и более. В подгоревшей корке хлеба обнаружено до 0,5 мкг/кг БП, в подгоревшем бисквите - до 0,75 мкг/кг. Продукты домашнего копчения могут содержать более 50 мкг/кг БП.

Полимерные упаковочные материалы могут играть немаловажную роль в загрязнении пищевых продуктов ПАУ. Например, жир молока экстрагирует до 95% бенз(а)пирена из парафинобумажных пакетов или стаканчиков.

Образование канцерогенных углеводородов можно снизить правильно проведенной термической обработкой. При правильном обжаривании кофе в зернах образуется 0,3…0,5 мкг/кг бенз(а)пирена, а в суррогатах кофе – 0,9…1,0 мкг/кг наряду с другими ПАУ.

Сильное загрязнение продуктов ПАУ наблюдается при обработке их дымом (сушка, копчение).

Содержание бенз(а)пирена зависит не только от режимов технологического процесса сушки сырья, но и от места его произрастания. Образцы зерна в областях, удаленных от промышленных предприятий, содержат в среднем 0,73 мкг/кг БП (в промышленных районах – 22,2 мкг/кг).

Для человека с массой тела 60 кг ДСД бенз(а)пирена не более 0,24 мкг, ПДК в атмосферном воздухе – 0,1 мкг/100 м³, в почве – 0,2 мкг/кг.

1.5 Вещества, применяемые в растениеводстве

Пестициды

Пестициды – вещества химического и биологического происхождения, применяемые для уничтожения сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), грызунов (зооциды), возбудителей болезней растений (бактерициды, фунгициды); а также в качестве дефолиантов (для уничтожения листьев), десикантов (для предуборочного подсушивания растений) и регуляторов роста растений. Все они являются химическими средствами зашиты растений.

В настоящее время в мировой практике используются около 10 тысяч наименований пестицидных препаратов на основе 1500 действующих веществ, относящихся к различным химическим группам. Наиболее распространены следующие группы:

• хлорорганические (ХОП);

• фосфорорганические (ФОП);

• карбаматы (производные карбалиновой кислоты);

• ртутьорганические (РОП);

• синтетические пиретроиды;

• медьсодржащие фунгициды.

С гигиенической позиции принята следующая классификация пестицидов:

1) по токсичности при однократном поступлении через желудочно-кишечный тракт пестициды делятся на:

- сильнодействующие ядовитые вещества (ЛД₅₀ до 50 мг/кг);

- высокотоксичные (ЛД₅₀ от 50 мг/кг до 200 мг/кг);

- среднетоксичные (ЛД₅₀ от 200 мг/кг до 1000 мг/кг);

- малотоксичные (ЛД₅₀ более 1000 мг/кг).

2) по кумулятивным свойствам пестициды делятся на:

- вещества, обладающие сверхкумуляцией (коэффициент кумуляции, т.е. отношение суммарной дозы препарата при многократном введение к дозе, вызывающей гибель животного при однократном введение, меньше 1);

- выраженной кумуляцией (коэффициент от 1 до3);

- умеренной кумуляцией (коэффициент от3 до 5);

- слабовыраженной кумуляцией (коэффициент более 5).

3) по стойкости пестициды делятся на:

- очень стойкие (время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет);

- стойкие (время разложения от 0,5 до 1 года);

- умеренно стойкие (время разложения 1-6 мес.);

- малостойкие (время разложения 1 мес. и менее).

Интересный факт: в 1939 г. швейцарцем Паулем Мюллером открыт инсектицид ДДТ - (ClC₆)₂CHCCl₃.. ДДТ сыграл огромную роль в борьбе с малярией, и в 1948 г Пауль Мюллер был удостоен Нобелевской премии в области медицины за свое открытие. Однако уже с 1950 г. начали поступать сведения о токсичных свойствах ДДТ. Благодаря своей стойкости и летучести (период обращения вокруг Земли составляет всего 3-4 недели) ДДТ оказался одним из первых глобальных загрязнителей. Он присутствует на всех континентах, даже в Антарктиде. Его способность аккумулироваться и передаваться по пищевым цепочкам привела к тому, что он был обнаружен в жировом слое пингвинов и в грудном молоке женщин. Поэтому в 60-е годы в большинстве стран препарат был запрещен, в СССР - с 1970 г.

В настоящее время споры о применении или же полном запрете пестицидов продолжаются. С 1986 г в нашей стране действует автоматизированный мониторинг, обеспечивающий информацию об уровнях содержания пестицидов в продуктах питания (определяются остаточные количества 154 пестицидов). Результаты мониторинга показывают возрастание общего содержания пестицидов в продуктах растительного и животного происхождения. Особенно это касается овощей, пшеницы, ячменя, рыбы прудов и водохранилищ, молока. В них обнаружен наиболее широкий спектр пестицидов. В России утверждены гигиенические нормы максимально допустимых уровней содержания пестицидов в продуктах питания.

Непосредственный контакт с пестицидными препаратами или потребление продукции с высоким их содержанием могут стать причиной острых отравлений и даже гибели людей. По данным ООН, ежегодно почти у 1 млн. человек регистрируют отравление пестицидами, применяемыми при обработке сельскохозяйственных культур. Из этого числа около 40 тыс. человек погибают.

Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур. По химической природе они представляют собой хлорпроизводные ароматических углеводородов и циклопарафинов. К ним относятся: гексахлорбензол, ГХЦГ, ДДТ и другие. Эти пестициды могут длительно (до 10 лет и дольше) сохранятся в почве, воздействовать на почвенную фауну и переходить в растения, включаясь в пищевые цепи. Пестициды поступают в растение через корневую систему; концентрация их в плодах увеличивается по мере роста. В овощах, собранных поздней осенью (ноябрь), содержание ХОП значительно ниже, чем в овощах, собранных в сентябре. Пестициды более интенсивно и быстро усваиваются растениями, выращиваемыми при высоком увлажнении почвы.

ХОП обладают эмбриотоксическим действием, вызывают пороки развития и мутагенные изменения. Некоторые из ХОП являются канцерогенами и аллергенами.

Фосфорорганические пестициды (ФОП) – одна из наиболее распространенных групп пестицидов. К ним относятся афуган, карбофос, хлорофос и другие Большинство ФОП слаборастворимы в воде. По стойкости значительно уступают ХОП, однако сохраняют свои токсичные свойства в почве и в растениях несколько месяцев и более. Симптомы хронических отравлений и острых интоксикаций похожи. Они выражаются в головной боли, ухудшении памяти, нарушении сна, дезориентации в пространстве. У лиц, перенесших острые отравления ФОП, установлены генетические нарушения (повышение эмбриональной смертности и врожденных аномалий у потомства).

Ртутьорганические пестициды (РОП). Они относятся к сильнодействующим веществам, ядовитым для животных и человека. Их применяют ограниченно, только для обработки семян в борьбе с бактериальными и грибковыми заболеваниями.

В некоторых странах, например, в России, Германии и Японии применение их запрещено. В окружающей среде РОП трансформируются; одним из конечных продуктов этих превращений является метилртуть. При хроническом отравлении ею наблюдаются потеря веса, слабость, утомляемость, психические расстройства, зрительные и слуховые галлюцинации, стоматит.

Неорганические и органические металлосодержащие пестициды. Из них наиболее широко применяются неорганические и органические соединения меди (МП) - медный купорос, бордоская жидкость и другие.

Острое отравление МП сопровождается рвотой (рвотные массы окрашены в зеленоватый или голубоватый цвет). МП могу оказывать местное раздражающее действие на кожу (сыпь с зудом, экзема, дерматиты).