Загрязнение пищевого и продовольственного сырья диоксинами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПК-1, ПК-4, ПК-7)

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 20

Диоксин - один из самых коварных ядов, известных человечеству. Он является наиболее сильным антропогенным ядом, отличается высокой стабильностью, долго сохраняется в окружающей среде и организмах, переносится по цепям питания и, таким образом, длительное время воздействует на живые организмы. Даже в количествах, на несколько порядков меньших дозы, вызывающей острое отравление (для человека минимальная токсичная доза составляет 0, 5-1 мкг/кг), диоксин способствует превращению многих веществ синтетического и природного происхождения в опасные для организма яды. В настоящее время известно, что наиболее существенным моментом в патогенезе интоксикации 2, 3, 7, 8-ТХДД является его проникновение в цитоплазму клетки и связывание со специфическим белком цитозоля-Ah-рецептором. Комплекс ТХДД-Ah-рецептор проникает в ядро, связывается с определенным локусом ДНК, вызывая стимуляцию экспрессии генов, кодирующих структуру Р450-зависимых микросомных монооксигеназ. Эта последовательность событий при отравлении ТХДД определяет индукцию целого ряда ферментов в организме млекопитающих. Установлено также участие диоксиноподобных веществ в других биохимических процессах на клеточном уровне.

Диоксины концентрируются в высших звеньях пищевых цепей и, поступая в организм, накапливаются в жировых тканях. Хотя при проведении исследований основное внимание уделяют полихлорированым конгенерам, имеются сообщения о токсичности бромированных, фторированных и нитрозамещенных аналогов.

Основными постоянными источниками поступления ПХДД и ПХДФ в окружающую среду являются химические и металлургические производства, установки для сжигания бытовых и промышленных отходов, выхлопные газы автомобилей и др. Практически в любой индустриальной стране имеются сильнозагрязненные территории, нуждающиеся в очистке. Особой страницей в истории диоксинов стала война во Вьетнаме, в ходе которой в 1962-1971 годах широко использовались дефолианты, содержавшие в качестве примесей значительное количество диоксина. Всего в окружающую среду попало около 170 кг 2, 3, 7, 8-ТХДД, и пострадало более 2 млн. человек. На территории Южного Вьетнама до настоящего времени сохранились участки в местах складирования бочек с гербицидами и заправки ими самолетов с очень высокими концентрациями 2, 3, 7, 8-ТХДД (до нескольких мкг/г почвы).

Определение диоксинов в окружающей среде и в биологических объектах является одной из труднейших аналитических задач. В первую очередь это связано с высокой токсичностью диоксинов, что требует, чтобы пределы их обнаружения в различных матрицах были существенно ниже характерных для многих задач органического анализа, в том числе, определения пестицидов

Диоксины – высокотоксичные соединения, обладающие мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами. Они представляют реальную угрозу загрязнения пищевых продуктов, включая воду.

Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги, дефолиантов. В ходе вьетнамской войны (1962-1971 гг.) самолетами американских ВВС было распылено на территории Южного Вьетнама 57 тысяч тонн дефолианта – «оранжевого реагента», в котором в виде примеси содержалось 170 кг диоксина (т.е. 0, 0003%); в результате у участников этих событий были отмечены многочисленные заболевания, в том числе и онкологические. Именно последствия этой войны привели к пониманию этой грозной опасности, какой являются диоксины для всего человечества.

Диоксины обнаружены в составе отходов металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Они образуются при уничтожении отходов в мусоросжигательных печах, на тепловых электростанциях; присутствуют в выхлопных газах автомобилей, при горении синтетических покрытий и масла, на городских свалках, т.е. практически везде, где ионы хлора (брома) или их сочетания взаимодействуют с активным углеродом в кислой среде.

Группа диоксинов объединяет сотни веществ, каждое из которых содержит специфическую гетероциклическую структуру с атомами хлора (брома) в качестве заместителей. Структура 2, 3, 7, 8 – тетрахлордибензопара – диоксина (ТХДД) включает два ароматических кольца, связанных между собой двумя кислородными мостиками.

ТХДД – так называемый классический диоксин, действие которого сильнее цианидов, стрихнина, зомана, зарина.

ТХДД выбран за эталон онкотоксичности, отличается высокой стабильностью, не поддается гидролизу и окислению, устойчив к высокой температуре (разлагается лишь при 750°С), устойчив к действию кислот и щелочей, не воспламеняем, хорошо растворим в органических растворителях.

Под диоксинами следует понимать не какое-либо конкретное вещество, а несколько десятков семейств, включающих трициклические кислородсодержащие ксенобиотики, а также семейство бифенилов, не содержащих атомы кислорода. Это 75 полихлорированных дибензодиоксинов, 135 полихлорированных дибензофуранов, 210 веществ из броморганических семейств, несколько тысяч смешанных бром- и хлорсодержащих соединений.

Нельзя забывать и об изомерии: наряду с ТХДД существует 22 изомера, для ТХДФ – 38 изомеров.

При попадании в окружающую среду диоксины интенсивно накапливаются в почве, водоемах, активно мигрируют по пищевым цепям. В организм человека диоксины попадают в основном с пищей. Среди основных продуктов опасные концентрации диоксинов обнаруживают в животных жирах, в мясе, молочных продуктах, рыбе (содержание диоксина будет определятся жирностью этих продуктов, так как диоксины – жирорастворимые соединения).

В коровьем молоке содержание диоксинов в 40-200 раз превышает их наличие в тканях животного. Источниками диоксинов могут быть и картофель и корнеплоды.

Для диоксинов не существует таких норм как ПДК – эти вещества токсичны при любых концентрациях, меняются лишь формы ее проявления. Диоксины обладают широким спектром биологического действия на человека и животного. В малых дозах вызывают мутагенный эффект, отличаются кумулятивными свойствами, ингибирующим действием на различные ферментные системы организма. Их опасность очень велика и не случайно диоксины и диоксиноподобные соединения относят к группе супертоксикантов.

В целом, установление санитарных норм по диоксину в различных странах базируется на разных критериях. В Европе как основной принят показатель онкогенности (т.е. за основу берут возможность возникновения раковых опухолей), в США – показатель иммунотоксичности (т.е. угнетение иммунной системы).

Расчет ДСД (допустимой суточной дозы) ведется таким образом, чтобы за 70 лет жизни в организм человека поступило не больше 10^-11 г/кг в день.

В борьбе с диоксинами уже достигнуты определенные успехи. Это произошло благодаря тому, что не только ученые, но и правительства многих стран осознали опасность общепланетарного отравления среды диоксинами.

Во многих странах мира (и в России с том числе) проводится экологический мониторинг по диоксинам в различных отраслях промышленности. В соответствии с полученными данными решаются вопросы совершенствования тех или иных технологических процессов. В США и в странах Западной Европы ведется кампания за сортировку бытовых отходов, отделение пластмассовых изделий (в Швеции, например, это практикуется уже многие годы). Кроме того, шведам удалось найти способ получения бездиоксиновой бумаги. В ФРГ, США, Нидерландах, Японии после реконструкции мусоросжигательных заводов удалось свести образование диоксинов до минимума, во Франции разработаны антидиоксиновые фильтры.

Нельзя не отметить явления синергизма – эффекта воздействия, превышающего сумму эффектов воздействия каждого из факторов.

Синергистами по отношению к диоксину могут быть: радиация, свинец, кадмий, ртуть, нитраты, хлорфенолы, соединения серы.

Полициклические ароматические углеводороды

Основными природными источниками ПАУ являются нефть и уголь. Соответственно, ПАУ образуются и выделяются при переработке нефти, сжигании нефтепродуктов и угля. Однако есть и другие источники ПАУ. Так, для человека одним из основных источников ПАУ является табак (образуются при курении).

В пищевые же продукты, ПАУ может попадать как из окружающей среды (реже), так и образовываться в процессе приготовления пищи при высоких температурах, например, в жареном на открытом огне или гриле мясе, копченой рыбе, подгоревших продуктов (например, хлебобулочных изделий). Дополнительным источником ПАУ в пищевых продуктах может служить упаковка, особенно если пищевой продукт предрасполагает к миграции в него ПАУ (например, молоко – жировые капли хорошо экстрагируют ПАУ из упаковки).

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – насчитывают более 200 представителей, которые являются сильными канцерогенами.

Канцерогенная активность реальных сочетаний полициклических ароматических углеводородов на 70-80% обусловлена бенз(а)пиреном. Поэтому по присутствию бенз(а)пирена в пищевых продуктах и других объектах можно судить об уровне их загрязнения ПАУ и степени онкогенной опасности для человека.

За год взрослый человек с пищевыми продуктами получает в среднем около 6 мкг бензпирена (бензапирена). В районах, с повышенным содержанием ПАУ в окружающей среде количество потребляемого с пищевыми продуктами бензпирена возрастает в несколько раз, что может приводить к превышению допустимой суточной дозы.

Токсичность ПАУ обусловлена их мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами. У детей ПАУ могут вызывать задержку в развитии, провоцировать развитие астмы.

К наиболее активным канцерогенам относят 3, 4 – бенз(а)пирен, который был идентифицирован в 1933 году как канцерогенный компонент сажи и смолы, а также холантрен, перилен и дибенз(а)пирен.

К малотоксичным ПАУ относят антрацен, фенантрен, пирен, флуорантен.

Канцерогенные ПАУ образуются в природе путем абиогенных процессов: ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн бенз(а)пирена природного происхождения. Еще больше – за счет техногенных источников. Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, причем, чем ниже температура, тем больше образуется ПАУ.

В пищевом сырье, полученном из экологически чистых растений, концентрация бенз(а)пирена 0, 03-1, 0 мкг/кг. Условия термической обработки значительно увеличивают его содержание до 50 мкг/кг и более. Полимерные упаковочные материалы могут играть немаловажную роль в загрязнении пищевых продуктов ПАУ, например, жир молока экстрагирует до 95% бенз(а)пирена из парафино-бумажных пакетов или стаканчиков.

Высока концентрация бенз(а)пирена и в табачном дыме.

ПДК бенз(а)пирена в атмосферном воздухе – 0, 1 мкг/100м³, в воде водоемов – 0, 005 мг/л, в почве – 0, 2 мг/кг.

Бенз(а)пирен обнаружен в хлебе, овощах, фруктах, маргарине, растительных маслах, в обжаренных зернах кофе, копченостях, жареных мясных продуктах. Причем его содержание значительно колеблется в зависимости от способа технологической и кулинарной обработки или от степени загрязнения окружающей среды.

Как правило, содержание ПАУ контролируют в тех продуктах, где вероятность превышения норматива очень велика, а именно во всех продуктах полученных с использованием процесса копчения (включая ароматизаторы). Норматив для бенз(а)пирена установлен на уровне 1 мкг/кг (в пересчете на жир). В продуктах для детского питания его содержание не допускается (в пределах обнаружения существующих методов).

Деградация БП в атмосферном воздухе может происходить под действием ультрафиолетовой радиации, в живых организмах — под действием микросомальных ферментов тканей, в почве и воде — в результате жизнедеятельности микробов.

ПАУ являются канцерогенами главным образом местного действия. При нанесении на кожу они вызывают эпителиальные опухоли, возникающие из эпидермиса или из придатков кожи, при введении через желудочный зонд — папилломы и карциномы входного отдела желудка, выстланного плоским эпителием (но не железистого желудка), при интратрахеальном введении — эпителиальные опухоли легких. Во всех этих случаях могут развиваться и саркомы. Саркомы легко индуцируются на месте введения ПАУ под кожу или в мягкие ткани. Опухоли практически любого органа могут быть индуцированы местным воздействием ПАУ.

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 1920