CC BY
2129
БЕНЗАПИРЕН - ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМЫ
СОВРЕМЕННОСТИ (С20Н12)
В.С. Шелепова, А.В. Звягинцева, Воронежский государственный технический университет, г.Воронеж
Бензпирен, или бензапирен — ароматическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности.
Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).
В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает своё движение дальше в пищевой цепи.
ОН
Рис. 1. Химическая формула бензпирена
Контроль содержания бензпирена в природных продуктах производится методом жидкостной хроматографии.
Обладает сильной люминесценцией в видимой части спектра (в концентрированной серной кислоте — что позволяет обнаруживать его в концентрациях до 0,01 миллиардных долей люминесцентными методами.
Физические свойства: В чистом виде представляет собой жёлтые пластинки и иглы, легко расслаивающиеся на более мелкие. Хорошо растворим в неполярных органических растворителях, бензоле, толуоле, ксилоле, ограниченно растворим в полярных, практически нерастворим в воде.
Бензапирен отнесен к веществам первого класса опасности. Первый класс опасности — это вещества с чрезвычайно высоким опасным воздействием на окружающую среду, при этом изменения, вызываемые ими, необратимы и восстановлению не подлежат.
Бензапирен — один из самых мощных и при этом широко распространенный канцероген. Будучи химически и термически устойчивым, обладая свойствами биоаккумуляции, он, попав и накапливаясь в организме, действует постоянно и мощно. Помимо канцерогенного, бензапирен оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, гематотоксическое действие.
477
Согласно российским нормативам предельно допустимая среднесуточная концентрация бензапирена в воздухе:
ПДКсс = 0,1 мкг/100 м3 = 10-9 г/м
ПДК бенз(а)пирена в почве = 0.02 мг/кг
Другие данные о концентрации бензапирена:
1. в сумме с фоновым уровнем 5 мкг/кг для копчёной рыбы;
2. менее 0,2 мкг/кг в кашах для беременных и кормящих и детском питании;
3. в растительных маслах и жирах должно содержаться менее 2 мкг бензапирена на кг;
4. в копчёных продуктах до 5 мкг/кг;
5. в зерновых, до 1 мкг/кг.
Пути проникновения бенз(а)пирена в организм человека:
- пища и вода;
- путем вдыхания;
- через кожу.
Один из основных источников поступления бензапирена в организм — это продукты питания: самые обычные копчености, блюда, приготовленные на открытом огне и любая жареная еда. Следует оговориться, что эти цифры приведены для блюд приготовленных из чистых, незагрязненных продуктов. Концентрация бензапирена в исходном сырье составляла 0,01-1 мкг/кг. То есть, при приготовлении концентрация канцерогена возрастала в тысячи раз.
Степень опасности находится вне зависимости от того, каким путем произошло попадание бензапирена в организм. В экспериментах, а также по данным мониторинга экологически неблагоприятных районов, бензапирен внедряется в комплекс ДНК, вызывая необратимые мутации, которые переходят в последующие поколения. Может вызвать разнообразные онкологические заболевания.
Антропогенные источники бенз(а)пирена могут быть стационарными (промышленные предприятия, ТЭЦ, крупные и мелкие отопительные системы), загрязняющими атмосферу в относительно ограниченных районах, и передвижными (транспорт), выбросы которых распространяются на значительно большие пространства. Одним из широко распространённых источников бенз(а)пирена является процесс горения практически всех видов горючих материалов. Бенз(а)пирен присутствует в дымовых газах, копоти и саже, оседающих в дымоходах и на поверхностях, имевших контакт с дымом, точнее в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания. Бенз(а)пирен находят и в местах стихийно возникающих лесных пожаров, он появляется в атмосфере также в результате извержения вулканов. Существуют заводы перерабатывающие Бензапирен, самые крупные из них:
1. Газпромнефть-Омский НПЗ;
2. ПО «Киришинефтеоргсинтез»(Кинеф);
3. ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка;
4. Томский нефтеперерабатывающий завод (Томский НПЗ);
5. Краснодарский нефтеперерабатывающий завод (Краснодарэконефть).
Почвы и грунты на территориях, прилегающих к автомагистралям, испытывают регулярное химическое загрязнение тяжелыми металлами, нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ), которые содержатся, главным образом, в газопылевых выбросах автотранспорта. Как известно, выхлопные газы прогревающегося двигателя автомобиля более обогащены токсичными веществами, особенно ПАУ (в том числе 3,4-бенз(а)пиреном). Поэтому уровень химического загрязнения этих участков довольно высок.
Рис. 2 - Томский нефтеперерабатывающий завод (Томский НПЗ)
В условиях растущего дефицита природных ресурсов, увеличения числа и масштабов техногенных аварий и катастроф проблема утилизации нефтесодержащих отходов стоит наиболее остро. Бензапирен легко «включается» в круговорот веществ в природе: с атмосферными осадками, всегда содержащими твердые частички, он заносится даже на территории, удаленные от основного источника ПАУ, попадает в водоемы, откуда, при процессах испарения, вновь поднимается в воздух. Именно такая способность бензапирена мигрировать приводит к тому, что его содержание может быть высоким в местах, где нет мощного источника этого вещества.
Говоря языком химии, бензапирен относится к циклическим ароматическим углеводородом. Они распространены в окружающей среде и представляют собой комбинацию, так называемых, бензольных колец, сцепленных между собой. Это -канцерогены. Так же бензапирен содержится в бензине, является исходным сырьём для многих продуктов, плюс к тому находится в составе сигарет.
Бензапирен используют для изготовления химического оружия. Химическое оружие-оружие массового поражения, действие которого основано на токсических свойствах отравляющих веществ, и средства их применения: артиллерийские снаряды, ракеты, мины, авиационные бомбы, газомёты, системы
баллонного газопуска, гранаты, шашки. Бензапирен очень негативно влияет как на активных, так и на пасссивных курильщиков, он способен усваиваться в организме, кроме того, он является химически устойчивым веществом, мигрирующим из одних субъектов в другие. Рассмотрим, как бензапирен влияет на ДНК человека. Молекула бензапирена умеет соединяться с другими подобными элементами, образуя крепкие молекулярные системы с ДНК и внедряясь в её комплекс, она расширяет двойную спираль, постепенно нарушая взаимосвязи молекул ДНК. Следовательно, спираль раскручивается и появляется новая — испорченная, а это собственно происходит мутация.
Курильщик, в свою очередь, передаёт гены, подверженные мутации, своему будущему потомству, а это может вызвать самые непредсказуемые последствия — различные врожденные патологии и уродства при рождении. В непроветриваемом помещении там, где курят, бензапирена содержится в десятки раз больше, чем в самых неблагополучных с экологической точки зрения местах -вблизи фабрик и заводов.
Но можно снизить риски воздействия на окружающую среду, для этого следует:
1. Внедрить теплосберегающие технологии и оборудования у потребителей теплоты,
2. Снизить потери теплоносителя и теплоты в сетях,
3. Внедрить приборы теплового контроля и учета теплоты,
4. Оптимизировать режимы работы котла, автоматизировать работу котельных и ещё много вариантов.
Список использованной литературы
1. Андерсон Д.М. Экология и наука об окружающей среде. М., 2007.384 с.
2. Кондратьев К.Я., Донченко В.К., Лосев К.С., Фролов А.К. Экология, экономика, политика. СПб., 2002. - 615 с.
3. Одум Ю. Экология / Пер. с англ. Т. 1—2. — М.: Мир, 2006. - 450 с.
4. Реймерс Н.Д. Экология: теория, законы, правила, принципы и гипотезы. М., 2004. - 216 с.
5. Тулинов В.Ф., Недельский Н.Ф., Олейников Б.И. Концепция современного естествознания. М., 2008. - 563 с.
