CC BY
16
Обзоры
УДК 614.7:547.621
Канд. биол. наук В. А. Попов
О ЗАГРЯЗНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫМИ БИФЕНИЛАМИ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Настоящий обзор составлен по материалам конференции, созванной Национальным институтом гигиены окружающей среды (штат Северная Каролина, США) в декабре 1971 г. и посвященной вопросам ее загрязнения полихлорированными бифенилами. Полихлорированные бифкенилы (ПХБ) — это ряд соединений, молекула которых содержит 2 бензольных кольца с различным числом замещающих атомов хлора. ПХБ ввиду их уникальных физико-химических свойств широко применяют в промышленности и производят в Англии, Франции, ГДР, Италии, Японии, СССР и США. Общемировое производство ПХБ достигает примерно 100 ООО т в год. Около 60% производимых в США ПХБ используются в герметичных термо- и электроприборах (трансформаторах, конденсаторах и проч.), 25% — в виде пластификаторов, 10% — в виде гидравлических жидкостей и смазок, остальные 5% приходятся на прочие виды промышленного использования (поверхностные покрытия, связывающие вещества, наполнители для пестицидов, печатные краски). В связи с опасностью поступления ПХБ в окружающую среду в 1972 г. все потребляемое в США количество их должно быть использовано в герметичных системах. Марки арохлора с высоким содержанием хлора в молекулах заменяются марками с его низкой концентрацией.
Возможны следующие пути поступления ПХБ в окружающую среду. Утечка из герметичных и полугерметичных термо-, электро- и гидравлических систем, проливание и потери при производстве, испарение и выщелачивание из приборов, удаление ПХБ-содержащих жидкостей на свалки. При неправильной эксплуатации мусоросжигательных печей и особенно при сжигании мусора на открытых свалках ПХБ могут выделяться в атмосферный воздух.
По приблизительной оценке ежегодное поступление ПХБ в атмосферу составляет 1500—2000 т, в поверхностные и прибрежные воды — 4000— 5000 т ив почву свалок — 18 000 т. Поступление ПХБ в почву с препаратами пестицидов незначительно — около 10 т в год.
Модель распространения ПХБ в окружающей среде сложна. Испарившиеся в воздух соединения адсорбируются взвешенными частицами и переносятся ветрами, выпадая на поверхность земли и океанов с осадками. В водоемах ПХБ могут адсорбироваться взвешенными в воде частицами или бентосом и попадать в донные отложения.
Концентрация ПХБ на взвешенных частицах в городском воздухе составляет 50—80 частей на 1 млн. Большая часть адсорбированных ПХБ удаляется из атмосферы с осадками в течение 2—3 дней. Наиболее вероятное время полураспада ПХБ в почве по аналогии с ДДТ составляет 5 лет. Процесс испарения и осаждения в адсорбированном виде повторяется многократно, в результате около 1/4 всего количества ПХБ, выпадающего над сушей, попадает в океан, откуда лишь ничтожная часть их вновь испаряется.
Перенос ПХБ в воде осуществляется путем многократного растворения и реадсорбции на донных отложениях. Из-за низкой растворимости в воде и высокого удельного веса ПХБ не распространяются далеко от места их сброса в водоемы. Считают, что ежегодно выносится реками в океан 200 т ПХБ; это составляет лишь небольшую часть их количества, сбрасываемого в водоемы.
ПХБ относятся к высокоперсистентным соединениям. Они устойчивы по отношению к окислению, гидролизу и другим небиологическим процессам, которые могли бы приводить к их разложению в окружающей среде. Однако, как показали эксперименты, для этих соединений не безразлично УФ-излучение солнца. При облучении ПХБ в лабораторных условиях происходят как окислительные, так и восстановительные процессы, приводящие к потере атомов хлора, перегруппировке атомов в молекулах и конденсации молекул. Соединения с высоким содержанием хлора фотолизируют-ся с большей скоростью, что, по-видимому, приводит к накоплению в окружающей среде низших гомологов этого класса соединений, причем к появлению и таких, которые не входили в состав исходных смесей.
Большая часть ПХБ с числом атомов хлора меньше 4 подвергается микробному разложению в окружающей среде. Разложение высших гомологов отмечается, по-видимому, главным образом в организме птиц и млекопитающих. Однако этим путем из окружающей среды удаляется лишь ничтожно малая часть ПХБ.
Общее количество ПХБ, произведенное промышленностью Северной Америки с 1930 по 1970 гг., составляет 500 000 т, из них 30 000 т поступило в атмосферный воздух, 60 000 т — в поверхностные и прибрежные воды, а 300 000 т удалено на свалки. К настоящему времени разложилась, по-видимому, 1/3 ПХБ, поступивших в атмосферу, и 1/2 этих соединений, поступивших в воду. Оценка степени разложения ПХБ на свалках затруднена, так как часть их может еще находиться в контейнерах.
Измерение концентрации ПХБ в органах и тканях различных животных показало, что водные беспозвоночные и рыбы могут содержать эти соединения в количестве, которое в 3—70 000 раз выше, чем их концентрация в воде. При дальнейшей передаче ПХБ высшим животным (рыбам, млекопитающим) их концентрация возрастает на каждой стадии в 10—100 раз и в организме хищников, замыкающих пищевую цепь, превышает начальную концентрацию ПХБ в воде в 10 000 000 раз, а в отдельных случаях — даже в 100 000 000—1 000 000 000 раз (кайра, орел).
Судя по данным экспериментальных исследований, ПХБ может снижать число отложенных фазанами яиц, выводимость цыплят и выживаемость эмбрионов во время насиживания. У потомства изменяются некоторые поведенческие реакции, что может понижать способность к выживаемости фазанов в дикой фауне. Повышенное содержание ПХБ в организме крачек в районе Лонг-Айленда, возможно, служит причиной повышенного уровня аномалий среди этих птиц.
ПХБ найдены в молоке коров, поедавших корм из силосных башен, бетонные стены которых имели специальные покрытия.
Японские исследователи обнаружили ПХБ в микрокапсулированной копировальной бумаге не только местного, но и английского и американского производства. В смывах с пальцев людей, касавшихся бумаги, содержалось от 11 до 54 мкг ПХБ. Лишь 1/з этого количества удалялась при мытье рук с мылом. Владельцам предприятий в Японии предписано прекратить в 1971 г. использование ПХБ при производстве копировальной бумаги, однако из-за отсутствия действенного контроля оно продолжается.
ПХБ обнаружены в картоне, используемом в США для упаковки различных продуктов, в том числе пищевых. Эксперименты показали возмож-можность миграции около 33% ПХБ из упаковки в жирсодержащие пищевые продукты.
Шведский риксдаг в 1971 г. принял закон, обязывающий правительство страны выработать условия импорта, производства, продажи и использования ПХБ. В 1970 г. в Швецию было импортировано и использовано 500 т этих соединений. Высокая персистентность и растворимость последних в жирах привели к накоплению ПХБ в пищевых продуктах, особенно в рыбе. Шведские органы здравоохранения по этой причине в 1971 г. были вынуждены запретить употребление печени трески, выловленной в Балтийском море. Большое количество ПХБ обнаруживалось также в организме сельди (2,8 мг!кг) и угрей (1,5 мг/кг).
В жире молока шведских коров уровень ПХБ не превышает 0,5 мг]кг, а в масле — 0,1 мг/кг, в женском молоке (район Стокгольма) — в среднем 16 мкг/кг, а в жире молока — 0,5 мг/кг. Поступление ПХБ в организм человека в Швеции с продуктами питания варьирует от 1 до 10 мкг в день, в зависимости от удельного веса рыбы в рационе. Грудной ребенок получает ежедневно с молоком матери около 3,4 мкг ПХБ на 1 кг веса. Поскольку эти вещества проникают через плацентарный барьер, можно считать, что грудные дети подвергаются наибольшему воздействию ПХБ.
Причиной снижения выводимости цыплят на одной из крупных птицеферм в Северной Каролине (США) явилось загрязнение кормов ПХБ вследствие утечки содержащего их теплоносителя из обогревательной системы.
В октябре 1968 г. в Японии разразилась эпидемия странного заболевания, охватившего сначала население префектуры Фукуока, а затем еще 20 префектур. Число пострадавших достигло 1057 человек. Начальными симптомами заболевания являлись обильное слезотечение и опухание верхних век (у 38,3% больных) с последующей угреватой сыпью и усилением деятельности сальных желез (33,1 %), а также пигментацией кожи (9,6%). Кроме того, у больных отмечалось потение ладоней и ощущение слабости. Как установлено специально созданной исследовательской группой, заболевание вызвано отравлением ПХБ (канехлором 400), попавшим в рисовое масло вследствие негерметичности обогревательной системы. Содержание канехлора 400 в масле достигало 3000 частей на 1 млн. Большинство компонентов канехлора 400 накапливалось в содержимом сальных желез, подкожном жире, брыжейках, эк5траперитонеальной жидкости, костном мозге, аппендиксе, тканях сердца, тонком кишечнике, трахее и других органах и тканях. Средняя доза ПХБ, полученная жертвами отравления, составляла около 2 г, минимальная — 0,5 г. Болезнь, связанная с отравлением ПХБ, получила в Японии название «юшо» — болезнь рисового масла.
Тринадцать женщин, из которых 11 явились жертвами отравления, а у 2 отравились мужья, родили 10 живых и 2 мертвых детей. У 9 детей отмечена необычная, сероватая с коричневыми пятнами кожа и такая же пигментация десен. Наблюдалось повышенное слезотечение. При вскрытии мертворожденных были констатированы гиперкератоз и атрофия эпидермиса, а также вздутие волосяных мешочков, особенно на голове. Вес новорожденных был ниже национальньго стандарта.
Наблюдения за 42 детьми обоего пола, также явившимися жертвами отравления канехлором 400, показали отставание в весе и росте мальчиков по сравнению с их школьными товарищами, избежавшими отравления.
Через 3 года после отравления большинство больных все еще страдали от его последствий ввиду отсутствия методов лечения болезни юшо. Состояние 10% больных ухудшилось. Даже выздоравливающие до сих пор жалуются на упорные головные боли, общую усталость, слабость и онемение конечностей.
Эпидемическому заболеванию юшо предшествовала эпизоотия, поразившая более 2 000 000 цыплят в западной части Японии. Причиной заболевания явилось скармливание цыплятам корма, загрязненного канехлором 400. Рисовое масло, входившее в состав корма, поступило от той же фирмы, которая выпустила на рынок масло, вызвавшее отравление людей.
При лабораторном обследовании больных юшо выявилось, что у наиболее пострадавших были снижены, число эритроцитов и уровень гемоглобина, повышено число лейкоцитов, увеличено количество липидов и триглицеридов в сыворотке крови, а также содержание а-глобулиновой белковой фракции, несколько снижено содержание в крови ионов калия и железа, увеличено содержание меди.
На 2-й Европейской конференции, посвященной ПХБ, которая состоялась в сентябре 1970 г. в Стокгольме, был представлен материал о смертном случае отравления этим соединением в Финляндии. Один рабочий подвергся ингаляционному воздействию бифенила (нехлорированного) в концентрации 100 мг/м3, что в 10 раз превышает максимально допустимый уровень его. У погибшего обнаружены некроз, атрофия и цирроз печени, а также общая атрофия головного мозга. При обследовании рабочих предприятия выявлено еще 3 человека с пораженной печенью и 2 человека с измененной ЭЭГ.
Экспериментальные исследования показали быстрое поглощение ПХБ легкими из воздуха и накопление этих соединений в печени. В течение суток наблюдалось быстрое исчезновение ПХБ в печени и накопление их в жировых и мозговых тканях. По истечении 3 недель после ингаляционной затравки животных 70% депонированного количества ПХБ все еще находилось в жировой ткани, однако в стрессовых ситуациях обнаруживался перенос ПХБ из жировой ткани в печень.
ПХБ (в виде арохлора 1242) в концентрации 0,1 и 0,01 мкг/мл существенно ускорял рост кишечной палочки in vitro.
Проблема загрязнения окружающей среды ПХБ, несмотря на то что исследования ее продолжаются уже 25 лет, не является полностью изученной и требует дальнейшей разработки.
Поступила 2/X 1972 г.
УДК 614.71(410X047)
Канд. биол. наук В. Д. Фокина
ОХРАНА ЧИСТОТЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ВЕЛИКОБРИТАНИИ
Всесоюзный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по сельскому хозяйству, Москва
Основным источником загрязнения воздушной среды в Великобритании служит использование твердого и жидкого топлива бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания и отопительными системами. За последние 40 лет применение топлива в целом возросло на 66,7%. Потребление его только для выработки электроэнергии увеличилось с 15 до 100 млн. т, т. е. на 567%. В результате использования твердого топлива в атмосферу поступает значительное количество дыма, 85 % которого связано с домашними отопительными установками, работающими на угле. Автомобили, работающие на жидком топливе, загрязняют воздух вредными газами (окись углерода, углекислый газ, углеводороды, альдегиды, окислы азота, двуокись серы), твердыми частицами сажи и соединениями свинца (тетраэтиловый свинец добавляется к бензину как антидетонатор).
Загрязнение воздуха отрицательно влияет на здоровье людей и животных, вызывает повреждение растений, коррозию металлов и преждевременное разрушение строительных материалов. Ухудшение видимости, обусловленное загрязнением воздуха пылевыми частицами, парами бензина, гари и т. д., представляет угрозу для передвижения наземного, водного и воздушного транспорта.
