Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ)
Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ) широко поширені у навколишньому середовищі. Вони утворюються в процесі горіння та містяться у багатьох природних продуктах. Представники цієї групи з'єднань виявлені у вихлопних газах двигунів, продуктах горіння печей та опалювальних установок, тютюновому та коптильному димі. Поліциклічні ароматичні вуглеводні присутні у повітрі, ґрунті та воді.
Забруднення ґрунту одним з ПАУ - бенз(а)піреном є індикатором загального забруднення навколишнього середовища внаслідок зростаючого забруднення атмосферного повітря.
бенз(а)пірен, що накопичується в грунті, може переходити з коренів у рослини, тобто рослини забруднюються не тільки з пилом, що осаджується з повітря, але і через грунт. Концентрація його ґрунту різних країн змінюється від 0,5 до 1 000 000 мкг/кг.
У воді залежно від забруднення знайдені різні концентрації бенз(а)пірена: у ґрунтовій - 1-10 мкг/л, у річковій та озерній 10-25 мкг/л, у поверхневій - 25-100 мкг/л.
ПАВ надзвичайно стійкі в будь-якому середовищі, і при систематичному їх освіті існує небезпека їх накопичення в природних об'єктах. В даний час 200 представників канцерогенних вуглеводнів, включаючи їх похідні, відносяться до найбільшої групи відомих канцерогенів, що налічує понад 1000 сполук.
За канцерогенністю поліциклічні ароматичні вуглеводні ділять на основні групи:
1 -найактивніші канцерогени- бенз(а)пірен (бп), дибенз(а, h)антрацен, дибенз(а, i)пірен;
2 -помірно активні канцерогени- бенз(h)флуорантен;
3 -менш активні канцерогени- бенз(е)пірен, бенз(а)антроцен, дибенз(а, с)антрацен, хризен та ін.
Бенз(а)пірен потрапляє в організм людини не лише із зовнішньоїсередовища, але й з такими харчовими продуктами, у яких існування канцерогенних вуглеводнів досі не передбачалося. Він виявлений у хлібі, овочах, фруктах, рослинних оліях, а також обсмаженій каві, копченостях та м'ясних продуктах, підсмажених на деревному вугіллі.
Умови термічної обробки харчових продуктів дуже впливають на накопичення БП. У підгорілій кірці хліба виявлено БП до 0,5 мкг/кг, бісквіті, що підгорів, - до 0,75 мкг/кг. Продукти домашнього копчення можуть містити БП понад 50 мкг/кг. Утворення канцерогенних вуглеводнів можна знизити правильно проведеною термічною обробкою.
Сильне забруднення продуктів поліциклічних ароматичних вуглеводнів спостерігається при обробці їх димом.
У плодах та овочах бенз(а)пірена міститься в середньому 0,2-150 мкг/кг сухої речовини. Мийка видаляє разом із пилом до 20% поліциклічних ароматичних вуглеводнів. Незначна частина вуглеводнів може бути виявлена і всередині плодів. Яблука з непромислових районів містять 0,2-0,5 мкг/кг бенз(а)пірена, поблизу доріг з інтенсивним рухом – до 10 мкг/кг.
Полімерні пакувальні матеріали можуть відігравати важливу роль у забрудненні харчових продуктів ПАВ, особливо при наявності в продуктах елюентів (речовин, що екстрагуються в розчиннику). Так, наприклад, ефективним елюентом ПАВ є жир молока, який екстрагує до 95% БП з парафіно-паперових пакетів або стаканчиків.
З їжею доросла людина отримує на рік 0,006 мг ХП. В інтенсивно забруднених ПАУ районах ця доза зростає у 3 та більше разів. Припускають, що з людини з масою тіла 60 кг ДСД БП має бути трохи більше 0,24 мкг. ГДК БП в атмосферному повітрі - 0,1 мкг/100 м 3 у воді водойм - 0,005 мг/л, у грунті - 0,2 мг/кг.
При попаданні в організм поліциклічні вуглеводні під дією ферментів утворюють епоксисполуку, що реагує з гуаніном, що перешкоджає синтезу ДНК, викликає порушення або призводить до виникнення мутацій, що сприяють розвитку ракових захворювань, у тому числі таких видів раку, як карциноми та саркоми.
Зважаючи на те, що майже половина всіх злоякісних пухлин у людей локалізується у шлунково-кишковому тракті, негативну роль забрудненої канцерогенами харчової продукції важко переоцінити. Для максимального зниження вмісту канцерогенів у їжі основні зусилля мають бути спрямовані на створення таких технологічних прийомів зберігання та переробки харчової сировини, які б попереджали утворення канцерогенів у продуктах харчування або унеможливлювали забруднення ними.
Хлорвмісні вуглеводні
З 1970-х р. актуальною стала проблема забруднення навколишнього середовища алкілхлоридами - вуглеводнями, що містять хлор. Хлоровані алкани і алкени особливо часто використовуються як розчинники або як матеріал для ряду синтезів. Через порівняно низькі температури кипіння (40-87 °С) і більш високої, ніж у поліциклічних ароматичних вуглеводнів, розчинності у воді (близько 1 г/л при 25 °С) алкілхлориди широко поширилися в навколишньому середовищі. Особливо леткі сполуки можуть проникати навіть через бетонні стінки каналізаційних систем, потрапляючи таким чином у ґрунтові води. Оскільки у хлоралканів і хлоралкенів сильніше виражений ліпофільний, ніж гідрофільний характер, вони накопичуються в жирових відкладеннях організму. Це зумовлює їхнє накопичення в окремих ланках ланцюга живлення.
Ці речовини поділяють на дві групи з їхнього впливу на печінку людини:
1) сполуки, що мають сильну дію напечінка - тетрахлорметан, 1,1,2-трихлорметан, 1,2-дихлоретан;
2) сполуки, що мають менш сильну дію на печінку - трихлоретилен, дихлорметан.
З групи сильнодіючих на печінку хлорованих вуглеводнів слід виділити тетрахлорметан, який використовується, головним чином, для синтезу фторхлорвуглеводнів. Крім того, його застосовують як розчинник жирів. Припускають, що від 5 до 10% всього тетрахлорметану, що виробляється, потрапляє в навколишнє середовище.
До хлорованих вуглеводнів, що мають деяку отруйну дію на печінку, відноситься серед інших і трихлоретилен. Близько 90-100% всього виробленого трихлоретилену потрапляє у навколишнє середовище, головна частина - у повітря, решта - у тверді відходи та стічні води.
Токсична дія на людину трихлоретилену обумовлена його метаболічними перетвореннями. Під дією монооксигенази трихлоретилен перетворюється на епоксисполуку, яка мимоволі перетворюється на трихлорацетальдегід, що реагує з ДНК і утворює промутагенні речовини. При систематичному впливу подібних хлорвуглеводнів можуть спостерігатися ушкодження центральної нервової системи.
Гранично допустимі концентрації хлорвуглеводнів - лише розчинників - приймаються для всієї суми речовин цієї групи.
Деякі хлорвуглеводні знаходять застосування як пестицидів, наприклад ДДТ та ліндан.