что такое бензопирен и откуда он берется
Откуда берётся бензапирен, и чем он опасен?
Что такое бензапирен?
Это соединение, структура молекулы которого представляет собой пять сочлененных ароматических колец (строго говоря, корректное написание в химии этого соединения – бенз(а)пирен, что обусловлено его структурой). Он является термодинамически наиболее устойчивым из всех полиядерных ароматических углеводородов и самым сильным канцерогеном.
Откуда берётся бензапирен, и чем он опасен?
Кроме того, это вещество еще является и мутагенным. Это было доказано около 30 лет назад в университете Гренобля. Молекулы бензапирена образуют с молекулами ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) очень прочные молекулярные комплексы. Молекулы бензапирена проникают в спирали ДНК, разрушают эту двойную спираль, и она начинает раскручиваться в 2 отдельных нитки, каждая из которых образует новую двойную спираль. Это означает, что потомство у этих людей уже может развиваться в соответствии с новой генетической парадигмой. У здорового человека может быть больной ребёнок, у красивой женщины может родиться некрасивая дочь и так далее.
Это обратимые процессы?
Нет. Это совершенно необратимые процессы. Каждая молекула токсичного вещества, попадая в организм, наносит непоправимый ущерб. Она разрушает какую-то биологически важную молекулу, и выход из строя каждой молекулы биологически важного вещества в организме приводит к серьезным отклонением от нормы.
Что такое диоксины и фураны?
Диоксинами и фуранами люди, которые не занимаются химией и токсикологией, называют полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны. Опасение людей по поводу этих соединений не напрасны. Это самые токсичные из веществ, которые созданы когда-либо человеком.
Как они образуются?
Образуются они, казалось бы, в самых безобидных ситуациях. Например, возвращаясь к мангалам, если перед жаркой сырые мясо, птицу, рыбу, овощи посолили даже чуть-чуть, то экспериментально доказано, что в этих продуктах будут образовываться диоксины.
Кроме того, шведскими учеными уже лет сорок назад доказано, что сжигание мокрых листьев приводит к образованию полихлорированных дибензадиоксинов и дибензафуранов. Надо понимать, что летящие вверх при сжигании токсичные вещества с дождем будут опять опадать на ваши же участки. И если вы будете выращивать на них овощи, фрукты, ягоды, они будут содержать в себе эти высокотоксичные диоксины.
А как же зола? Это же удобрение?
Пользы в удобрении грядок золой нет никакой, а вред очень большой. Зола и шлаки содержат, как правило, и полиядерные ароматические углеводороды, включая и бензапирен, и диоксины, и фураны, а также тяжелые токсичные металлы. Именно поэтому на заводах по переработке отходов в электроэнергию проблеме шлаков уделяется очень большое внимание.
Почему так опасны горящие свалки?
Свалки, покрытые снегом и замороженные льдом, не выпускают из себя никаких токсичных газов. Но как только наступает весна, пригревает солнце и сходит снег, свалки начинают понемножку дымить. В теле свалок идут химические процессы, химические соединения из одних отходов взаимодействуют с химическими соединениями из других отходов. Выделяется тепло, оно выходит наружу, при этом идет разогрев и сжигание. Например, реакции горения и тления поливинилхлорида приводят к образованию диоксинов.
Почему тогда заводы по переработке отходов в энергию безопасны?
Как доказать, что диоксины не попадают в окружающую среду?
На выходе из камеры термической обработки ставятся колонны с активированным углем и с гидроокисью кальция. Они гарантируют, что даже если следы этих веществ и появятся в отходящих газах, то они обязательно будут поглощены при прохождении через фильтры.
А у нас тоже будет такой мониторинг?
Люди, живущие поблизости от предприятия по переработке отходов в электроэнергию, смогут регулярно получать данные мониторинга диоксинов, фуранов и всех прочих веществ. Эти данные будут получаться лабораториями при заводах или лабораториями, которые будут сотрудничать с этими заводами.
» data-title=»Откуда берётся бензапирен, и чем он опасен?» data-counter=»»>
Уверены, детство многих из вас пришлось на советские времена, с коллекциями марок, дворовым футболом и кружками юных натуристов. А тем, кто родился уже в постсоветской России, наверняка рассказывали.
Генеральный директор компании РТ-Инвест Андрей Шипелов в интервью Первому подмосковному радио рассказал о предстоящем с 1 января переходе на раздельный сбор мусора. Как к этому готовится компания.
Бензапирен
Что такое бензапирен
Бензапирен, как и все ПАУ — главным образом результат технического прогресса, следствие деятельности человека. Основные источники техногенного загрязнения ПАУ — сжигание твердых и жидких органических веществ, в том числе нефти и нефтепродуктов, древесины, антропогенных отходов. Из природных источников бензапирена стоит отметить лесные пожары, извержение вулканов.
Однако образование бензапирена может происходить и без процессов горения — при пиролизе, тлении, полимеризации.
Формула бензапирена
Существует два изомера бензапирена. Первый — 1,2-Бензапирен (3,4-бензпирен) — высокотоксичный канцероген, содержащийся во всех продуктах горения — нефти, смоле, угле, дыме различного происхождения, в том числе табачном. В чистом виде это игловидные кристаллы или пластинки светло-желтого цвета, с температурой плавления около 177 °С.
4,5-Бензопирен — кристаллы в виде игл и пластинок светло-желтого цвета, с температурой плавления 179°С. Содержится в каменноугольной смоле, обнаруживается в почвах (особенно вблизи предприятий и автомобильных дорог). Мутагенным, канцерогенным свойствами не обладает.
Химическая формула бензапиренов — C20H12.
Бензапирен в почве и воздухе
Бензапирен практически не встречается в свободном состоянии, а всегда осаждается на частицах, содержащихся в воздухе. Вместе с передвигающимися массами воздуха бензапирен разносится по большой площади, а выпадая вместе с твердыми частицами из воздуха (например, при осадках) попадает в почвенные слои, водоемы, на поверхности строений.
В миграции и накоплении бензапирена играет роль и такой его источник, как автомобильный транспорт. С одной стороны, передвигаясь на большие расстояния, автомобили способствуют равномерному разносу бензапирена. С другой стороны, осевший бензапирен в больших количествах скапливается вдоль автомобильных дорог и на объектах рядом с ними (так называемые «вторичные источники»).
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.
Попадая в окружающую среду и накапливаясь в ней, бензапирен проникает в растения, которые в дальнейшем служат кормом для скота или используются в питании человека. Концентрация бензапирена в растениях выше, чем его содержание в почве, а в продуктах питания (или кормах) выше, чем в исходном сырье для их изготовления. Этот эффект наращивания концентрации химических веществ, в том числе бензапирена, получил название биоаккумуляции.
Таким образом, бензапирен представляет опасность не только как фоновое загрязнение окружающей среды, но и как вещество, проникающее в организм по пищевой цепочке.
ПДК бензапирена
Основной метод определения и контроля бензапирена — метод жидкостной хроматографии.
Согласно Гигиеническим нормативам 2.1.6.695-98 и 2.1.6.1338-03 предельно допустимое среднесуточное количество бензапирена в воздухе (ПДКсс) — 0,1 мкг/100 м3 или 10–9 г/м3, а ПДК его в почве по Гигиеническим нормативам 2.1.7.2041-06 — 0.02 мг/кг в сумме с учетом фонового уровня. В воздухе на рабочих местах среднесменная ПДК не более 0,00015 мг / куб.м. (из п.1. и п.2. ГН 2.2.5. 1313-03).
ПДК бензапирена в воде не более 0,000001 мг/л, в питьевой воде при централизованной системе водоснабжения — не более 0,000005 мг/л. В бутилированной питьевой воде — от не более 0,001 мкг/л (вода высшего качества) до не более 0,005 мкг/л в бутилированной воде первой категории качества.
В продуктах питания, в которых допустимо наличие бензапирена из-за технологических особенностей, допустимый уровень бензапирена не более 0,001 мг/кг. К ним относятся: колбасные изделия и изделия с использованием субпродуктов, в том числе копченые; сало копченое; колбасные изделия и копчености из мяса и субпродуктов птицы; копченый консервы и пресервы из рыбы, рыба копченая; зерно продовольственное.
При использовании коптильных ароматизаторов содержание бензапирена не более 2 мкг/кг(л), а после их использования содержание бензапирена в готовых продуктах не должно быть выше 0,03 мкг/кг(л).
В других продуктах питания наличие бензапирена не допускается.
Однако по результатам мониторинга, нормы содержания бензапирена превышены во много раз. В среднем, уровень загрязнения воздуха в городах выше ПДК в 5—12 раз, в почвах — в 3–7 раз, в продуктах питания — от 1,5 до 11 раз.
Влияние бензапирена на организм человека
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.
Пути проникновения бензапирена в организм разнообразны: с пищей и водой, через кожу и путем вдыхания. 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. Особую тревожность вызывает факт биоаккумуляции бензапирена: вероятность развития мутаций у ближайших поколений потомства возрастает из-за биоаккумуляции во много раз.
ХОТИТЕ БРОСИТЬ КУРИТЬ?
Тогда проходите план отказа от курения.
С его помощью бросить будет гораздо проще.
Бензапирен: что это, откуда и стоит ли его бояться?
Наталья Гусева
Про бензапирен широкие массы узнали после того, как Онищенко в 2013 году приостановил ввоз в Россию украинского шоколада и конфет Roshen. Одной из причин стало именно то, что в продукции нашли (или якобы нашли) бензапирен. В отличие от широких масс, экологи, токсикологи, врачи и вдумчивые адепты здорового образа жизни знают безнапирен как один из главных городских экотоксикантов наряду с диоксинами, угарным газом, диоксидом азота и прочими вредными веществами. Что же это за зверь такой и почему он опасен? Давайте разберемся.
Что такое бензапирен?
Сначала главное — термины. В химии название этого вещества пишется «бенз(а)пирен», но в литературе и СМИ встречаются написания «бензпирен», «бензапирен» и «бензопирен». Все это – одно и то же вещество, 3,4-бензпирен.
Бензапирен относится к веществам 1-го класса опасности и является канцерогеном, т.е. провоцирует развитие рака. Среднесуточная ПДК бензапирена в воздухе населенных мест составляет 0,001 мкг/м3.
«Говоря на языке химии, бенз(а)пирен относится к полициклическим ароматическим углеводородам. Они распространены в окружающей среде и представляют собой комбинацию так называемых бензольных колец, сцепленных между собой. Это — канцерогены«, — сказал в интервью украинскому BBC Владимир Ищенко, начальник лаборатории в ГП «Укрметртестстандарт».
Откуда берется бензапирен?
В БЭС читаем: «Бензапирен содержится в каменно-угольной смоле, табачном дыме, воздухе больших городов, почве. Канцерогенен». На самом деле, конечно, есть гораздо большее число источников бензапирена: некоторые эксперты считают, что он есть почти везде, просто в малых дозировках. Мы приведем основные источники этого вещества.
Чем опасен бензапирен?
То, что он канцерогенен, мы уже выяснили. Но в мире много канцерогенов, так почему же бензапирену экологи, ученые и контролеры общественного здоровья уделяют больше внимания, чем другим экотоксикантам?
Во-первых, потому что бензапирен может накапливаться в организме, поэтому даже если вы подвергаетесь очень малым дозам, но это происходит регулярно, в итоге в вашем организме может получиться высокая концентрация этого вещества.
Во-вторых, бензапирен жирорастворим, т.е. любой жир может впитать в себя это вещество. Владимир Ищенко в интервью украинскому BBC заявил: «Например, если семена подсолнечника хранить на асфальте и сушить дизельными сушилками, то они накапливают эти полиароматические циклические углеводороды, в частности бенз(а)пирен. А затем при отжиме весь бенз(а)пирен идет именно в масло, так как он жирорастворимый». Так что любое масло, любой жир, жирные молочные продукты, жирное мясо и десятки прочих продуктов могут нести в себе разные концентрации бензапирена.
Эти два свойства, вкупе с его вездесущестью (все мы, жители городов, ежедневно вдыхаем воздух с бензапиреном, проходя мимо автомобильных дорог и ходя летом по асфальту), делает его одним из широко распространенных экотоксикантов.
Что делать?!
Помимо тотальной смены парадигмы экономической системы, вы имеете в виду? Нет, правда: полностью исправить ситуацию может только отказ от сжигания ископаемого топлива в пользу альтернативных источников энергии, в идеале — возобновляемых, перевод бензиново-дизельных автомобилей на электро- или водородные двигатели или любые другие более экологичные альтернативы. Что делать с асфальтом, сложно сказать — это отдельная тема экологичных городских дорожных покрытий.
Что делать на личном уровне? Больше времени проводить на природе, устанавливать в квартире систему приточного вентилирования, которая принудительно засасывает воздух с улицы, пропускает его через фильтр и только потом подает к вам в квартиру. Максимально сократить свое время пребывания около крупных автомобильных трасс.
Летом 2010 года, когда в России и в том числе в Москве были волны аномальной жары, ставшие причиной масштабных пожаров, московские власти рекомендовали людям по возможности не выходить из дома, будучи в помещении, затыкать щели в окнах мокрыми тряпками, а на улице носить респираторы, маски или прикрывать рот и нос влажным носовым платком, чтобы защититься от смога. В той ситуации улицы были буквально полны бензапирена – раскалившийся и плавящийся на солнце асфальт, все те же миллионы машин и смог от горящих лесов дали неповторимый «букет» загрязняющих газов, отнюдь не полезных для человеческого здоровья.
Бензпирен
| Бензпирен | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Бенз(a)пирен |
| Химическая формула | C20H12 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 252,31 г/моль |
| Плотность | 1,24 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 179 °C |
| Температура кипения | 495 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 50-32-8 |
| SMILES | C1\C=C2\C=C/Cc3ccc4cc5ccccc5c1c4c23 |
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 трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание БП в природных объектах возрастает на порядок (см. Биоаккумуляция).
Контроль содержания бензпирена в природных продуктах производится методом жидкостной хроматографии.
Обладает сильной люминесценцией в видимой части спектра (в концентрированной серной кислоте — А 521 нм (470 нм); F 548 нм (493 нм)), что позволяет обнаруживать его в концентрациях до 0,01 ppb люминесцентными методами.
Содержание
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.
Биологическое воздействие
Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие.
Международная группа экспертов отнесла бенз(а)пирен к числу агентов, для которых имеются ограниченные доказательства их канцерогенного действия на людей и достоверные доказательства их канцерогенного действия на животных. В экспериментальных исследованиях бенз(а)пирен был испытан на девяти видах животных, включая обезьян. В организм бенз(а)пирен может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путём. При всех этих способах воздействия удавалось вызвать злокачественные опухоли у животных.
Из сотен полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) различного строения, обнаруженных в объектах окружающей среды, бен(а)пирен наиболее приоритетен для мониторинга.
Согласно российскому нормативу ГН 2.1.7.2041-06 ПДК бенз(а)пирена в почве = 0.02 мг/кг в сумме с фоновым уровнем.
В чем опасность накопления бенз(а)пирена в почве
Среди большого числа загрязняющих веществ – продуктов промышленного производства и автотранспорта особое место занимает группа супертоксикантов, веществ, представляющих наибольшую опасность для здоровья человека. К ним относятся и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), обладающие канцерогенным и мутагенным эффектом. Наиболее опасным из них по своим канцерогенным качествам является бенз(а)пирен
Появление бенз(а)пирена в окружающей среде является главным образом следствием деятельности человека – результатом технического прогресса.
Среди антропогенных источников бенз(а)пирена выделяют стационарные (промышленные предприятия, ТЭЦ, крупные и мелкие отопительные системы), загрязняющие атмосферу в относительно ограниченных районах, и передвижные (транспорт), выбросы которых распространяются на значительно большие пространства.
Наиболее распространенным источником бенз(а)пирена выступает 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.
Бенз(а)пирен – наиболее стойкий, сильный и при этом широко распространенный канцероген среди ПАУ, является веществом первого класса опасности, изменения, вызываемые им в организме, необратимы и восстановлению не подлежат.
В свободном состоянии бенз(а)пирен может находиться лишь в ничтожно малых количествах. В воздухе он преимущественно связан с твердыми частицами атмосферной пыли. Твердые частицы, содержащие бенз(а)пирен, довольно быстро осаждаются из воздуха, и переходят в почву, растения, почвенные воды и водоемы. В связи с этим, концентрация бенз(а)пирена в атмосферном воздухе очень динамична и зависит не только от интенсивности выброса его из источника загрязнения, но и от метеорологических условий.
Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами, не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. В связи с особым комплексом физических, физико-химических и химических свойств верхних гумусовых горизонтов почвы именно в них наблюдается максимальное содержание бенз(а)пирена. Скорость продвижения бенз(а)пирена в почве зависит от ее свойств и соотношения бенз(а)пирена, воздуха и воды.
При попадании бенз(а)пирена в почву изменяется весь комплекс свойств, характеризующих ее плодородие: ухудшается водно-воздушный режим, резко снижается содержание подвижных соединений азота и фосфора, развивается солонцовый процесс. Попадая в почву, бенз(а)пирен опускается вертикально вниз под влиянием гравитационных сил и распространяется вширь под действием поверхностных и капиллярных сил. Такое проникновение приводит к нарушению сложившегося геохимического баланса в экосистеме.
Почвы, загрязненные бенз(а)пиреном, характеризуются деградацией ряда свойств и процессов, участвующих в разрушении попадающих в почву токсикантов: уменьшается кислотность почвенного раствора, резко изменяется интенсивность окислительно-восстановительных ферментативных реакций, происходит угнетение почвенных микроорганизмов, снижение биологической продуктивности почвы.
Разработаны нормативы по содержанию бенз(а)пирена в почвах. Нормативно установленная предельно-допустимая концентрация бенз(а)пирена в почвах (в том числе в Ростовской области) составляет 0,02 мг/кг согласно ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве».
Исследования различных аспектов загрязнения почв бенз(а)пиреном являются на сегодняшний день одними из приоритетных направлений почвоведения, экологии почв и окружающей среды. Контроль содержания бенз(а)пирена в почвах осуществляется в ходе проведения мониторинга почв, а также при контроле загрязнения почв, в том числе в рамках контрольно-надзорных мероприятий на землях сельскохозяйственного назначения.
Специалистами ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора» в рамках государственного задания «Исследование почв на содержание опасных химических веществ, патогенов, экопатогенов. Лабораторные исследования загрязнения почв» производится отбор почвенных проб с последующим их исследованием на содержание различных загрязняющих веществ, в том числе и бенз(а)пирена, и оценкой соответствия почв показателям качества и безопасности.
(Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений и агрохимии ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора»).