Látky poškozující životní prostředí

Látky poškozující životní prostředí Toxikologie

Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.

OSN - UNEP OSN - program na ochranu životního prostředí UNEP (United Nations Environment Programme) • založená v roce 1972

• celosvětová kontrola životního prostředí • stanovuje globální agendu v tomto oboru a prosazuje ekologické aspekty udržitelného rozvoje

• výkonný ředitel: Achim Steiner (Brazílie) sídlo: United Nations Avenue, Gigiri, P.O. Box 30552, Nairobi, Keňa 2

Montrealský protokol ničení ozonové vrstvy známo od roku 1969, potom následovaly zákazy: 1978 tvrdé freony ve sprejích v USA, 1980 se přidala Kanada a Norsko  roku 1985 Vídeňská úmluva  její prováděcí předpis roku 1987 Montrealský protokol  5 freonů a 3 halony  dodatky 1990 Londýnský protokol, 1992 Kodaňský - v nich jsou tvrdé zakázány a měkké regulovány  Československo se přidalo až v roce 1990  přes 180 států světa - vyloučení výroby a spotřeby regulovaných látek (96 chemických látek), které podle vědeckých důkazů poškozují ozonovou vrstvu 3

Freony    

látky ohrožující ozonovou vrstvu (chlorofluorocarbons – CFC) obchodní označení firmy DuPont odvozeny od jednoduchých alkanů: methanu a ethanu především chemicky inertní, nehořlavé, toxicita většinou nízká, ale perzistentní a ničí ozonovou vrstvu

 od 30. let jako nekorozivní a netoxické náplně chladniček, chladicích zařízení, od 40. let výroba sprejů, polární rozpouštědla, hasiva označují se kódy: F a trojmístné číslo (první značí počet uhlíků -1, druhé počet vodíků +1, třetí počet fluorů) př. F012 - difluordichlormethan

4

Freony v atmosféře jsou stálé - stoupají do výšek, kde působením UV záření rozklad na radikály, l<220nm

iniciace propagace

CF2Cl2 ----------> CF2Cl + Cl Cl + O3 ---------> ClO + O2 ClO + O3 --------> Cl + 2O2

úplně halogenované uhlovodíky - tvrdé freony, přítomnost alespoň jednoho vodíku - měkké freony, které sice šetrnější k ozonové vrstvě, ale zase skleníkové plyny pokud v molekule brom – halony 5

Kjótský protokol • Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu byl přijat v prosinci roku 1997 v Kjótu • v příloze B jsou kvantifikovány redukční cíle ekonomicky vyspělých států • země Úmluvy se v Protokolu zavázaly do konce prvního kontrolního období (2008-2012) snížit emise skleníkových plynů nejméně o 5,2 % ve srovnání se stavem v roce 1990. • redukce se týkají emisí oxidu uhličitého (CO2), metanu (CH4), oxidu dusného (N2O), hydrogenovaných fluorovodíků (HFCs), polyfluorovodíku (PFCs) a fluoridu sírového (SF6), vyjádřených ve formě ekvivalentu CO2 (tzv. uhlíkový ekvivalent) • v rámci druhého kontrolního období do roku 2020 byla působnost rozšířena o plyn fluorid dusitý (NF3). • CO2 = 1, CH4 = 21, N2O = 310, SF6 = 23900; HFCs a PFCs obsahují různé substance, NF3 = 17000 6

Kjótský protokol http://dialog.ihned.cz/komentare/c1-56245440-bjorn-lomborg-ekologicky-summit-miri-na-spatnyterc

21. 6. 2012 | Ekologický summit míří na špatný terč Nic neilustruje pomýlené priority summitu lépe než oficiální pestrobarevná brožura OSN s názvem "Rio+20". Zelená energie je mnohem dražší a méně efektivní než její alternativy. Přesto literatura k summitu tvrdí, že vzpruží hospodářský růst a vymýtí chudobu. Na každého člověka, který by mohl zemřít v důsledku globálního oteplování, tedy připadá přibližně 210 lidí, kteří zemřou na zdravotní problémy spojené s absencí čisté vody a kanalizace, s dýcháním kouře od domácího spalování špinavých paliv (jako je sušený zvířecí trus) a s dýcháním znečištěného vzduchu venku. Bjorn Lomborg 7

Stockholmská úmluva v květnu 2001 byla ve Stockholmu podepsána Úmluva o persistentních organických polutantech - nejnebezpečnější látky uvolňované člověkem  pesticidy: aldrin, DDT, dieldrin, endrin, heptachlor, chlordan, mirex, toxafen, a a b-hexachlorcyklohexany, lindan, chlordekon, pentachlorbenzen  průmyslové sloučeniny: hexachlorbenzen, polychlorované bifenyly, oktabromdifenyl ether, pentabromdifenyl ether, hexabrombifenyl, perfluoroktansulfonát

 nechtěné produkty vznikající různými procesy: polychlorované dibenzodioxiny (PCDD) a polychlorované dibenzofurany (PCDF) 8

Národní POPs centrum http://www.recetox.muni.cz/index.php?pg=narodni-pops-centrum

9

Pesticidy  chemické prostředky, které se užívají k zamezení ztrát na kulturních plodinách, zásobách potravy a krmiv  anglicky „pest“ - škůdce, latinsky „caedere“ – zabíjet  dezinfekční látky  konzervační látky  přípravky pro regulaci škůdců (pesticidy, repelenty aj.)  podle biologické účinnosti se dělí např. na insekticidy (hmyz), herbicidy (rostliny), fungicidy (houby), rodenticidy (hlodavci) 10

Insekticidy - přípravky a prostředky, které jsou používány k hubení hmyzu

a členovců v domácnostech, zemědělství a potravinářství, komunální hygieně, průmyslové výrobě atp. Řada látek nemá přímý toxický účinek na hmyz, omezují ale jeho škodlivý účinek:  deterenty – inhibují příjem potravy  repelenty – v daném prostředí hmyz odpuzují  atraktanty – díky feromonům lákají do lapačů a pastí  chemosterilizační látky – ke sterilizaci hmyzích samečků  insekticidní preparáty poškozující vývojová stádia hmyzu (viry, bakterie, spory hub…) 11

DDT    

1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorofenyl)ethan (DDT) souvisejícím a stále podceňovaným problémem jsou metabolity DDT: DDD (1-chloro-4-[2,2-dichloro-1-(4-chlorophenyl)ethyl]benzene), DDE (1,1-bis-(4-chlorophenyl)-2,2-dichloroethene)

- tyto látky jsou transportovány potravním řetězcem a představují rovněž významná zdravotní rizika  zkratka DDT vznikla ze starého chybného názvu Dichloro Diphenyl Trichloroethane  DDT je účinný insekticid na široké spektrum hmyzu s vysokým účinkem na komáry rodu Anopheles přenášející malárii  kontaktní požerový nervový jed

12

přeměny DDT

DDT

DDE

DDT

DDD

13

DDT  rozpadový produkt DDT působí jako endokrinní disruptor narušující funkci androgenů (zvýšení výskytu tzv. intersexuálních žab); snížení pohyblivosti spermií a zvýšení výskytu defektních spermií u mužů v závislosti na hladině metabolitů DDT v krvi  dle IARC 2B  draví ptáci – nízká plodnost, zeslabení skořápky, degenerovaná mláďata  během války k ochraně vojáků a civilistů před malárií, tyfem a dalšími nemocemi přenášenými hmyzem 14

HCH 8 izomerů, nejúčinější je g-HCH (lindan)  použití jako DDT + proti roztoči zákožce svrabové Sarcoptes scrabei – HCH je akaricid  účinnost stejná jako DDT, ovšem vyšší toxicita na savce  méně stabilní v ŽP ve srovnání s DDT, přesný mechanismus účinku HCH není znám  lindan je pesticid používaný pro hubení půdního hmyzu a hmyzu požírajícího hospodářské rostliny  k ochraně semen před hmyzem a houbami  účinná látka v šampónech, krémech a roztocích k hubení vší a roztočů 15

působení insekticidů DDT a HCH toxické a letální dávky: DDT 200-500 mg/kg, lindan 5-25 mg/kg  chlorované insekticidy toxické pro CNS,

 akutně příznaky v několika minutách - zvířata jsou bojácná, hypersenzitivní, záškuby mimických svalů, křeče svalů, slinění, pocení, zvýšená tělesná teplota, sténání, v závěru zástava dechu a smrt  lehčí intoxikace: porucha chůze, chvění svalů, hubnutí, u ptáků ovlivněn metabolismus vápníku - slabé vaječné skořápky a nemožnost vysedět potomstvo 16

Aldrin a Dieldrin • z insekticidu aldrinu vzniká za aerobních podmínek činností mikroorganismů, např. rodu Aspergillus a Penicillium, persistentní dieldrin • jedná se o epoxidační transformaci • aldrin i dieldrin jsou za anaerobních podmínek pomalu degradovány na diol či keton

17

Aldrin a Dieldrin  nejohroženější skupinou je vodní hmyz a následně i živočichové živící se hmyzem  smrtelná dávka pro člověka je odhadnuta na 1,5–5 g  dieldrin ovlivňuje centrální nervovou soustavu, způsobuje bolesti hlavy, závratě, podrážděnost, zvracení, svalový třes a křeče  může také poškozovat játra a imunitní systém  vzhledem k tomu, že se ukládá v tucích, jsou nebezpečné i expozice malým dávkám  chronická expozice může vyvolávat podráždění kůže, úbytek hmotnosti, svalový třes a křeče 18

Hexachlorbenzen (HCB)  významnou složkou mnoha pesticidů  používá se především jako fungicid  dále používán při výrobě armádní pyrotechniky, jako tavidlo při výrobě hliníku, při výrobě grafitových elektrod, v gumárenském průmyslu a jako meziprodukt při výrobě barev  vyskytuje se při syntéze látek obsahujících chlor a je znám jako nečistota v různých pesticidech, jako pesticid zakázán v mnoha zemích  přítomný ve všech složkách životního prostředí  největšími antropogenními zdroji HCB jsou v sestupném pořadí: aplikace pesticidů, organické syntézy, procesy spalování paliv (nikoliv doprava), výroba oceli a železa, užívání rozpouštědel, spalování odpadů, slévárenský průmysl  perzistentní se schopností se bioakumulovat  zvyšuje riziko onemocnění rakovinou (dle IARC 2B), ohrožuje vývoj plodu v těle matky, dráždí dýchací cesty a kůži, poškozuje játra, ledviny a štítnou žlázu, CNS 19

Průmyslové chemikálie PCB • transformátory, kondenzátory, přísada ke snížení hořlavosti plastických hmot a kaučuku, mazadla, barvy, laky retardéry hoření • obecně snižují hořlavost materiálů, buď fyzikální cestou, anebo chemickou reakcí, která zastavuje hoření perfluorooktansulfonát

• v elektronických součástkách, hasicích pěnách, hydraulických kapalinách a textilu 20

Polychlorované bifenyly • aromatické chlorované uhlovodíky, 1-10 atomů chloru místo vodíku umožní vznik až 209 kongenerů • nehořlavé, nerozpustné ve vodě, vysoká tepelná kapacita, elektrická nevodivost • rozšíření od 30. let 20. století, u nás výroba v Chemko Strážske v letech 1959-1984 • na světě vyrobeno asi 1,2 milionů tun, z toho asi 30 % uvolněno do prostředí • vyráběny jako technické směsi: u nás obchodní název Delor, Hydelor, Delotherm, ve světě Aroclor (USA), Kanechlor (Japonsko), Clophen (SRN)  dle IARC 1 21

Retardéry hoření oktabromdifenyl ether pentabromdifenyl ether hexabrombifenyl

 v elektronických a elektrických přístrojích, svítidlech, dopravních prostředcích, kabelech, kobercích a bytových textiliích  spalování odpadů obsahujících BFR's (brominated flame retardants) přispívá k tvorbě polybromovaných dioxinů a furanů (PBDD/F´s) s toxickými účinky srovnatelnými s chlorovanými deriváty těchto látek (PCDD/F´s) 22

Perfluorooktansulfonát  PFOS odpuzuje vodu i olej - na ochranu spotřebních produktů  dříve ošetření povrchu koberců, tkanin, kůže a papíru (obaly na pizzu, popcorn), výroba nátěrů a aditiv do nátěrových hmot, výroba čisticích prostředků pro domácí i průmyslové použití a výroba pesticidů a insekticidů  toxický pro savce při subchronických opakovaných dávkách v koncentracích řádu mg/kg/den, a může způsobovat rakovinu jater, prsou, nadledvinek a štítné žlázy,  reprodukční toxicita – mortalita čerstvě narozených mláďat pravděpodobně spojená s nedostatečným vývojem plic a narušením růstu

23

Nechtěné produkty podle chlorace  PCDF 135 izomerů,  PCDD 75 izomerů

nikdy nevyráběny cíleně, ale vznikají při výrobě a spalování chlorovaných látek velmi stabilní, rozklad až při vyšší teplotě než 800 °C, nerozpustné ve vodě, hromadí se v potravinových řetězcích 24

Nechtěné produkty + PCB  snižuje se hmotnost, zpomaluje růst a vývoj, snižuje pohyblivost, spavost  hepatotoxické - vyvolá hormonální nerovnováhu - narušuje se činnost štítné žlázy, kůry nadledvin, pohlavních žláz, klesá tvorba vitaminu A a K,  postižení kůže - hyperkeratóza, chlorakné (tmavé skvrny na kůži),  poruchy reprodukce - zvýšený výskyt potratů, embryonálních úmrtí, snížená porodní hmotnost, atrofie varlat u samců, snížení počtu a pohyblivosti spermií, u ptáků snížení počtu vajec a líhnivosti,  neurotoxické - poruchy chování, paralýza končetin,  respirační poruchy - bronchitidy,  imunotoxické - suprese tvorby protilátek, postižení lymfatické tkáně,  karcinogenní účinky - některé kongenery promotory nádorového bujení (PCB dle IARC 2A) 25