Látky poškozující životní prostředí Toxikologie
Ing. Lucie Kochánková, Ph.D.
Freony látky ohrožující ozonovou vrstvu (chlorofluorocarbons – CFC) obchodní označení firmy DuPont od 30. let jako nekorozivní a netoxické náplně chladniček, chladicích zařízení, od 40. let výroba sprejů, polární rozpouštědla, hasiva odvozeny od jednoduchých alkanů: především methanu a ethanu - úplně halogenované uhlovodíky - tvrdé freony, - alespoň jeden vodík - měkké freony, - pokud v molekule brom – halony chemicky inertní, nehořlavé, toxicita většinou nízká, ale perzistentní a ničí ozonovou vrstvu 2
Freony v atmosféře jsou stálé -> stoupají do výšek, působením UV záření rozklad na radikály, l<220nm
iniciace CF2Cl2 ----------> CF2Cl + Cl propagace Cl + O3 ---------> ClO + O2 ClO + O3 --------> Cl + 2O2 terminace
3
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 4
Skleníkové plyny • prosinci roku 1997 v Kjótu - Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu • kontrolní období až do roku 2020 - 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), fluorid dusitý (NF3) • vyjádřených ve formě ekvivalentu CO2 (tzv. uhlíkový ekvivalent) • CO2 = 1, CH4 = 21, N2O = 310, SF6 = 23900, NF3 = 17000 5
Pařížská klimatická dohoda • v prosinci 2015 v Paříži přijata smlouva na ochranu klimatu – od roku 2020
• 4.11.2016 - dohodu ratifikovalo celkem 97 zemí = 70 % všech na světě vyprodukovaných emisí – JE TEDY PLATNÁ • signatáři: např. Kanada, USA, Mexiko, Brazílie, Argentina, Čína, Indie, Indonésie, JAR, Evropská Unie • dosud ne: např. Japonsko, Rusko, Itálie, Austrálie, Velká Británie.
6
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) 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
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) - DDT je účinný insekticid na široké spektrum hmyzu s vysokým účinkem na komáry rodu Anopheles přenášející malárii kontaktní požerový nervový jed 10
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 11
HCH - hexachlorcyklohexan 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 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 12
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 13
Průmyslové chemikálie PCB – polychlorované bifenyly • 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 14
Polychlorované bifenyly • 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 15
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) 16
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
17
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 18
Nechtěné produkty + PCB snižuje se hmotnost, zpomaluje růst a vývoj, snižuje pohyblivost, zvyšuje 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 1) 19
