Полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ)
Полицикличните ароматни въглеводороди (ПАВ) са широко разпространени в околната среда. Образуват се при горенето и се намират в много природни продукти. Представители на тази група съединения се намират в изгорелите газове на двигателите, продуктите от горенето на пещи и отоплителни инсталации, тютюневия и димния дим. Полицикличните ароматни въглеводороди присъстват във въздуха, почвата и водата.
Замърсяването на почвата с един от ПАВ, бензо(а)пирен, е индикатор за общо замърсяване на околната среда поради нарастващото замърсяване на въздуха.
Натрупаният в почвата бенз(а)пирен може да премине от корените в растенията, т.е. растенията се замърсяват не само с прах, отложен от въздуха, но и чрез почвата. Концентрацията му в почвата на различните страни варира от 0,5 до 1 000 000 мкг/кг.
Установени са различни концентрации на бензо(а)пирен във водите в зависимост от замърсяването: в подземни води - 1-10 µg/l, в речни и езерни 10-25 µg/l, в повърхностни води - 25-100 µg/l.
ПАВ са изключително устойчиви във всякаква среда и при системно образуване има опасност от натрупването им в природни обекти. В момента 200 представителя на канцерогенните въглеводороди, включително техните производни, принадлежат към най-голямата група известни канцерогени, наброяваща повече от 1000 съединения.
Според канцерогенността полицикличните ароматни въглеводороди се разделят на основни групи:
1 -най-активните канцерогени- бенз (а) пирен (bp), дибенз (а, з) антрацен, дибенз (а, i) пирен;
2 -умерено активни канцерогени- бензо(h)флуорантен;
3 -по-малко активни канцерогени- бенз (е) пирен, бензо (а) антроцен, дибенз (а, в) антрацен, хризен и др.
Бенз (а) пиренът навлиза в човешкото тяло не само отвъноколната среда, но и с такива хранителни продукти, в които досега не се предполага наличието на канцерогенни въглеводороди. Съдържа се в хляба, зеленчуците, плодовете, растителните масла, както и в печеното кафе, пушените меса и месните продукти, печени на дървени въглища.
Условията на топлинна обработка на хранителните продукти оказват голямо влияние върху натрупването на BP. В изгорялата кора на хляба е установено BP до 0,5 µg/kg, в изгорялата бисквита - до 0,75 µg/kg. Домашно опушените продукти могат да съдържат BP над 50 µg/kg. Образуването на канцерогенни въглеводороди може да се намали чрез подходяща топлинна обработка.
Силно замърсяване на продуктите с полициклични ароматни въглеводороди се наблюдава при обработката им с дим.
Плодовете и зеленчуците на бензо(а)пирен съдържат средно 0,2-150 µg/kg сухо вещество. Измиването премахва заедно с праха до 20% полициклични ароматни въглеводороди. Малка част от въглеводородите се съдържат в плодовете. Ябълките от непромишлени райони съдържат 0,2-0,5 µg/kg бензо(а)пирен, в близост до пътища с интензивен трафик - до 10 µg/kg.
Полимерните опаковъчни материали могат да играят важна роля при замърсяването на храните с PAH, особено когато продуктите съдържат елуенти (вещества, екстрахирани с разтворител). Например млечната мазнина е ефективен PAH елуент, който извлича до 95% от BP от парафиново-хартиени торби или чаши.
С храна възрастен получава 0,006 mg BP годишно. В райони, силно замърсени с ПАВ, тази доза се увеличава с фактор 3 или повече. Приема се, че за човек с телесно тегло 60 kg DSD на BP трябва да бъде не повече от 0,24 μg. ПДК за BP в атмосферния въздух е 0,1 µg/100 m 3, във водата на резервоарите - 0,005 mg/l, в почвата - 0,2 mg/kg.
При поглъщане полицикличните въглеводороди образуват ензимно епоксидно съединение, което реагира с гуанин, което пречи на синтеза на ДНК, причинява увреждане или води до мутации, които допринасят за развитието на ракови заболявания, включително ракови заболявания като карциноми и саркоми.
Като се има предвид, че почти половината от всички злокачествени тумори при хората са локализирани в стомашно-чревния тракт, отрицателната роля на хранителните продукти, замърсени с канцерогени, не може да бъде надценена. За да се сведе до минимум съдържанието на канцерогени в храните, основните усилия трябва да бъдат насочени към създаването на такива технологични методи за съхранение и обработка на хранителни суровини, които да предотвратят образуването на канцерогени в храните или да изключат замърсяването им.
Хлорирани въглеводороди
От 70-те години на миналия век проблемът за замърсяването на околната среда с алкилхлориди - хлорсъдържащи въглеводороди става актуален. Хлорираните алкани и алкените се използват особено често като разтворители или като материали за редица синтези. Поради относително ниските точки на кипене (40-87 °C) и по-високата разтворимост във вода в сравнение с полицикличните ароматни въглеводороди (около 1 g/l при 25 °C), алкил хлоридите са широко разпространени в околната среда. Особено летливите съединения могат дори да проникнат през бетонните стени на канализационните системи, като по този начин навлязат в подпочвените води. Тъй като хлороалканите и хлоралкените са повече липофилни, отколкото хидрофилни, те се натрупват в телесните мазнини. Това предопределя натрупването им в отделни звена на хранителната верига.
Тези вещества се разделят на две групи според ефекта им върху човешкия черен дроб:
1) съединения, които имат силен ефект върхучерен дроб - въглероден тетрахлорид, 1,1,2-трихлорометан, 1,2-дихлороетан;
2) съединения, които имат по-малко силен ефект върху черния дроб - трихлоретилен, дихлорометан.
От групата на хлорираните въглеводороди, които имат силен ефект върху черния дроб, трябва да се разграничи тетрахлорметанът, който се използва главно за синтеза на флуорохлорвъглеводороди. Освен това се използва като разтворител на мазнини. Изчислено е, че 5 до 10% от целия произведен въглероден тетрахлорид се освобождава в околната среда.
Сред хлорираните въглеводороди, които имат известен токсичен ефект върху черния дроб, е трихлоретиленът. Около 90-100% от целия произведен трихлоретилен попада в околната среда, основната част - във въздуха, останалата част - в твърдите отпадъци и канализацията.
Токсичният ефект на трихлоретилена върху хората се дължи на неговите метаболитни трансформации. Под действието на монооксигеназата трихлоретиленът се превръща в епоксидно съединение, което спонтанно се превръща в трихлороацеталдехид, който реагира с ДНК и образува промутагенни вещества. При системно излагане на такива хлорвъглеводороди може да се наблюдава увреждане на централната нервна система.
За цялото количество вещества от тази група са приети максимално допустими концентрации на хлорвъглеводороди - само разтворители.
Някои хлоровъглеводороди намират приложение като пестициди, като ДДТ и линдан.