Канцерогени. Їх вплив на живі організми та здоров’я людини

Канцерогеном (фізичним, хімічним або вірусним) називають агент, що може викликати або прискорювати розвиток новоутворення, незалежно від механізму (або механізмів) його дії або ступеню специфічності ефекту. Канцероген – це агент, що в силу своїх фізичних або хімічних властивостей може викликати незворотну зміну або пошкодження у тих частинах генетичного апарату, які здійснюють гомеостатичний контроль над соматичними клітинами”.

На сьогоднішній день канцерогенами називають речовини, які сприяють утворенню та розвитку ракових захворювань. При чому, канцерогенез напряму пов’язують з антропогенезом (діяльністю людини). Але це не зовсім так, оскільки до канцерогенів відносять також фізичні впливи: іонізуюча та неіонізуюча радіація, наприклад, сонячне випромінювання (яке не можна віднести до антропогенної діяльності). Також канцерогенну дію мають біологічні агенти, до яких належать різноманітні віруси.

За походженням канцерогени можна класифікувати на антропогенні (породжені діяльністю людини) та природні (відомими прикладами природних канцерогенів є ізопрен – основна складова природних каучуків та терпени з хвої).

  Канцерогеном називають хімічну сполуку або фізичний агент, які здатні викликати розвиток новоутворень (доброякісні та злоякісні пухлини) при дії на живу тканину або сприяти їх виникненню. Виділяють канцерогени абіогенного та біогенного походження.

   До абіогенних відносяться хімічні сполуки (бензидин, азбест, вінілхлорид, миш’як, сажі, смоли, важкі метали тощо), іонізуюча радіація. Серед даної групи онкогенних чинників найбільшу небезпеку становлять хімічні канцерогенні речовини, які потрапляють до організму людини різними шляхами: через повітря (наприклад, при вдиханні пилу із “синього” і “коричневого” азбесту, який містить над гострі мікро голочки, що легко проникають у тканину альвеол, спричинюючи різні пошкодження аж до раку легень), травний канал (у тому числі з водою та харчовими продуктами, до яких потрапляють різні хімічні сполуки внаслідок агропромислового забруднення ґрунтів), через забруднення шкіри (ще у 1775 р. П. Потт описав рак сажотрусів, який виникає внаслідок потрапляння на шкіру канцерогенних продуктів горіння палива). Виділяють антропогенні (техногенні) та природні (вулканічна діяльність) джерела утворення абіогенних канцерогенів.

   Біогенні канцерогени можуть утворювати мікроорганізми, нижчі і вищі рослини, теплокровні тварини і людина. Виділяють три джерела походження даних канцерогенів: 1) утворення продуктів метаболізму, бластогенних та інших продуктів розпаду рослин; 2) синтез із попередників сполук, що зумовлюють розвиток пухлин у тих чи інших мікроорганізмів; 3) синтез канцерогенів внаслідок геохімічної діяльності живих організмів.

   Прикладом першого джерела походження біогенних мікроорганізмів можуть служити продукти метаболізму нижчих грибів та рослин (афлактоксини, карагінін), нірозолідинові алкалоїди тощо.

   Друге джерело — синтез ароматичного вуглеводню бензпірену, який виявлено у окремих квіткових рослинах, хлорелі та бактеріях, утворення нітросполук у деяких рослинах внаслідок внесення в ґрунт великих доз добрив чи зберігання рослинних продуктів, що містять нітрати (нітрити).

   Прикладом третього джерела є діяльність літотрофних мікроорганізмів, які руйнують гірські породи та мінерали і призводять до збільшення в середовищі кадмію, кобальту, миш’яку та інших елементів.

   Накопичення канцерогенів у рибах, молюсках тощо визначає можливість їх поширення по харчових ланцюгах тварин і людини. Це означає, що в індустріально розвинутих зі значним забрудненням навколишнього середовища відходами промисловості, пестицидами, нітратами, радіонуклідами захворюваність на злоякісні пухлини щороку зростає.

   Кількість хворих на злоякісні пухлини в Україні на кінець 1992 р. складала 697 тис. 680 осіб (169,8 на 10 тис. населення). Кількість хворих на рак збільшується на 1,5% — 4% за рік залежно від регіональних особливостей.

За хімічною структурою канцерогенні речовини належать до різноманітних класів неорганічних та органічних сполук, вони відносяться до: 1) поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ); ароматичних азосполук; 3) ароматичних аміносполук; 4) нітрозосполук та нітрамінів; 5)металів, металоїдів та неорганічних солей (найвідоміші нам канцерогени цієї групи – сполуки ртуті).

За пріоритетністю небезпеки було виокремлено три основних класи відомих на сьогодні канцерогенів. Перший - це група поліциклічних хроматичних вуглеводнів, найвідомішим представником яких є бензопірен. Другий - клас нітрозаміни і третій - важкі метали. Сюди ж ще можна віднести азбести (які отримують пріоритет через поширеність використання, особливо в будівництві) та діоксини, є продуктом термічної переробки органічної сировини чи продуктом хлорування під дією високих температур.

За впливом на геном людини канцерогени поділяють на генотоксичні, які руйнують та змінюють діяльність клітинного ядра, таким чином перебудовуючи генетичний код, та негенотоксичні, які впливають тільки на фізіологічні процеси, але так само викликають ракові захворювання. До того ж слід врахувати, що в довкіллі поряд із канцерогенними існують і інші токсичні речовини, які виконують роль своєрідних модифікаторів того чи іншого канцерогену. Отож слід враховувати комплексність дії біологічних, фізичних, хімічних чинників на організм людини в навколишньому її середовищі. А сьогодні дедалі переконливіше говорять і про необхідність врахування чинників психологічних. Благополуччя і рівновага в організмі залежить від стану систем, які покликані оберігати здоров`я організму - імунної, ендокринної, біохімічної.   Профілактика онкозахворювань полягає в покращенні внутрішнього і зовнішнього середовища людини з метою виключення чи зменшення впливу на організм несприятливого чинника чи групи чинників та збільшення опірності до дії канцерогенів різної природи чи зниження чутливості до них.

47.                Методи очищення неоднорідних середовищ від твердих частинок.

Неоднорідними, або гетерогенними, називають системи, що складаються з двох фаз. При цьому одна з фаз е суцільною (дисперсійне середовище), а інша - дисперсна, що розподілена в першій в подрібненому стані у вигляді краплин, пузирьків, дрібних твердих частинок і т.д.

В залежності від фізичного стану фаз розрізняють наступні бінарні гетерогенні системи: суспензії, емульсії, піни, пили, дими і тумани.

Перехід суцільної фази в дисперсну називають інверсією фаз. Системи, що мають частинки різних розмірів називають полідисперсними.

Системи в яких всі частинки близькі за розмірами називають монодисперсними

Процеси пов'язані з розділами неоднорідних сумішей, грають велику роль в хімічній технології при підготовці сировини і очищенні готової продукції, при очистці стічних вод і газів, а також при виділенні з них цінних компонентів.

Використовують наступні основні методи розділення:

1) осадження під дією сил тяжіння;

2) розділення в полі відцентрових сил;

3) електроочищення газів;

4) фільтрація газів та рідин;

         5) вологе очищення газів.

В процесах осадження  під дією сили тяжіння зависла частинка переміщується в рідині (газі) під дією різних сил. На частинку діють: сила тяжіння G, сила виштовхування (Архімедова сила) A,сила тертя S.

Осадження під дією центробіжної сили використовують для розділення пилу, суспензій і емульсій. Для здійснення цього процесу до частинок, що осаджуються необхідно прикласти відцентрові сили, що досягається введенням розділюючого потоку в поле відцентрових сил.

Для створення поля вихрових сил в техніці використовують два метода:

 1) забезпечують обертальний рух потоку рідини (газу) в нерухомому апараті. В цьому випадку відбувається циклонний процес.

2) потік направляють в апарат ,що обертається, де продукти, що обробляються обертаються разом з  аратом. В цьому випадку відбувається відстійне| центрифугування.

Фізична суть процесу осадження під дією відцентрової сили полягає в тому ,що в потоці ,що обертається на завислу частинку діє відцентрова сила ,що направляє її до периферії від центра по радіусу зі швидкістю, рівній швидкості осадження, та колова швидкість потоку, що несе частинку. Частинка рухається з результуючою і осаджується на стінках апарату. Процес осадження відбувається під дією відцентрової сили .

Осадження під дією центробіжної сили значно ефективніше відстоювання під дією сили тяжіння. Але і при цьому процесі в багатьох випадках не досягається чітке розділення неоднорідних сумішей. Більш високу ступінь розділення забезпечують процеси осадження під дією електричного поля або фільтрування.

Дія електричного поля на заряджену частинку визначається в значній мірі величиною її електричного заряду. При електроосадженні частинкам невеликих розмірів удається надати значний електричний заряд і завдяки цьому здійснити процес осадження дуже малих частинок, котрий неможливо провести під дією сили тяжіння або центр обіжної сили.

Фізична суть електроосадження складається в наступному. Газовий потік, що містить завислі частинки, попередньо іонізують. Завислі в газі частинки набувають при цьому електричного заряду. При проходженні іонізованого потоку газу в електричному полі між двома електродами заряджені частинки під дією електричного поля переміщуються до протилежно заряджених електродів і осаджуються на них.

Швидкість руху завислих частинок, що отримали заряд, мала; вона залежить від розмірів частинок і гідравлічного опору газового середовища.

Звичайно швидкості електроосадження коливаються в межах від декількох сантиметрів до декількох десятків сантиметрів в секунду.

Процесом фільтрування називають розділення суспензій або пилу за допомогою пористої перетинки - фільтру, що може затримувати завислі частинки, що знаходяться в рідині або газі.

Перевагою фільтрування над осадженням є те, що воно може забезпечити майже повну очистку рідини або газу від завислих частинок.Рушійною силою процесу фільтрування є різниця тисків перед фільтром і після нього. Інколи ця різниця створюється і відцентровими силами. Відповідно розрізняють фільтрування під дією перепаду тиску і відцентрове фільтрування.

Процес мокрого пиловловлювання заснований на контакті запилено­го газового потоку з рідиною, осадженні частинок пилу на поверхню рідини  (краплин чи плівки) і винесенні їх з апарату у вигляді шламу. Осадження частинок пилу на рідину проходить під дією сил інерції та броунівського руху.

Сили інерції діють на частинки пилу і краплини рідини при їх зближенні. Ці сили залежать від маси краплин і частинок а також від швидкості їх руху. Частинки пилу малого розміру (менше 1 мкм) не мають достатньої кінетичної енергії, тому при зближенні обминають краплини і не вловлюються рідиною. Броунівський рух характерний для частинок малого розміру. Для досягнення високої ефективності очищення газів від частинок домішок за рахунок броунівського руху необ­хідно зменшити швидкість руху газового потоку в апараті.