Наиболее опасными мутагенами, образующимися при сжигании угля, газа, нефти, производствах химической, нефтехимической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, являются вещества группы ПАУ (полициклические ароматические углеводороды) и, в особенности, диоксины. Оба названия собирательные. Группа ПАУ объединяет десятки веществ с тремя и более бензольными кольцами. Группа диоксинов объединяет сотни веществ, содержащих гетероциклическую структуру с атомом хлора в качестве заместителей. Многие из ПАУ являются мутагенами, например, бенз(а)пирен. Адсорбируясь на частичках сажи ПАУ уносятся за многие сотни километров от зон выбросов (например, горящие леса, свалки, газовые факелы и т.д.). В комнате, наполненной дымом, ПАУ примерно в 100 раз больше, чем в городском воздухе. Прослеживается чёткая зависимость числа заболевания раком лёгкого с годами курения. Показано, что возникновение раковых заболеваний происходит при введении бензо(а)пирена с пищей, а также при контакте с кожей. В атмосфере ПАУ довольно устойчивы. Их постепенная трансформация происходит при взаимодействии с озоном и диоксидом азота (продукты – нитробенз(а)пирены обладают высокой мутагенностью).
"Грязной дюжиной" называют 12 токсических хлорорганических веществ. В эту группу входят ДДТ (см. далее) и три группы веществ, объединённых по качеству сходства их токсических свойств – политоксичности. Эта группа носит название – диоксины. Длительное воздействие диоксинов на организм в ничтожных концентрациях приводит к росту онкологических заболеваний, гибели плода в матке, врождённым порокам развития, потере иммунитета. Это дало основание назвать токсикацию диоксинами – химическим СПИДом. Недавно выявлено ещё одно действие диоксина – он приводит к фертильности (потеря оплодотворяющей способности) мужской спермы. Самая лёгкая форма поражения человека диоксинами – потеря способности к длительным физическим и умственным усилиям. Выброс диоксинов происходит в основном на мусоросжигательных заводах, где сжигаются пластиковые изделия. Для уменьшения выбросов диоксина мусор сортируют, пластик отбрасывают.
Другие источники ПАУ и диоксинов – ТЭЦ и лесные пожары. Осуществление программы строительства мусоросжигательных заводов в Татарстане может привести к быстрому росту загрязнения диоксином республики. Путешествуют диоксины, как и ПАУ на частичках сажи. Разрушаются в основном под действием Уф лучей. Диоксины взаимодействуют с ДНК непосредственно и косвенно. Образуя комплекс с ферментом монооксигеназой, диоксины меняют свойства фермента. Активируется окисление, идущее с образованием свободных радикалов – сильных мутагенов. Основная масса диоксина попадает в организм с пищей [Фёдоров Л.А., 1993; Юфит С.С., 1996].
Весьма опасными загрязнителями окружающей среды являются нитросоединения: окиси азота, нитраты, нитриты, нитрозамины и др. Все они в различной степени являются мутагенами. Но наиболее опасны в мутагенном отношении нитрозамины. Нитраты с пищей попадают в желудочно-кишечный тракт человека и превращаются там в нитриты. Последние вступают в реакцию со вторичными аминами пищевых масс, образуя нитрозамины. Нитриты и нитрозамины могут образовываться в сельскохозяйственных продуктах во время их хранения. Даже хранение в холодильнике не защищает от образования нитритов. Наиболее существенным источником нитратов являются минеральные и органические удобрения. Нитраты дают значительную добавку в весе овощей и фруктов. Погоня за лишним весом приводит к тому, что при подкорме сельскохозяйственных культур используется значительный избыток удобрений. Это приводит к накоплению нитратов в зерне, овощах и фруктах в количествах опасных для здоровья. Употребление их может привести к нарушению нормальной работы наследственного аппарата клеток. Нитросоединения опасны ещё и тем, что приводят к образованию метгемоглобина. В процессе его образования происходит генерация активных форм кислорода, которые также являются опасными мутагенами.
В 1960-1970 гг. у детей некоторых фермеров в США была обнаружена метгемоглобинемия. Причину заболевания долго не могли выяснить, пока случайно не связали три факта. Во-первых, известно, что нитросоединения вызывают образование метгемоглобина. Во-вторых, все заболевшие дети были из фермерских хозяйств, где использовали в больших количествах азотные удобрения. И, наконец, в овощах, которыми питались дети выявлено большое количество нитратов.
Несколько слов о неорганических токсинах. В связи с разработкой дешёвых и точных методов анализа в последнее время стали особенно интенсивно изучаться токсические эффекты 13 металлов, токсичных во всех своих водо-, щелочно- и кислоторастворимых соединениях (Be, Al, Cr, As, Se, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Hg, Te, Pb). Многие из них оказались мутагенами. Все они продукты промышленного производства. Эту группу токсинов возглавляет “ мрачная тройка “ – Pb, Cd, Hg. Когда в рекламе водоочистителей сообщают об эффективном удалении из воды тяжёлых металлов, имеются в виду ионы этой тройки. Постановка Pb на первое место в этой тройке не случайна. История его применения самая древняя: сурик, свинцовые белила, глазури, водопровод древнего Рима, электрические кабели, свинцовые аккумуляторы, лаки, спички. пластмассы, хрусталь и многое другое.
Многие из вас слышали передачи по телевизору, в которых призывали “ не держите долго в хрустальной посуде воду, вино, т.к. свинец, используемый при изготовлении хрусталя, может перейти в содержимое вашего бокала.
Ежегодно, содержание Pb в воздухе увеличивается на 5%, удвоение происходит за 14 лет. Недавно учёные США пришли к заключению, что токсикация Pb – причина агрессивного поведения школьников и снижение их способности к обучению. Pb попадает в организм человека в основном с растительной пищей. Меньше всего Pb в бобовых, больше всего в кабачках. Меньше Pb попадает в организм с водой. Источник – сплавы, используемые при соединении водопроводных труб. В последнее время выявлен мутагенный эффект соединений свинца [Уэр.Дж., 1993].
Химический символ кадмия – Cd курильщикам можно читать как аббревиатуру английского Cancer disease – раковое заболевание. Оксид кадмия, поступающий в альвеолы из табачного дыма индуцирует мутации ДНК клеток лёгких. Табак – растение, в наибольшей мере аккумулирующее соли Cd из почвы. Наиболее серьёзные последствия Cd-токсикации – почечная недостаточность. Cd поступает в воздух при сжигании угля, нефти, в почву с минеральными удобрениями [Ершов Ю.А., Плетнёва Т.В., 1989].
В настоящее время мы часто слышим по радио, видим по телевидению, узнаем из газет, что в том или ином районе России, в городе, школе, фабрике обнаружен очаг загрязнения ртутью. Срочно эвакуируются люди, и производится сбор ртути с последующей специальной обработкой очага. Это действительно необходимо. Металлическая ртуть, помимо общетоксического действия, вызывает значительные нарушения нормальной деятельности генетического аппарата. Особенно опасны органические соединения ртути. Ртуть обладает способностью накапливаться в организмах рыб и моллюсков. Коэффициент накопления может достигать 300 (т.е. в организме ртути может оказаться в 300 раз больше, чем в морской воде). В последнее время значительно возрасла концентрация ртути в Балтийском море (его иронически называют “кухонный таз Европы”). Туда практически сбрасывают отходы вся Европа. Из-за медленной биологической инактивации вредных веществ в Балтийском море ртутные соединения и пестициды накапливаются в рыбе и ещё больше в птицах, которые едят её. Это привело к гибели красивой птицы – балтийского пеликана. Швеция, Финляндия и Дания запретили своим судам ловить рыбу в большинстве районов Балтийского моря [20? 21]. Ртуть поступает во внешнюю среду в количестве более чем 10 тыс. тонн в год.
Во Франции, с 2000 года планируется полностью запретить пользоваться в больницах и быту градусники содержащие ртуть. Они будут полностью заменены на электрические, химические и другие виды приборов способных мгновенно показывать температуру любых участков тела.
Винилхлорид, используемый для производства пластических упаковок и изоляционного материала на протяжение 45 лет, вызывает в соматических клетках рабочих на химических производствах повреждения хромосом.
Особо следует обратить внимание на обнаруженную в последнее время мутагенность асбестовой пыли. Этот широко используемый строительный материал способен вызывать рак лёгких. Это послужило основанием для некоторых фирм США снести здания, при строительстве которых использовался асбест.