Владимир Базылев - Основы общей и экологической токсикологии

Разлив нефти оказывает непосредственное или косвенное влияние на экономику коммерческого промысла раковинных животных и рыбы. Морская рыба, если она больна или загрязнена нефтью, становится нетоварным продуктом, к тому же ее уловы могут вовсе прекратиться в связи с уходом рыбы из обычных мест обитания.

В странах, где рыба является основным источником белкового питания людей, таких как Португалия или острова Дальнего Востока, снижение ее запасов отрицательно сказывается на здоровье значительной части населения.

Содержание нитратных ионов в природных водах связано с внутриводоемными процессами нитрификации аммонийных ионов в присутствии кислорода под действием нитрифицирующих бактерий. Поэтому увеличение концентрации нитратов наблюдается в летнее время в периоды массового отмирания фитопланктона и высокой активности нитрификаторов. Другим важным источником обогащения поверхностных вод нитратами являются атмосферные осадки, которые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах оксиды азота, превращающиеся затем в азотную или азотистую кислоты.

Большое количество нитратов поступает в водные объекты с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, особенно после биологической очистки, когда концентрация нитратов достигает 50 мг/дм 3. Кроме того, нитраты попадают в поверхностные воды со стоком с орошаемых полей, на которых применяются азотные удобрения.

Повышенное содержание нитратов указывает на ухудшение санитарного состояния водного объекта. Амплитуда сезонных колебаний концентраций может служить одним из показателей эвтрофирования водного объекта и степени его загрязнения органическими азотсодержащими веществами, поступающими с хозяйственно-бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.

Присутствие нитритов в незагрязненных природных водах связано, главным образом, с процессами разложения органических веществ и нитрификации. Аммонийные ионы под действием особого вида бактерий окисляются до нитритных ионов:

При достаточной концентрации кислорода процесс окисления идет дальше под действием других бактерий, и нитриты окисляются до нитратов. Поэтому нитриты в заметных концентрациях обнаруживаются при дефиците кислорода.

Нитриты – неустойчивые соединения природных вод. Поэтому при благоприятных для их окисления условиях, характерных для поверхностных вод, они встречаются в незначительных концентрациях (сотые и даже тысячные доли миллиграммав1дм 3).

Растворимые соединения азота способствуют зарастанию водных объектов в результате процесса эвтрофирования. Кроме того, попадая в питьевую воду, они могут служить источником токсического действия на людей. Проникая вместе с пищей в слюну и тонкий кишечник, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозил-ионы:

Нитрозил-ионы могут окислять железо (II) в гемоглобине до железа (III), что препятствует связыванию кислорода гемоглобином при образовании координационной связи между железом и кислородом:

В результате возникают симптомы кислородного голодания, приводящего к цианозу (посинение кожных покровов периферических частей тела). При переходе 60 – 80 % железа (II) гемоглобина в железо (III) наступает смерть. Особенно чувствительны к нитрозил-ионам грудные младенцы в первые недели своей жизни. У них недостаточно проявляется деятельность гемоглобинредуктазы, восстанавливающей железо (III) в железо (II). У взрослых этот процесс идет активнее, и в результате организм не так остро реагирует на присутствие нитратов и нитритов. Тем не менее взрослые также должны избегать чрезмерных количеств нитратов и нитритов. Нитриты расширяют сосуды и образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту, обладающую мутагенным действием. Кроме того, нитриты в кислой среде образуют в желудке вместе с органическими аминами из растительной и животной пищи нитрозоамины, обладающие мутагенным действием.

В недалеком прошлом загрязнение питьевой воды нитратами происходило в колодцах или иных источниках, расположенных в сельской местности. Неудачно построенные источники питьевой воды могли загрязняться от близко расположенных сточных ям или мест хранения удобрений, откуда в них попадали нитраты во время дождей или разведении смесей для удобрений.

Вода, содержащая более 10 мг/дм 3нитратов, непригодна для питья в основном потому, что она токсична для грудных детей. Почему же такая вода токсична только для младенцев? Объяснение связано с тем, что у некоторых из них в желудке не выделяется достаточное количество кислоты, чтобы предотвратить развитие бактерий, трансформирующих нитраты в высокотоксичные нитриты . У отравившихся младенцев возникает метгемоглобинемия – состояние, при котором эритроциты не способны связывать и переносить кислород. Бактерии, превращающие нитраты в нитриты, не могут развиваться в желудке детей более старшего возраста и взрослых, так как их желудки уже выделяют достаточное количество кислоты. По некоторым данным, витамин С в составе томатного или апельсинового соков предотвращает отравление младенцев нитратами, возможно связывая их.

Однако наибольшая степень химической опасности проистекает из превращения в организме нитратов и нитритов в N-нитрозосоединения, прежде всего в N-нитрозоамины – вещества с общим строением:

где R – алкильная; R′ – арильная группы.

Следует учитывать, что значительные количества нитрозоаминов содержатся в копченых и консервированных мясных и рыбных продуктах, т. е. являются составными компонентами обычных продуктов питания.

Теперь уже не вызывает сомнений, что нитрозоамины обладают канцерогенными свойствами, способствуя образованию злокачественных опухолей различной локализации. Так, из 130 изученных представителей нитрозоаминов способность к канцерогенезу установлена примерно у 80 % и доказана у 20 видов животных, включая обезьян. Экстраполяция экспериментальных данных на человека позволила рекомендовать в качестве ориентировочной допустимой дозы нитрозоаминов величину 1 мкг/сут. При этом следует учитывать, что, к примеру, в ряде мясных и рыбных продуктов весьма высок уровень содержания нитрозосоединений. Так, в копченой колбасе диметилнитрозоамин содержится в количестве 25 мкг/кг, в копченой рыбе, обработанной нитратами или нитритами, – до 26 мкг/кг, а в соленой сельди – от 40 до 400 мкг/кг (Опополь Е. В., Добрянская Е. В., 1986).