Organické halogenderiváty hrozba pro životní prostředí

Prezentace na téma: "Organické halogenderiváty hrozba pro životní prostředí"— Transkript prezentace:

1 Organické halogenderiváty hrozba pro životní prostředí
Ondřej Kinkor T3 rozcestník

2 Rozcestník Co jsou to halogenderiváty Skupiny halogenderivátů
Použitá literatura

3 Co jsou halogenderiváty
Skupina chemických sloučenin, která obsahuje jeden a více halogenů(chlór, fluor ...) vázaných na alkany(methan, ethan ...). Existují deriváty jak s jedním typem halogenu např.: chlormetan, tak i s více typy halogenu např.: freony(CCl2F2). Dělí se na: Alkylhalogenidy (např.: chlormetan) Arylhalogenidy (např.: chlorbenzen) Reaktivita halogenderivátů stoupá od fluoridů k iodidům. Běžně se nevyskytují a ani nevznikají v přírodě. Názvosloví Systematické - halogen+uhlovodík např.: chlormetan Dvousložkové - např.: methyl chlorid Obecné (triviální) - např.: chloroform

4 Skupiny halogenderivátů
organická rozpouštědla PCB DDT PVC Dioxiny Rozcestník

5 organická rozpouštědla
Největší nebezpečí organických rozpouštědel spočívá v možnost smrtelné otravy i u dítěte nebo dospívajícího, kteří s drogou “jen” experimentují a nemusejí být závislí. Také těkavé látky patří k průchozím drogám, od nichž dospívající často přecházejí k jiným návykovým látkám. Nejjednoduššími významnými chlorovanými uhlovodíky jsou trichlormetan neboli chloroform CHCl3 a tetrachlormetan, nazývaný tetrachlor CCl4. Obě sloučeniny jsou těžké kapaliny s relativně nízkým bodem varu (CHCl3 62 °C a CCl4 77 °C). Obě jsou nehořlavé a při vdechování nejsou toxické. Chloroform má navíc narkotizační účinky a byl v omezeném množství používán i v medicíně pro uspávání pacientů při operacích.

6 Toxicita Podrobné dlouhodobé klinické studie však bohužel ukázaly, že trvalý dlouhodobý styk organizmu s těmito rozpouštědly značně zvyšuje riziko vzniku rakovinného bujení a obě sloučeniny se dostaly do seznamu karcinogenních látek. Na základě této skutečnosti je v současné době velmi silně omezena jak produkce, tak praktické využití těchto organických rozpouštědel. Některá bezprostřední rizika ovlivnění Otrava a někdy i smrt zadušením. Reflexní zástavy srdce (zejména jestliže předcházela tělesná námaha) mohou také končit smrtelně. Nesmyslné nebo nebezpečné jednání pod vlivem drogy. Některá dlouhodobá rizika Rozvoj závislosti. Poruchy paměti. Poruchy krvetvorby. Nemoci jater. Poškození mozku. Celkové chátrání. Kožní nemoci.

7 PCB Polychlorované bifenyly (PCB, PCBs) je skupina látek vznikajících chlorací bifenylu. Zahrnuje celkem 209 kongenerů (příbuzných látek) s alespoň 4 navázanými atomy chlóru. Obecný vzorec je tedy C12H10-xClx, kde x ≥ 4. Z toxikologického hlediska jsou relevantní kongenery se 4-7 atomy chlóru a rovinným uspořádáním molekuly, celkem je jich 12.

8 Toxicita Podrobný toxikologický výzkum postupně odhalil, že zatímco akutní toxicita PCB je nízká, výrazně silnější je jejich účinek coby kumulativních jedů. Za nejvážnější jsou považována karcinogenní rizika, zejména pokud jde o rakovinu slinivky břišní a rakovinu jater. Dále bylo prokázáno, že mají nepříznivý účinek na výkon imunitního systému, poškozují játra a snižují plodnost. Velmi nepříjemným se ukázala jejich perzistence v prostředí, značná odolnost vůči všem druhům rozkladu a velmi špatná vyloučitelnost z organismu. U savců se jako nejúčinější jeví jejich vylučování mlékem, což rozhodně není optimální.

9 DDT DDT je plným názvem dichlordifenyltricholrethan a je to aromatická halogensloučenina. Je jedním z nejstarších a nejznámějších insekticidů. V čisté formě je to bezbarvý nebo bílý krystalický prášek, velmi slabé aromatické vůně, velmi špatně rozpustný ve vodě, zato dobře rozpustný v některých organických rozpouštědlech a v tucích. Insekticid je přípravek určený k hubení hmyzu v jeho různých vývojových stupních. Insekticidy se používají v zemědělství, k ochraně zásob a také v oblasti hygieny. Insekticidy zasahují zejména nervový systém hmyzu, a to dýchcími orgány, při požití a také pouhým kontaktem s tělem hmyzu. Existují také insekticidy na základě bakterií a virů.

10 Informace o DDT Systematický název
1,1,1-trichlor-2,2-bis(p-chlorofenyl)ethan 1,1,1-trichlor-2,2-bis(4-chlorofenyl)ethan 1,1'-(2,2,2-trichlorethyliden)bis(4-chlorbenzen) Racionální název dichlordifenyltricholrethan Triviální název DDT Sumární vzorec C14H9Cl5 Molární hmotnost 354,4901 g/mol Teplota tání 108,5°C Teplota varu 260 °C Hustota 1,56 g/cm3 (20 °C)

11 Historie DDT DDT bylo poprvé syntetizováno již v roce Od druhé světové války bylo DDT používáno v masovém měřítku. Sloužil jako přípravek k hubení škodlivého hmyzu v zemědělství, ale především k lividaci komárů a moskytů v tropických zemích. V roce 1962 vydala ekoložka Rachel Carsonová studii Silent Spring (Tiché jaro). V ní tvrdila, že přítomnost DDT v živočišných tkáních a potravních řetězcích byla zjištěna i v lokalitách daleko vzdálených od míst jeho nasazení. Patrně nejprokazatelnější negativní vliv DDT na životní prostředí byl zaznamenán u dravých ptáků. Hlodavci, kterými se tito dravci převážně živí, hromadí ve svých orgánech DDT z chemicky ošetřených rostlin. V orgánech predátora se pak koncentrace DDT opět několikánásobně zvýší. Výsledkem je nízká plodnost, degenerovaná mláďata a postupné vymírání druhu. Výsledkem studie byl vznik ekologického hnutí (dnes, pro rozlišení od vědeckých ekologů, nazývaného jako ekologistické) a zákaz DDT v USA v roce 1972. Výroba a používání DDT je dnes zakázána ve většině zemí, ale v řadě afrických a asijských zemí se DDT stále používá. Důvodem je, že snížení výskytu malárie, ke kterému prokazatelně dochází vyhubením komárů a moskytů, je natolik významné, že ospravedlňuje nasazení potenciálně nebezpečného DDT, zejména také vzhledem k tomu, že ekonomicky přístupný a srovnatelně účinný insekticid dosud neexistuje.

12 Toxicita DDT DDT je toxické. U laboratorních myší byla zjištěna smrtelná dávka LD50 při podání v potravě 135 mg/kg, u krys 87 mg/kg, u člověka pak 1500 mg/kg. Do organismu může proniknout i pokožkou; Vzhledem k tomu jsou normami kladena velmi přísná kriteria na obsah DDT v potravinách. Např. v EU je stanoven přípustný limit DDT v pitné vodě 0,1 μg/l, zatímco Světová zdravotnická organizace (WHO) požaduje 1 μg/l. USA jsou tolerantnější, limit je tam stanoven na 50 μg/l. Pro vodní živočichy je DDT přes jeho mizivou rozpustnost ve vodě silně jedovaté. Smrtelná koncentrace LC50 kolísá podle druhu ryb v rozmezí od 8 do 100 μg/l při působení po dobu 96 hodin. Pro usmrcení hmyzu stačí nepatrné dávky. U mouchy domácí (Musca domestica) je uváděna hodnota LD50 při 24hodinové expozici přibližně 0,033 µg na jednoho jedince.

13 Výroba DDT

14 PVC Polymer polyvinylchlorid, PVC, patří dodnes k nejrozšířenějším průmyslově výráběným plastickým hmotám. Vyrábí se polymerací nenasyceného chlorovaného uhlovodíku vinylchloridu, (C2H3Cl). Vzniklý produkt se dále barví a plní různými aditivy(látky přidávané v nízké koncentraci do výrobků ke zlepšení nebo upravení jejich vlastností), takže na trh se dostává velmi široká škála plastů s rozdílnými fyzikálním vlastnostmi. Všechny vyráběné druhy PVC se vyznačují dobrou chemickou odolností, jsou velmi špatně hořlavé a tepelně dobře odolné. Vnášením různých pigmentů do hmoty plastu lze připravit rozsáhlou paletu barevných odstínů. Povrch plastu je velmi snadno omyvatelný vodou. Z těchto důvodů se stále hojně používají k výrobě podlahových krytin a bytových textilií. Povrchy domácích zahradních bazénů jsou často pokryty vrstvou PVC, z PVC se vyrábí armarury pro rozvody pitných i odpadních vod.

15 Další využití nalézá PVC v medicíně jako inertní součást různých aparátů (hadičky, tribičky, zásobníky tekutin…), ale jsou z něj např. vyráběny i hračky pro děti. Problém s PVC nastává v okamžiku jeho hoření nebo tepelného rozkladu. Přestože je za normálích okolností téměř nehořlavé, za vysokých teplot (např. při požáru bytu) začíná tepelně degradovat za uvolňování širokého spektra vesměs velmi toxických organických sloučenin (nejznámější je patrně fosgen). I při řízeném spalování se do plynných spalin dostávají atomy chloru, které působí silně korozivně na spalovací aparatury díky vznikajícímu chlorovodíku. Reakcí chloru s aromatickými uhlovodíky dochází ke vzniku zvláště nebezpečných dioxinů (viz dioxiny).

16 Toxicita PVC Polyvinylchlorid - je prokazatelně karcinogenní (rakovinotvorný). Dle zpracování rozlišujeme měkké a tvrdé PVC. Tvrdé PVC většinou obsahuje různé stabilizátory (olovo, kadmium apod.), měkké PVC množství změkčujících prostředků (např. ftaláty), které nejsou chemicky vázány a mohou se dostat do potravin obsahujících tuky, nebo uvolňovat do slin dětí. Ftaláty jsou organické látky, soli kyseliny ftalové. Ftaláty se v lidském organismu ukládají do tukových tkání a hromadí se zde (tzv. bioakumulace). Předpokládá se, že tyto látky mohou působit hormonálně i kancerogenně. Problematická je tedy nejen likvidace PVC, ale již jeho užívání.

17 Dioxiny Dioxiny (Dioxin je nejvíce rakovinotvorná a teratogení známá látka, působící i v nejmenších dávkách) je obecný název pro skupinu toxických polychlorovaných organických heterocyklických sloučenin, odvozených od dibenzo(b,e)(1,4)dioxinu, obsahujícího šestičlenný 1,4-dioxanový cyklus. Většinou se mezi ně řadí i polychlorované deriváty dibenzofuranu. Jako dioxiny je souhrnně označováno 210 chemických látek ze dvou skupin odborně nazývaných polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDDs) a polychlorované dibenzofurany (PCDFs). Protože tyto látky mají rozličnou toxicitu, přepočítává se na tzv. toxický ekvivalent (I-TEQ), který vyjadřuje míru jedovatosti toho kterého dioxinu ve vztahu k tomu nejtoxičtějšímu z nich (2,3,7,8 tetrachlordibenzo-p-dioxin, TCDD).

18 Výroba Vzniká jako vedlejší produkt při výrobě herbicidů, resp. jejich polotovarů jako 2,4,5-trichlorofenolu a 2(2,4,5-trichlorofenoxy)propionové kyseliny. Vytváří se také neúplnou oxidací 1,2-dichlorbenzenu, což je příčinou jeho výskytu v kouřových plynech špatně technologicky řešených spaloven komunálního odpadu, obsahujícího chlorované plasty, především polyvinylchlorid (PVC) Samotné dioxiny se nikdy nikde nevyráběly, ale jsou vedlejšími produkty mnoha procesů moderní společnosti. Mezi nejvýznamnější zdroje vzdušných emisí dioxinů patří spalování uhlí, spalovny odpadů, spalování dřeva konzervovaného pentachlorfenolem a chlórem běleného papíru. Dále vznikají dioxiny při výrobě železa a neželezných kovů, při požárech, hoření kabelů a elektromotorů, při kremacích. Rovněž někdejší užívání tzv. vynašečů přidávaných do olovnatých benzinů, přispělo k celkové dioxinové zátěži. Dioxiny vznikají nejvíce při teplotách °C, proto každá vteřina hoření v tomto teplotním rozmezí je nežádoucí. Naopak 2 sekundy hoření při teplotě 1050°C by každý dioxin měly spolehlivě zneškodnit.

19 Vliv na lidské zdraví Dioxiny a jim podobné látky (především polychlorované bifenyly) se nerozpouštějí ve vodě a po dlouhou dobu přetrvávají v prostředí. Ukládají se v tucích. U lidí poškozují imunitní a hormonální systém, způsobují poruchy metabolismu. U mužů mohou dioxiny poškozovat strukturu varlat či způsobovat zmenšení pohlavních orgánů. Ženy mohou trpět poruchami funkce vaječníků a vážnými onemocněními dělohy. Dioxiny se dostávají placentou i do organismu nenarozených dětí, kojenci je pijí s mateřským mlékem. U dětí dioxiny vedou například k vývojovým vadám a poškozují nervový systém. Každý organismus reaguje na tyto látky různě. Dioxyny také způsobují rakovinová onemocnění (především rakovina jater) a znetvoření u osob, které přišli s dioxinem do kontaktu ve válce (Vietnam) a v továrnách, kde se vyráběly herbicidy, které vytvářely dioxin. Vyvolává také chlórové akné, kožní nemoc, která se objevila v roce 1976 po tragických událostech v Sevesu (I). Mezi prokázala poškození způsobená dioxinem patří i chronická toxicita, která zatěžuje lidský organismus velmi dlouho a sterilita (chřadnutí pohlavních orgánů). V USA činí maximální dávka 9 nanogramů na jeden kilogram tělesné hmotnosti. Stačí, aby toto množství stouplo na 10 nebo 10,5 nanogramů, a již se objevují poškození. Jestliže člověk uváží, že v analýze provedené v Belgii byla překročena normální dávka 140krát, pak si lze udělat představu o tom, jaká rizika tyto špinavé obchody představují.

20 Toxicita V nízkých dávkách je dioxinům připisována teratogenicita (vývojová toxicita) a karcinogenicita. Karcinogenita TCDD byla potvrzena v roce 2001, kdy byl dioxin překlasifikován ze skupiny „pravděpodobný karcinogen“ na „známý karcinogen“. Na rozdíl od většiny jiných toxických látek či karcinogenů není pro dioxin stanovena bezpečná dávka; předpokládá se, že je škodlivý v jakékoliv detekovatelné koncentraci. Některé zdroje dokonce udávají, že TCDD je nejsilnější známá karcinogenní látka.

21 Jak se bránit Jedním ze zákonů, který by mohl naši současnou neutěšenou situaci v oblasti legislativy řešit, je zákon o právu na informace o chemických látkách, který by měl vést k vytvoření Registru úniků a přenosů znečišťujících látek (v USA fungující - The Toxic Release Inventory). Je tedy jistě na místě, abychom se o návrhy tohoto zákona zajímali a vyžadovali totéž od námi volených zástupců. Další nepříjemnou skutečností je, že u nás dosud nejsou normou stanoveny emisní limity dioxinů. To jsou ale záležitosti, které může řadový občan ovlivňovat pouze nepřímo. Avšak věc, kterou může každý z nás udělat ihned, je omezit produkci komunálního odpadu a začít s jeho důsledným tříděním. To by měl být společně s tlakem sdělovacích prostředků a odborné veřejnosti pádný argument proti výstavbě nových spaloven - dlouhodobých zdrojů emise dioxinů.

22 Použitá literatura www.ecomonitor.cz/ http://cs.wikipedia.org
Kniha Přehled středoškolské chemie