Τοξικές οργανικές ενώσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Τοξικές οργανικές ενώσεις"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Τοξικές οργανικές ενώσεις
Τοξικές οργανικές ενώσεις Εντομοκτόνα Ζιζανιοκτόνα Παρασιτοκτόνα Τοξικές οργανικές ενώσεις Χλωριωμένοι HC Διοξίνες PCBs Πολυχλωριωμένα διφαινύλια PAH’s πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες Φαινόλες - Χλωροφαινόλες

2 Τοξικές οργανικές ενώσεις
χαρακτηρίζονται από έντονη βιολογική δράση πολλές από αυτές είναι καρκινογόνες, τερατογόνες, μεταλλαξιογόνες ή πολύ τοξικές προέρχονται κυρίως από ανθρωπογενείς δραστηριότητες Οι επιπτώσεις από τη δράση τους καθορίζονται από το χρόνο παραμονής των ενώσεων αυτών στο περιβάλλον Ο χρόνος παραμονής και η τύχη μιας οργανικής ένωσης εξαρτάται από τις φυσικοχημικές της ιδιότητες (διαλυτότητα, εξάτμιση, ρόφηση) και από τις διεργασίες που υφίσταται (φωτόλυση, βιοαποδόμηση, οξείδωση)

3 Τοξικές οργανικές ενώσεις
εισέρχονται στο σύστημα ατμόσφαιρα- έδαφος-νερό και μέσω της τρoφικής αλυσίδας καταλήγουν στον άνθρωπο και περιλαμβάνουν μια μεγάλη ποικιλία ενώσεων όπως : Πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνρακες (PAHs) Παρασιτoκτόνα (εντομοκτόνα, ζιζανιοκτόνα, μυκητοκτόνα, κ.α.) Πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs) Οι τοξικές αυτές ουσίες καταλήγουν στο νερό λόγω της ευρείας χρήσης τους στη γεωργία και στη βιομηχανία.

4 Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες Polycyclic Aromatic Hydrocarbons- PAH’s
Οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (polycyclic ή polynuclear aromatic hydrocarbons-PAH) είναι οργανικές ενώσεις που έχουν στο μόριό τους δύο ή περισσότερους αρωματικούς δακτυλίους. αποτελούν μια από τις πιο επικίνδυνες κατηγορίες ρύπων του περιβάλλοντος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ενώσεις αυτές έχουν μεταλλαξιογόνες και καρκινογόνες ιδιότητες. εκλύονται τόσο από φυσικές πηγές (πυρκαγιές, γεωλογικά φαινόμενα) όσο και ανθρωπογενείς δραστηριότητες (βιομηχανία, αυτοκίνητο, καύση απορριμμάτων).

5 Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες Polycyclic Aromatic Hydrocarbons- PAH’s
Οι ΡΑΗ έχουν μεγάλο μοριακό βάρος και μικρή πολικότητα με αποτέλεσμα να είναι ελάχιστα διαλυτοί στο νερό. Η παρουσία όμως ανιονικών απορρυπαντικών μπορεί να αυξήσει τη διαλυτότητα τους μέχρι και 104 φορές Το κύριο μέρος των PAH που καταλήγει στα νερά προσροφάται στα αιωρούμενα σωματίδια και αποτίθεται στα ιζήματα.

6 Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες Polycyclic Aromatic Hydrocarbons- PAH’s
βενζο(α) πυρένιο (ισχυρότερο καρκινογόνο από τους PAH’s)

7 Παρασιτοκτόνα Τα παρασιτοκτόνα είναι χημικές ενώσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο (παρεμποδίζοντας την αναπαραγωγική διαδικασία) και την καταστροφή διαφόρων ανεπιθύμητων φυτικών και ζωικών οργανισμών. Ανάλογα με το σκοπό για τον οποίο προορίζονται, διακρίνονται σε: ζιζανιοκτόνα, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα, ακαρεοκτόνα, αλγοκτόνα, κ.α.

8 Τα παρασιτοκτόνα χωρίζονται σε 4 ομάδες ανάλογα με τη χημική τους δομή
Παρασιτοκτόνα – Εντομοκτόνα – Ζιζανιοκτόνα – Μυκητοκτόνα Οργανοχλωριωμένες ενώσεις Οργανο- φωσφορικοί εστέρες Καρβαμιδικές ενώσεις Χλωροφαινοξυ- οξέα Οι δύο πρώτες ομάδες δρουν κυρίως ως εντομοκτόνα, οι καρβαμιδικές ενώσεις έχουν πολλαπλή χρήση, ενώ τα χλωροφαινοξυ-οξέα χρησιμοποιούνται περισσότερο ως ζιζανιοκτόνα.

9 Οργανοχλωριωμένα εντομοκτόνα
Οι οργανοχλωριωμένες ενώσεις, που χρησιμοποιούνται κυρίως ως εντομοκτόνα, είναι τα πιο διαδεδομένα παρασιτοκτόνα στο περιβάλλον για δύο κυρίως λόγους: Για δυο τουλάχιστον δεκαετίες ( ), η κατανάλωση τους ήταν μεγαλύτερη από τη συνολική κατανάλωση όλων των άλλων τάξεων οι περισσότερες από τις ενώσεις αυτές είναι σταθερές και έχουν πολύ μικρή ταχύτητα βιοαποδόμησης Αν και οι ενώσεις αυτές δεν είναι διαλυτές στο νερό δεσμεύονται στην επιφάνεια οργανικής σωματιδιακής φύσης που αιωρείται στα νερά ή βρίσκεται στα ιζήματα και εισέρχονται στους οργανισμούς.

10 Οργανοχλωριωμένα εντομοκτόνα
Συσσωρεύονται στα αποθέματα λίπους των ασπόνδυλων και των ψαριών που ζουν τόσο στο θαλασσινό, όσο και στο γλυκό νερό. Οι συντελεστές συσσώρευσης ποικίλουν ανάλογα με το είδος του παρασιτοκτόνου, το είδος του οργανισμού και το χρόνο έκθεσης. Παραδείγματα τέτοιων ενώσεων είναι: τα DDT (διχλωρο-διφαινυλο-τριχλωρο-αιθάνιο) Aldrin Lindane Mirex

11 Εμπορική ονομασία και χημική δομή οργανοχλωριομένων ενώσεων
DDT Aldrin Lindane Mirex

12 DDT(διχλωρο-διφαινυλο-τριχλωρο-αιθάνιο)
Άρχισε να χρησιμοποιείται εκτεταμένα με άριστα αποτελέσματα. Η μεγάλη υπολειμματική διάρκεια, η μεγάλη εξ’ επαφής εντομοτοξικότητα και το ευρύ φάσμα δράσης έφεραν επανάσταση στην καταπολέμηση των εντόμων στις δεκαετίες του ’50 και του ’60 (σε πολλές χώρες εξαλείφθηκε η ελονοσία) με αποτέλεσμα τη σύνθεση και χρήση πολλών παρόμοιων ουσιών (methoxychlor, aldrin, dieldrin, heptachlor, κ.λ.π.) με εντατικούς ρυθμούς μέχρι τη δεκαετία του ’70. Σήμερα υπάρχει απαγόρευση της παραγωγής και της χρήσης του

13 DDT(διχλωρο-διφαινυλο-τριχλωρο-αιθάνιο)
Όπως αποδείχθηκε με τη πάροδο του χρόνου πολλά επιβλαβή έντομα απέκτησαν ανοσία στα εντομοκτόνα (DDΤ, dieldrin). Σε μερικά πουλιά παρεμποδίζει το ένζυμο που ελέγχει την κατανομή ασβεστίου και παράγουν αυγά με ανεπαρκές πάχος κελύφους Στον άνθρωπο δεν αποσυντίθεται βιολογικά και είναι ευδιάλυτο στο λιπαρό ιστό και παραμένει στο ανθρώπινο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

14 Σχήμα βιομεγέθυνσης των συγκεντρώσεων των DDTs κατά μήκος τροφικής αλυσίδας

15 Οργανοφωσφορικά παρασιτοκτόνα
Τα οργανοφωσφορικά παρασιτοκτόνα είναι οργανικές ενώσεις με ένα κεντρικό άτομο φωσφόρου (P) το οποίο συνδέεται με ένα άτομο οξυγόνου ή θείου, δύο μεθοξυ(-OCH3) ή αιθοξυ (-OCH2CH3) ομάδες και μια πιο μακριά ομάδα R (-CH3) ενωμένη με το φώσφορο μέσω του οξυγόνου ή του θείου. Οι οργανοφωσφορικές ενώσεις διασπώνται πλήρως σε σχετικά μικρό χρονικό διάστημα έχουν όμως μεγαλύτερη οξεία τοξικότητα στον άνθρωπο και θηλαστικά. Παρουσιάζουν άμεσο κίνδυνο στη υγεία αυτών που τα χρησιμοποιούν (εισπνοή, κατάποση, δερματική επαφή). Οι τρεις κύριες κατηγορίες των οργανοφωσφορικών είναι τα φωσφονικά (dichlorvos) τα θειοφωσφορικά (parathion) και τα διθειοφωσφορικά (malathion).

16 Οργανοφωσφορικά παρασιτοκτόνα
dichlorvos parathion malathion

17 Καρβαμιδικά παρασιτοκτόνα
Καρβαμιδικά παρασιτοκτόνα είναι παράγωγα του καρβαμιδικού οξέος (NH2COOH) όπου ένα από τα υδρογόνα που είναι ενωμένα με το άζωτο αντικαθίσταται από μια αλκυλομάδα(μεθύλιο) και το υδρογόνο που είναι ενωμένο με το οξυγόνο αντικαθίσταται από μια μεγαλύτερη και πιο πολύπλοκη οργανική ομάδα R και δρουν όπως και τα οργανοφωσφορικά. κυριότεροι εκπρόσωποι είναι τα Carbofuran, Baygon, Carbaryl και Aldicarb Έχουν μικρή περίοδο ζωής στο περιβάλλον καθώς αντιδρούν με το νερό και αποσυντίθενται σε μη τοξικά προϊόντα.

18 Καρβαμιδικά παρασιτοκτόνα
Carbaryl Carbofuran

19 οργανοφωσφωρικά /καρβαμιδικά/ οργανοχλωριωμένα εντομοκτόνα
Συνοψίζοντας , τα οργανοφωσφωρικά και τα καρβαμιδικά εντομοκτόνα λύνουν το πρόβλημα της μακρόχρονης παραμονής και συσσώρευσης που σχετίζονται με τις οργανοχλωριωμένες ενώσεις, αλλά με κόστος της οξείας τοξικότητας στον άνθρωπο. Ιδιαίτερο πρόβλημα η άγνοια για τους κινδύνους και η χρησιμοποίηση τους χωρίς να λαμβάνονται τα απαραίτητα προστατευτικά μέτρα Έχουν καταγραφεί πολλοί θάνατοι αγροτών

20 Ζιζανιοκτόνα (Herbicides)
Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν ανόργανες ενώσεις όπως αρσενικώδες νάτριο (Na3AsO3), χλωρικό νάτριο (NaClO3), γαλαζόπετρα (CuSO4 .5H2O) κ.λ.π., οι οποίες αντικαταστάθηκαν από οργανικές ενώσεις γιατί τα ανόργανα ζιζανιοκτόνα παρέμεναν στα εδάφη για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα. Τα ευρέως διαδεδομένα σήμερα ζιζανιοκτόνα είναι: οι τριαζίνες με πιο γνωστή την ατραζίνη το metolachlor το paraquat διάφορα φαινοξυ-ζιζανιοκτόνα.

21 Ζιζανιοκτόνα (Herbicides)
paraquat ατραζίνη

22 Ζιζανιοκτόνα (Herbicides)
Το 2,4,5-Τ, (2,4,5, τριχλωροφαινοοξικό οξύ) είναι επικίνδυνο ζιζανιοκτόνο που δρα ως αποφυλλωτικό. Χρησιμοποιήθηκε στον πόλεμο του Βιετνάμ για την αποφύλλωση των δασών και είχε ολέθριες συνέπειες για τον πληθυσμό. Σήμερα, έχει απαγορευτεί η χρήση του.

23 Πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCΒ’s)
Τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια (Polychlorinated biphenyls- PCB’s) είναι ενώσεις που προκύπτουν από την ένωση δύο δακτυλίων βενζολίου σε ένα διφαινύλιο το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με χλώριο και υφίσταται αντικατάσταση των ατόμων υδρογόνου από άτομα χλωρίου. Οι ενώσεις αυτές χαρακτηρίζονται από χημική και θερμική σταθερότητα και χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές όπως ψυκτικά και μονωτικά μετασχηματιστών, πλαστικοποιητές, βερνίκια κ.ά. Τα απόβλητα ορισμένων χημικών βιομηχανιών, αλλά και οι πυκνωτές και μετασχηματιστές ηλεκτρικών σταθμών θεωρούνται οι κυριότερες πηγές ρύπανσης του περιβάλλοντος με πολυχλωριωμένα διφαινύλια.

24 Πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCΒ’s)

25 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ
ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

26 Μόλυνση του νερού Με τον όρο μόλυνση του νερού εννοούμε τη παρουσία στο νερό παθογόνων μικροοργανισμών. Η ανίχνευση της παρουσίας των διαφόρων παθογόνων οργανισμών στο νερό απαιτεί επίπονη εργαστηριακή προσπάθεια και χρόνο. Έτσι, Ως δείκτης μικροβιολογικής μόλυνσης (παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών) του νερού χρησιμοποιείται τα κολοβακτηρίδια (με εκπρόσωπο τα Escherichia coli -E.coli) οι οποίοι θεωρούνται ενδεικτικοί οργανισμοί (indicator organisms) Συμπληρωματικά προσδιορίζονται εντερόκοκκοι, σαλμονέλες και άλλα παθογόνα μικρόβια

27 Τα κολοβακτηρίδια Τα κολοβακτηρίδια ζουν στον εντερικό σωλήνα των ανθρώπων (θερμόαιμων ζώων) χωρίς γενικά να είναι πάντα παθογόνα Αποβάλλονται καθημερινά σε μεγάλο αριθμό. Όμως όταν υπάρχουν κολοβακτηρίδια στο νερό το πιο πιθανό είναι να υπάρχουν και άλλοι παθογόνοι μικροοργανισμοί. ο προσδιορισμός τους είναι προκαταρκτική παράμετρος γιατί έχουν μεγαλύτερο χρόνο επιβίωσης από τους παθογόνους Ένα άλλο χαρακτηριστικό των κολοβακτηριδίων που τα καθιστά κατάλληλο δείκτη για την ύπαρξη πιθανής μόλυνσης, είναι το γεγονός ότι η απολύμανση του νερού τα καταστρέφει δυσκολότερα σε σύγκριση με τα άλλα παθογόνα βακτήρια. Έτσι, η εξάλειψη των κολοβακτηριδίων εξασφαλίζει και την παράλληλη εξάλειψη των παθογόνων βακτηριδίων.

28 Παθογόνοι οργανισμοί του νερού
Οι σημαντικότεροι παθογόνοι οργανισμοί του νερού είναι τα βακτήρια που προκαλούν χολέρα, δυσεντερία και τυφοειδή πυρετό, ιοί που προκαλούν λοιμώδη ηπατίτιδα και πολυομελίτιδα, διάφορα παρασιτικά πρωτόζωα και παρασιτικά σκουλήκια. για τους ιούς, δεδομένου ότι δεν υπάρχει άμεση και πλήρης συσχέτισή τους με τα κολοβακτηρίδια απαιτείται η διενέργεια πιο εξειδικευμένων αναλύσεων για τον προσδιορισμό τους. Οι εκκρίσεις ενός φορέα ή ασθενούς περιέχουν δισεκατομμύρια παθογόνων οργανισμών και έτσι μέσω του νερού μπορεί να προκληθεί επιδημία τεραστίων διαστάσεων.

29 Πηγές μόλυνσης Κύριες πηγές μόλυνσης των υδάτων είναι:
τα αστικά λύματα τα κτηνοτροφικά απόβλητα τα περιττώματα των ζώων και των ανθρώπων που περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς. τα απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων οι απορροές μεγάλων γεωργικών και κτηνοτροφικών μονάδων και οι πλημμύρες οι οποίες συμπαρασύρουν περιττώματα ζώων και πτηνών.

30 Απολύμανση νερού (disinfection)
Η απολύμανση είναι συνήθως το τελευταίο στάδιο στην επεξεργασία νερού και υγρών αποβλήτων και έχει ως στόχο την καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών. Όλες οι μέθοδοι απολύμανσης στοχεύουν στην καταστροφή των βακτηριδίων, ιών και των λοιπών μικροοργανισμών που πιθανό να είναι φορείς ασθενειών, ή μπορούν να εξελιχθούν σε τέτοιους. Η απολύμανση επιτυγχάνεται κυρίως με χλώριο (Cl2), όζον (Ο3), υπεριώδη ακτινοβολία (UV).

31 Μικροβιολογικές παράμετροι για το πόσιμο νερό και νερό που πωλείται σε φιάλες ή δοχεία
Παράμετρος Παραμετρική τιμή (αριθμός/100 ml) Escherichia coli (E.coli) Εντερόκοκκοι Μικροβιολογικές παράμετροι για νερό που πωλείται σε φιάλες ή δοχεία Παράμετρος Παραμετρική τιμή Escherichia coli (E.coli) 0/250 ml Εντερόκοκκοι Pseudomonas aeruginosa Αριθμός αποικιών σε 220 C 100/ml Αριθμός αποικιών σε 370 C 20/ml