Органикалық заттардың организмдерге әсері

Кіріспе

Соңғы жылдары халықтың салауатты өмір сүруіне көп көңіл бөлінуде. Табиғаттағы өзгерістер және қоршаған ортаның әсері жайлы зерттеу жұмыстары жүргізілуде.  Топырақ, ауа, су – тіршілік  көзі екендігі белгілі.  Ендеше, тіршілікке әсер етуші биогенді элементтер жайындағы ғылыми-жобалы жұмыстарды өзекті зерттеулердің қатарына жатқызуға болады.

Соңғы жылдарда әлемдік жаһандану үрдісінде табиғатта тепе-теңдік жағдайында сақталып  тұрған кейбір химиялық элементтердің адам ағзасында бірден көбейе түсуі және ағза үшін маңызы бар элементтер мөлшерінің кеміп кетуі байқалуда. Химиялық элементтердің барлығы да  тиісті мөлшерден артық болса немесе азайып кетсе адам ағзасына кері әсер ететіні анықталған. Химиялық элементтердің табиғатта таралу жағдайларына жасалған зерттеулер бойынша жердің массасының шамамен 50%-ын оттек, 25%-дан астамын кремний құрайды. Он сегіз элемент  — оттек, кремний, алюминий, темір, кальций, калий, натрий, магний, сутек, титан, көміртек, хлор, фосфор, күкірт, азот, марганец, фтор, барий – жер массасының 99,8%-ын құраса, ал қалған  0,2%-ы барлық басқа элементтердің үлесіне тиеді.

Органикалық қосылыстар – бұл көмірсутектер (көміртегі мен сутегінің қосылыстары) және олардың туындылары.  Көміртегі элементінің ерекше қасиеттеріне байланысты, органикалық қосылыстардың түрлері сан алуан. Қазіргі уақытта синтетикалық және табиғи органикалық заттардың 20 миллионнан аса түрлері белгілі, сондай-ақ олардың саны күннен күнге артуда. Қосылыстардың органикалық және бейорганикалық болып бөліну критерииі ретінде олардың элементтік құрамы алынады.

Органикалық қосылыстарға құрамында көміртегісі бар химиялық заттар жатады, мысалы:

Органикалық  қосылыстар бейорганикалық қосылыстардан бірнеше ерекшеліктермен айырылады:

көбінде барлық органикалық қосылыстар жанады немесе тотықтырғыштармен қыздырғанда СО2 бөліп, оңай ыдырайды (бұл белгіге қарап зерттелетін заттың органикалық қосылысқа жататындығын анықтауға болады);

органикаық қосылыстардың молекулаларында көміртегі Периодтық жүйедегі кез келген элементпен байланыса алады;

органикалық молекулаларда тізбекпен жалғанған көміртегі атомдарының тәртібі  сақталады (ашық немесе тұйық);

көптеген органикалық қосылыстардың молекулалары тұрақты иондарға диссоцияланбайды;

органикалық қосылыстардың реакциялары өте баяу жүреді және де көбінесе аяғына дейін жүрмейді.

Негізгі бөлім

Адамдардың шаруашылық қызметі қазіргі кезде биосфераның ластаушылардың негізгі көзі болып отыр. Табиғи ортаға күн сайын, сағат сайын өнеркәсіптің газ тәріздес, сұйық және қатты қалдықтары түсіп отырады.Осы қалдықтардағы әр түрлі химиялық заттар ауаға, суға және топыраққа түсіп, бір трофикалық екіншісіне өте отырып, соңынан адам организіміне келіп түседі. Бүкіл жер шарында осы ластаушы заттардың түспеген жері жоқ деп айтуға болады. Тіпті ешқандай өнеркәсіп орындары жоқ Антарктиданы алайық. Бұл жерде адамдар кішігірім ғылыми станцияларда тұрып, ғылыми бақылаулар ғана жасайды/ Қазіргі кезде ауаны ластайтын улы заттардың 150- ден астамы белгілі. Бұл заттар ауада күн сәулесінің әсерімен бір-бірімен реакцияға түсіп, жаңа қосындылар түзеді. 
Өнеркәсібі дамыған елдерде ауаны ластаушы улы заттың бірі күкірттің қостотығы коксхимия зауыттарымен, тау- кен өндіру және целлюлоза- қағаз өнеркәсіптерінің жұмысы нәтижесінде ауаға шығарылады. Олар ауада ылғалдың әсерінен күкірт қышқылына айналады. Құрамында күкірт қышқылы бар тұман немесе ылғалды ауа адамның, жануарлардың тыныс жолдарының кілегей қабаттарына, терісіне әсер етеді және өсімдік те көп зардап шегеді. Ауадағы күкіртсутек адам организмін улап қана қоймайды, сонымен қатар адамдардың жүйке ауруларын туғызады. 
Ауадағы фторлы сутек өте улы. Азық- түліктің құрамындағы фторлысутек адамды, жануарларды құстырып өте жаман ауру туғызады. Хлорлысутек пластмасса қалдықтарын жаққанда пайда болады. Осы газбен тыныс алғанда адамның жолдарының  кілегейлі қабығын зақымдап, өкпенің ісік ауруын туғызады. 

Канцерогендік заттар, канцерогендер (латынша cancer – қатерлі ісік және грекше genes – тудырушы) – организмде қатерлі ісік ауруларын және әр түрлі қатерлі және қатерсіз ісіктерді туғызушы химиялық қосылыстар. Канцерогендік заттар туралы алғашқы түсінік 18 ғасырда Англияда пайда болған. Сол кезде Англияда жылу жүйелері үшін тас көмір пайдаланған. Ағылшын дәрігері Г.Потт ластанған үй пештерінің мұржаларын тазалайтын адамдардың денесінде тас көмір шайырының қалдықтары қалатынын байқаған (1775). Ол 15 – 20 жыл өткен соң адам терісінде қатерлі ісік пайда болатынын дәлелдеп, шайыр құрамында қатерлі ісік туғызушы зат бар екенін анықтаған. 20 ғасырдың басында ғалымдар осы тас көмір шайырын жануарлардың денесіне жағып тәжірибе жасаудың нәтижесінде, олардың терісінде қатерлі ісік ауруы пайда болатынын дәлелдеген. Кейін зерттеу жұмысын жүргізген ғалымдар осы тас көмір шайырының құрамынан – 3,4-бензпирен мен әр түрлі көп циклді ароматты көмірсутек тапқан. Қазіргі кезде 1000-нан аса канцерогендік хим. заттар белгілі. Бұл заттардың құрылысы алуан түрлі келеді. Сондай-ақ, ол заттардың ерекшелігі – зат алмасу процесінен кейін организмде қатерлі ісік тудыратын қасиетінің болуы. Табиғатта жиі кездесетін канцерогендік заттар түрлері: 1, 7, 12-диметилбензантрацен; 3,4-бензпирен; 20-метилхолантрен, т.б.; бояуға пайдаланатын химиялық канцерогендік заттар 2-нафтил-амин, 2-амино-флуорен, 4-аминодифенил, т.б.; аминды топтары бар алифат циклды нитроазоқосылыстары (диметил-нитрозамин, диэтилнитрозоамин, И-метил-, И-нитро-, И-нитрозогуанидин, т.б.); өсімдіктердегі зат алмасу процестерінің бұзылуынан пайда болатын улы зат (афлотоксиндер), кейбір саңырауқұлақтар (циказин, сафрол, т.б.); гетероциклді ароматтық көмірсутегі бар заттар (1,2,5,6-ди-бензакридин, т.б.); төртхлорлы көмірсутегі, этионин, уретан, эпоксид, кейбір ауыр металдар, т.б. Хим. канцерогендер клетканың ядросына, оның бөліну, өніп-өсу аппараттарына (ДНҚ, РНҚ) тікелей әсер етеді. Канцерогендік заттардың зиянды әрекеттері (ісік туғызғыш қасиеттері) организмдегі биохимиялық алмасу процесінен соң бір тәуліктен кейін байқалады. Олар ядроның ДНҚ, РНҚ-ларымен химиялық реакцияға түсіп, биологиялық әсері өзгертілген нуклеин қышқылының жеке бөлініп шығуына жағдай жасайды. Бұл өзгертілген генетикалық аппарат организмнің жүйелі түрде реттеп отыратын тойтарыс күштеріне бағынбайды, клеткалар дамылсыз бөлініп, өніп-өсе беретін патологиялық қасиетке (яғни ісік клеткасына) ие болады.

1981 жылы Францияның Лион қаласында қатерлі ісіктің пайда болу себептерін зерттеуші халықараық сарапшылар атмосфера ауаның 32 түрлі химиялық және физикалық Канцерогендік заттармен ластануының өкпе қатерлі ісігімен сырқаттануға тікелей қатысы бар екендігін анықтаған. Олардың қатарына асбест құрамындағы крокидолит пен хризотил, күкірт, азот, көміртектің қос және шала тотықтары, сынап, күшәлә, қыша газы, никель, хром, ванадий, кадмий, бериллий, висмут қоспалары, қорғасынды альдегид, ароматты көп циклды көмірсутектері (бензапирен, толуидин), радиоактивті элементтер, ауыр радон газы, нитраттар мен нитриттер, т.б. жатады. Атмосфера ауаның аталмыш канцерогендік газды-аэрозольді заттармен ластануының негізгі көздері мыналар: өндіріс орындары мен кәсіпорындар (асбест, хром, уран, әр түрлі түсті металдарды өндіретін өндіріс орындары, металлургиялық, мұнай өңдеуші заттар, т.б.); жылу жүйесіне пайдаланатын органик. отындар (тас көмір, мазут т.б.); жол құрылысына пайдаланатын битум мен асфальттың құрамындағы көмірсутек шайырлары; автокөліктер мен ұшақтар отынының қалдықтары; органикалық минералдық тыңайтқыштар. Канцерогендік заттардың организмге зиянды әсерін болдырмау үшін олардың табиғатта таралуын анықтап, алдын-алу шараларын дұрыс жүргізу керек. Ол үшін ауаның, судың және топырақ жамылғысының өндіріс қалдықтарымен ластануына жол бермей, азық өнімдері мен ауыз суға Канцерогендік заттардың еніп кетпеуін қадағалау қажет.

Пестицидтер (дат. pesfo -жұқпалы ауру, cido-өлтіремін) - өсімдік зиянкестері мен ауруларына , арамшөптерге, мақта, жүн, теріден жасалған бұйым зиянкестеріне , жануарлар экопаразиттеріне, адам мен жануарларға ауру тарататын организмдерге қарсы қолданылатын химиялық заттар. 
Химиялық табиғаты және патогендік қасиетіне байланысты пестицидтердің бірнеше: гигиеналық, химиялык., өнеркәсіптік классификациясы бар. 
Пестицидтер улылық дәрежелерінің әртүрлі болуымен ерекшеленеді. Улылығын бағалау үшін тәжірибеге алынған жануарлардың 50% өлетін дозаны, яғни орташа өлтіру дозасын (ЛД50) пайдаланады. ЛД50 мөлшеріне байланысты пестицидтерді: кушті әсер ететін улы заттар, улылығы жоғары, улылығы орташа,және улылығы төмен деп бөледі. 
Тұрақтылығына байланысты пестицидтерді: өте тұрақты (ыдырау уақыты 2 жылдан көп); тұрақ ты (0,5-1 жыл); салыстырмалы тұрақты (1-6 ай); тұрақтылығы аз (1 ай) деп бөледі. Көбіне хлорорганикалық, фосфорорганикалық және сынапорганикалық пестицидтер жиі қолданылады. Әсер ету обьектісіне (арамшөптер, зиянды жәндіктер, жылы қанды жануарлар) және химиялық табиғатына байланысты пестицидтер мынадай топтарға бөлінеді:

• акарецидтер - кенелермен күресу үшін;
• альгицидтер - балдырлар мен басқа да су өсімдіктерін

құрту үшін;

• антисептиктер - бейметалл материалдарды

микроорганизмдерден қорғау үшін;

• бактерицидтер - өсімдіктердің бактериалды ауруларымен

және бактериялармен күресу үшін;

• зооцидтер - кемірушілермен күрес үшін;
• инсектицидтер - зиянды жәндіктермен күресу үшін;
• лимацидтер - әртүрлі моллюскалармен күресу үшін;
• нематоцидтер - жұмыр құрттармен күресу үшін;
• фунгицидтер - топырақтағы саңырауқұлақтармен күресу

үшін. 
Сондай-ақ пестицидтерге өсімдіктердің жапырақтарын жою үшін пайдаланатын - дефолианттар, өсімдіктің артық гүлдерін құрту үшін - дефлоранттар, өсімдіктің дамуы мен өсуің реттейтін - химиялық заттар, арамшөптерді жою үшін _ гербицидтер, жәндіктер, кемірушілер және басқа да жануарларды үркіту үшін қолданылатын химиялық заттар - репелленттер, жою үшін алдымен жәндіктерді еліктіретін - аттрактанттар, жәндіктерді жыныстық стерилдеу үшін қолданатын - стерилизаторларды жатқызады.

Пестицидтерді пайдалану ауыл шаруашылығы мен ормаң шаруашылығының өнімдерін арттырғанымен топыраққа, қоршаған ортаға зиянды. Пестицидтердің ішінде - дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) көп қолданылады. Кезінде дүние жүзінде жыл сайын осы пестицидтің 100 мың тонна мөлшері шығарылып отырған. Соңғы жылдары АҚШ, ТМД елдерінде, Венгрияда, Швеңияда, Нидерландыда және т.б. елдерде ДДТ-ның шығарылуы тоқтатылған. Себебі ауыл шаруашылығына тигізетін пайдасынан экологиялық тұрғыдан зияндылығы асып түскен. Жартылай ыдырау мерзімі 50 жылдан артық болғандықтан, қоршаған орта обьектілерінде жинақталған ДДТ қоректік тізбек арқылы адамдар мен жануарлардың денесіне өткен. Осы жағдайдың салдарынан әсіресе балалар өлімі, тұрғындардың арасында басқа да ауру түрлері көбейген. ДДТ- ның биосферада көп таралғаны соншалықты, Антарктидадағы пингвиндердің бауырынан да табылған.

А.Спутников тәжірибе жүргізу арқылы уытты заттардың жануарларға әсерін анықтап, пестицидтердің уыттылығын 1 кг дене массасына препараттың неше миллиграмм концентрациясы келетініне қарай сипаттады. Оларды уыттылық дәрежесіне қарай 4 класқа топтастырды. ХХ ғасыр аяғында Республика территориясында шикізат материалдары мен тағамдарда өсімдіктерді зиянкестерден қорғауға пайдаланатын химиялық заттар 20-30% жеткен. 1999 жылы шайдың сынамаларына (пробаларына) талдау жасалып, құрамында хлор бар пестицидтердің шекті рауалы концентрациясынан (ШРК) 40% артық болғандығы анықталған. Бұл жай Алматы қаласында, Оңтүстік және Шығыс Қазақстан, Алматы, Қызылорда және Жамбыл облыстарында байқалған. Соны мен қатар, 1999 жылы Республикалық санитарлық эпидемиологиялық қадағалау комитетінің токсикология бөлімі шайдың сынамаларына талдау жасағанда олардың 45%-да пестицидтердің бар екендігі, соның ішінде 10% дикофол пестицидінің ШРК (0,01 мг/кг) артық екендігі анықталған. 1998 жылы Алматы облысы бойынша шикі және піскен тағамдардың 0,41%нда пестицидтердің қалдығы анықталып, ШРК-0,41%-ға және 0,16%-ға көп болған. 1999 жылы бұл көрсеткіштер 0,3% артқан. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымы жыл сайын дүние жүзінде пестицидтерді пайдаланудың салдарынан 500 000-нан 2 миллионға жуық адам уланып, олардың 10-40 мыңы өліп кеткен жағдайлар болғанын айтады. Көп елдерде пестицидтерді пайдалануға тыйым салынған. Әсіресе дихлордифенилтрихлорметилметанды (ДДТ) пайдалануға болмайды, себебі оның ыдырауына бірнеше жылдар керек. Бұл заттың шығу тарихы өте қызық. 1940 жылы швейцария химигі Пауль Мюллер ең алғаш синтездеу жолымен ДДТ-ны тауып, оны ауылшаруашылығының зианкестерімен күресуге пайдалануды ұсынған. Осы жаңалығы үшін ғалымға кезінде Нобель сыйлығы берілген. Алғашқы кезде бұл зат адамдардың көптеген қиыншылықтарын шешті. ДДТ-ны пайдаланып кесіртке мен көптеген зиянкес бунақ денелілерді қырды. Әсірісе ауру таратушы масаларды өлтіріп, миллиондаған Адам дарды безгек ауруынан құтқарды. Кейінірек ДДТ-ның күштілігінен зияндығы басым екендігі анықталды. ДДТ барлық тірі организмдерге тіпті балдырларға да зиянын тигізеді екен. Оның миллиардтан бір бөлігі фотосинтездің жылдамдығын баяулатады. Ал жасыл өсімдіктер атмосфераны ауамен қамтамасыз ететіндігі сіздерге белгілі. Кейінірек ДДТ-ның басқа пестицидтер тәрізді кумулятивтік эффектісі бар екендігі анықталды. Оның әсері уландырудан бастап мутагендікке дейін жетті. ДДТ тұрақты болғандықтан, ол қоректену тізбегімен өсімдіктер организміне өтедіде, өсімдікпен қоректенетін жануарларға, олардан аңдарға беріледі. Өсімдік және жануар тектес тағаммен тамақтанудың арқасында ДДТ адам организміне де түсетіндігін сезіп отырған боларсыздар. Осылайша жылжу кезінде әрбір организмде жинақталған ДДТ—ның шамасы 10 есе артып отырады. Организмде жиналған препарат ондағы басқа заттармен қосылысып, улылығы артады да, адамдарды, жануарларды өлтіре алатын шамаға жетеді. Табиғи жағдайда ДДЭбастапқы ДДТ-дан да қауіпті. Себебі ДДЭ-нің ыдырау алғашқысынан да баяу жүреді. Ауылшаруашылығында пестицидтерді пайдаланудан гөрі өсімдіктерді қорғаудың биологиялық жолы іздестірілуде және пестицидтер пайдаланылмаған экологиялық таза өнім алу көзделіп отыр. Пестицидтердің адам организміне зиян екенін, табиғи процестерді бұзып, қоршаған ортаны ластайтынын ескеріп, оны өте сақтықпен басқа шара жоқ болған жағдайда ғана пайдаланған жөн. Бунақденелілермен күресудің кейінде шыққан биологиялық әдісінің бірін айта кетейік. Ол түрпілі материалдарды (абразивы) қолдану. Түрпілі материалдарды бунакденелілер көп жүретін жерге себеді. Оның үстімен жүріп өткен жәндіктің денесі кеуіп қалады, себебі сыртқы жабыны зақымданады. Түрлі заттардың өсімдіктерге, жануарларға және адамдарға ешқандай зияны жоқ

Денсаулық үшін зиянды органикалық және бейорганикалық заттар 
Көптеген органикалық заттар улы және жоғары дәрежеде тұрақты болып табылады. Олар көбінесе канцероген, мутаген, тератоген немесе басқа аурулардың  пайда  болуын  күшейтеді. 
Органикалық қосылыстардың ішінде, әсіресе, галогенді көмірсулар мен полициклді ароматтық көмірсулар (ПАК)  қауіпті. 
Галогенді көмірсулар. Бұл топқа бір немесе бірнеше көміртегі атомдары хлор, бром, йод немесе фтормен алмасқан органикалық қосылыстар жатады. Хлорлы көмірсулар кең таралған. Олардың көпшілігі тұрақты, ағзалар оларды жеңіл сіңіреді және жекелеген мүшелер мен ұлпаларда жиналуға қабілетті. Мысалы, поливинилхлорид (ПВХ), полихлорды бифенилдер (ПХБ), ДДТ (пестицид), тетрахлорфенол және тетрахлорэтилен (еріткіштер). Бұл топқа өте улы зат — диоксиндер де  жатады. 
ПВХ мен винилхлорид бауырдың қатерлі ісігін, тері, сүйек пен аяқ-қолдың зақымдануынан көрінетін винилхлоридтік ауруды туғызады. Ұзақ уақыт бойы винилхлорид қауіисіз деп есептеліп келді. Оны аэрозоль баллондарында газ-тасымалдаушы және медицинада наркоз ретінде қолданып келген. Тек 70-жылдары  ғана оның  улы қасиеттері анықталды. 
Белгілі ДДТ (дихлордифенилдихлорэтан) да хлорлы көмірсуларга жатады. 1939 жылы Моллер бұл заттың инсектицидтік қасиеттерін анықтады. Бұл препараттың 15 млн. тоннасы жер шарының барлық дерлік аймақтарында қолданылған. Антарктиданың өзінен шамамен 25 мың тонна ДДТ табылған. Кейіннен ДДТ   май   ұлпалары   мен   ана   сүтінде   жиналатыны белгілі болды. 70-жылдардан бастап бұл инсектицидті қолдануға тыйым салынды. Бірақ жоғары дәрежеде тұрақтылығына байланысты (ыдырау мерзімі 50 жыл) ол қоректік тізбектерде әлі де интенсивті түрде айналымда  болып  келеді. 
Диоксиндер қазіргі белгілі улы заттардың ішіндегі ең күштілерінің бірі. Диоксиннің канцерогенді, мутагенді, тератогенді әсері анықталған. Ол әйелдің бала туу қабілетіне әсер етеді. Диоксиннің көп бөлігі (шамамен 200 кг) қоршаған ортаға американдықтардың Вьетнамда қолданған дефолианттары түрінде шығарылды. Нәтижеде тек вьетнамдықтар ғана зардап  шеккен   жоқ  шамамен  20  мың  американдықтарды да қамтыды. 
Фенолмен улану бауырды, бүйректі, қанды зақымдайды. Ағзаның тұқым қуалау қасиетіне де әсері анықталған. Сонымен қатар канцерогенді және тератогенді әсер етеді. 
Халықтың денсаулығына метанол немесе метил спирті өте қауіпті. Түсі мен иісі бойынша оны этил спиртінен айыру өте қиын улы зат. 30—100 мл мөлшері адамның өліміне әкеліп соқтырады. 
Формальдегид химия өндірісінің маңызды өнімдерінің бірі болып табылады. Фтор альдегид аллергиялық реакциялар туғызуы мүмкін. Сонымен қатар оның канцерогендігі туралы да мәліметтер бар. Адам мен басқа да тірі ағзалар бұл затпен үнемі әсерлесуде болады (пластик, ағашты-талшықтар, консерванттар, автокөліктердің газдары, темекі түтіні т.б.). Дүние жүзінде ондаған миллион тоннасы өндіріледі. Қазір бұл затты тұрмыстық мақсатта қолдануды шектеуге бағытталған  шаралар  жүргізілуде.