Канцерогенный формальдегид чем опасен
Канцерогенный формальдегид чем опасен
Как известно, прогресс не стоит на месте. С развитием технологий человек в производстве использует все больше различных химических соединений. Для безопасного использования этих предметов в мире установлены ПДК(предельно-допустимые концентрации) тех или иных химических соединений, приносящие вред человеку. В СМИ уже давно говорится о вреде игрушек, посуды, отделочных материалов, в которых находят вредные вещества – такие, как формальдегид, ртуть, свинец и др. И зачастую концентрация этих веществ превышает допустимые нормы. Кроме того на предметах обихода производитель часто не указывает состав, а если он и имеется, то может быть искажен. А ведь многие игрушки предназначены для детей, и многими предметами быта мы пользуемся ежедневно, не задумываясь о том, что, например, какая-то шариковая ручка может принести вред нашему организму. Хотелось бы рассказать подробнее о таком вредном химическом соединении как формальдегид.
Формальдегид(Е 240, от лат. formica – «муравей»), муравьиный альдегид, официально признан канцерогеном, так как доказано, что использование формальдегида связано с повышенным риском развития онкологических заболеваний. Это бесцветный газ, обладающий резким запахом, хорошо растворимый в воде и спирте. Он очень токсичен. Формальдегид тяжелее воздуха, при нагревании он легко полимеризуется. Это соединение является сильным восстановителем. 35–40%-ный раствор формальдегида называется формалином. В настоящее время формальдегид применяется в ведущих отраслях производства, таких как, производство пластиков, красок, смол, текстиля, для дезинфекции и в качестве консервации.
Некоторое время назад по телевидению прошел сюжет о том, что практически вся мебель, состоящая из древесно-стружечных плит (ДСП), является источником поступления формальдегида в окружающую нас среду, так как формальдегид используется как компонент клея при изготовлении этих плит. Кроме того, формальдегид может выделяться из отделочного материала, изготовленного из соединений на основе фенолформальдегидных смол (различные пластиковые изделия, например, жалюзи, стеновые и потолочные панели). Те же смолы часто используются в производстве и предметов обихода, таких как тапочки для душа, пластиковые украшения и упаковки.
Формальдегид широко применяется в повседневной жизни и в производстве мебели, пластмасс, медицине, Особенно широкое распространение приобрела феноло-формальдегидная смола, используемая для изготовления ДСП и МДФ на мебельных фабриках, а так же игрушек из различного рода пластмасс.
Формальдегид официально считается канцерогеном, то есть веществом, вызывающим рак. Об этом заявило Международное агентство по исследованию рака, входящее во Всемирную организацию здравоохранения. Экспертами доказана связь формальдегида с повышенным риском развития раковых опухолей носоглотки. Кроме того, данные проведенных исследований говорят о том, что это вещество может приводить к лейкозу.
Так же хотелось бы отметить еще один источник формальдегида. Это сладкие газированные воды, содержащие в своем составе не сахар, а сахарозаменитель- аспартам. Аспартам — подсластитель, заменитель сахара (пищевая добавка E951), распадается в организме человека на метанол и две протеиногенных аминокислоты: аспарагиновую и фенилаланин. А метанол в свою очередь окисляется ферментами печени до формальдегида. Конечно, формальдегид выводится из организма, но ни что на Земле не проходит бесследно. Так и формальдегид оказывает пагубное воздействие на организм.
При ингаляции наблюдается раздражение слизистой оболочки глаз (слезотечение) и верхних дыхательных путей, спазм и отёк гортани, кашель, одышка, бронхит, пневмония. При попадании на кожу появляется дерматит, коагуляционный некроз кожи. При поступлении внутрь обычно возникают ожоги пищеварительного тракта, жжение во рту, за грудиной и в подложечной области. Всё это может сопровождаться тошнотой и рвотой с кровью. Поражение печени и почек. Большие концентрации формальдегида могут привести к коме. Кроме того может возникнуть повреждение сердечной мышцы, при этом в крови развивается гемолиз и лейкопения. Доказано, что люди с профессиональным риском отравления формальдегидом гораздо чаще болеют раком, особенно раком горла.
Мне стало интересно, что же в таком случае станет яичным белком при добавлении в него формалина. В своем опыте я использовала 37,5 % раствор формальдегида-формидрон. Целю опыта, является доказательство отрицательного воздействия формидрона на яичный белок. Суть метода заключается в добавлении раствора формальдегида к белку. В результате формидрон вызвал незамедлительную коагуляцию белка, что свидетельствует о его отрицательном воздействии. Результаты опыта хочу продемонстрировать следующими фотографиями. Фото № 1 – обычное куриное яйцо. Фото № 2 – коагуляция белка после добавления формидрона.
Фото 1
Фото 2
Прогресс не остановить. Но я бы хотела познакомить Вас с растениями, которые способны улучшить экологическую ситуацию в квартирах, офисах и других помещений. Так, растение «Шеффлера» буквально создано для помещений, в которых много курят. Оно прекрасно поглощает и нейтрализует смолы и никотин. А вот «Драцена» уже непосредственно ликвидирует ядовитые пары формальдегида, ее широкие вытянутые листья позволяют поглощать как можно больше паров. «Плющ» и «Фикус Бенджамина» являются рекордсменами по очистке воздуха, они абсорбируют множество вредных веществ, таких как бензол, формальдегид и аммиак.
В заключение хотелось бы сказать, что всего этого можно избежать, нужно лишь внимательно относиться к тому, что Вас окружает. Потратьте пару минут и посмотрите состав. Обращайте внимание на запах предмета, наличие резкого запаха должно вас насторожить. Не будьте равнодушными к Вашему здоровью и здоровью ваших близких.
Источники поступления формальдегида и его воздействие на живой организм
Автор: Л. М. Усманова, В. И. Сафарова
Источник: Научное сообщество студентов ХХI столетия / ХХХIII Студенческая международня научная конференция. — Уфа: 2015.
Аннотация
Л. М. Усманова, В. И. Сафарова Источники поступления формальдегида и его воздействие на живой организм. В статье описаны источники поступления формальдегида: антропогенные и природные.
Содержание работы
Возрастающие масштабы антропогенного воздействия на окружающую среду требуют повышенного, внимания к вопросам охраны атмосферного воздуха. Воздушному бассейну отведена ведущая роль, во всех процессах, протекающих на планете. И не вызывает сомнения тот факт, что состояние атмосферы оказывает влияние на здоровье человека. По оценкам специалистов оно на 30–40 % зависит от качества окружающей среды. Это весьма приблизительная оценка, так как в каждом конкретном регионе эти цифры могут существенно различаться.
Особенностью загрязнителей атмосферного воздуха является их преимущественная локализация в сравнительно небольших географических регионах — городах и других промышленных центрах. Результаты наблюдения за концентрацией загрязняющих веществ в воздухе городов, выявление высоких уровней загрязнения служат информационной основой для реализации задач по государственному контролю источников выброса вредных веществ. Скорость накопления загрязнения на сегодняшний день значительно превышает возможности самоочищения атмосферы, ведет к изменению климата, поэтому контроль и выявление источников, изучение процессов, происходящих в атмосфере, и принятие мер к снижению загрязнения или его полному устранению можно считать жизненно важной задачей.
В России в последние годы растет количество городов с повышенным содержанием формальдегида в атмосфере. Формальдегид относится к малым газовым примесям воздуха, его концентрация в атмосфере на 6–8 порядков ниже, чем концентрация основных компонентов — азота, кислорода, аргона, углекислого газа. Он входит в список, тех специфических веществ, которые характерны для промышленности, транспорта и энергетики, каждого города, и подлежит контролю на федеральном уровне наряду с бенз(а)пиреном, диоксидом азота и серы, оксидом углерода, взвешенными веществами, свинцом, углеводородами [1]. В Западной Европе формальдегид принадлежит к числу 28 особо опасных соединений, включенных в международный, реестр потенциально токсичных химических веществ.
Формальдегид представляет собой бесцветный газ, с резким запахом. Чистый газообразный формальдегид относительно стабилен. При температуре 80– 100, при температурах ниже 80 о С он полимеризуется с образованием, различных твердых форм. Процесс полимеризации ускоряется в присутствии полярных растворителей, кислот и щелочей. Основная часть товарного формальдегида поставляется в виде формалина — водно-метанольного раствора, содержащего 35–37 % формальдегида и 6–11 % метанола, или водного раствора (37 % формальдегида). Основным путем поступления формальдегида в организм является ингаляционный, дополнительным — курение. Несравнимо меньше, его попадает в организм с водой. Некоторое количество формальдегида естественного происхождения содержится в сырых продуктах (мясе, фруктах, овощах). Концентрация его может увеличиться в результате обработки, например при копчений.
Формальдегид оказывает многообразное токсическое действие на живые организмы. Степень и характер воздействия зависят от его продолжительности, концентрации формальдегида, способа контакта (вдыхание, прикосновение, поступление через желудочно-кишечный тракт и т. д.), а также индивидуальной чувствительности организма. Постоянное воздействие высококонцентрированного вещества может привести к мутации органов. Опасность формальдегида как мутагена заключается в том, что он не только индуцирует соматические мутации, опасные для жизни организма, но и в том, что эти мутации накапливаются, передаются потомству и появляются на следующих поколениях [3]. Оказывает побочное действие на ЦНС, вызывая головные боли, утомление и подавленность. Симптомами отравления являются бледность, депрессия, затрудненное дыхание, головная боль, нередко судороги по ночам. Потенциально он может вызывать астму и астматические приступы. Формальдегид накапливается в организме и трудно выводится. Вредное воздействие формальдегида может проявляться в разный промежуток времени и это зависит от иммунитета человека — могут пройти месяцы, иногда годы. Сильному негативному воздействию склонны дети [2].
Источники поступления формальдегида делятся на природные и антропогенные, которые в свою очередь подразделяются на первичные и вторичные. Первичные источники выделяют формальдегид, вторичные — выделяют органические соединения, из которых в окружающей среде при определенных условиях может образоваться формальдегид. Формальдегид, в свою очередь, вступает во взаимодействие с примесями, присутствующими в атмосферном воздухе, образуя другие токсичные соединения или трансформируясь в конечном итоге до оксида углерода (II) и воды.
Основными природными источниками являются растительность, вулканические газы, лесные пожары и выделения животных. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. После затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. Природные источники метана преобладают водно-болотных угодий. Выбросы водно-болотных угодий метана включают в себя около 80 % от общего природного источника метана, с выпуском метана из термитов, гидратов метана. Общие годовые выбросы метана из природных источников, по оценкам, составит около 250 млн тонн. Работа Франка Кепплера в 2006 предположил, что растительность также может быть главным природным источником метана. Его исследование показало, что до трети выбросов природного метана на самом деле может возникнуть из этого источника. Тогда текущая оценка в процентах для выбросов водно-болотных угодий метана, вероятно, будет завышена [4].
Выбросы метана в результате деятельности человека считается, что превышают выбросы метана из природных источников, ежегодные выбросы составляют около 320 млн. тонн. Основные антропогенные источники вытекают из потерь, возникающих при добыче нефти, угля и газа, в результате переработки отходов, со свалок, выращивание риса и сжигания биомассы. Антропогенные источники включают непосредственные эмиссии при производстве и промышленном использовании и вторичные (окисление углеводородов, выбрасываемых стационарными и мобильными источниками). Атмосфера промышленных городов характеризуется очень высокими концентрациями формальдегида. Наиболее высокие концентрации вещества наблюдаются в городских застройках в часы пик или в условиях фотохимического смога. В мире производят 5 млн. т. формальдегида, который является реагентом для ряда важных синтезов. Образуется он не только в результате антропогенной деятельности, но и в естественных природных процессах, участвует в синтезе фотохимических продуктов во время смога. Поэтому его концентрация в атмосфере меняется по сезонам, достигая максимума в летние месяцы.
Источником образования формальдегида в городах главным образом является автомобильный транспорт, в результате работы двигателей которого формальдегид выделяется в выхлопах совместно с другими недогоревшими углеводородами. Количество загрязняющих веществ в выхлопах автомобиля зависит от его общего состояния, особенно от состояния двигателя — источника наибольшего загрязнения. В выхлопных газах двигателей тракторов и стационарных резервных электрогенераторов с дизельными двигателями содержатся 11 альдегидов (от формальдегида до гексаналя), при этом различия имеются только в интенсивности выбросов отдельных соединений. Экспериментами установлено, что выделение формальдегида карбюраторными двигателями автобусов, работающих на газе в 20 раз ниже, чем двигателями автобусов, использующих в качестве топлива солярку. Формальдегид наряду с другими продуктами сгорания топлива содержится также в выбросах путевой техники на железнодорожном транспорте, в выхлопных газах газотурбинных двигателей самолетов. При этом высокие концентрации оксида углерода и углеводородов характерны для работы газотурбинных установок при пониженных режимах — холостом ходе, рулении, приближении к аэропорту, заходе на посадку, тогда как содержание оксидов азота возрастает при режимах, близких к номинальному.
Источниками углеводородов в атмосфере, кроме отработавших газов автотранспорта, служат потери при добыче, транспортировке и переработке, нефти и сжиженного газа, очистка сточных вод, лакокрасочная промышленность, производство полэтилена, газотурбинные двигатели самолетов, автозаправочные станций, предприятия теплоэнергетики и др. Так, в результате работы только одной буровой скважины в атмосферу поступают до 2 т углеводородов и сажи, 30 т оксидов азота, 8 т оксидов углерода, 5 т диоксида серы в год [5].
Канцерогенный формальдегид чем опасен
Химическая отрасль промышленности в РФ является одним из ключевых направлений развития современной экономики и занимает исключительное положение, поскольку она представляет научно-производственную базу для очень многих областей промышленного производства: черной и цветной металлургии, нефтехимической, коксохимической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, промышленности строительных материалов и ряда других [5].
Достаточно эффективным, востребованным считают производство метанола как продукта органического синтеза. В течение последнего десятилетия Россия расширила свои производственные мощности по выпуску метилового спирта на две трети и является четвертым по величине в мире производителем метанола. До 2020 года запланировано строительство новых метанольных заводов, что будет способствовать увеличению количества экспонированных работников к химическим веществам данных предприятий. Учитывая депопуляцию трудового населения в РФ, которая превышает аналогичные показатели Евросоюза в 4,5 раз, изучение патофизиологических и клинических аспектов нарушений здоровья, развивающихся от воздействия метанола и синтезируемого из него формальдегида, является актуальной задачей. Выделение основных клинических синдромов нарушений здоровья позволит предотвратить развитие острых и хронических интоксикаций, своевременно провести профилактику и разработать программы реабилитации в профессиональных группах.
Поступает метанол в организм человека ингаляционным, пероральным и накожным путями, о чем свидетельствуют случаи профессиональных отравлений [14]. Преимущественно отравление происходит при приеме метанола внутрь. Чрезкожное и ингаляционное поступление связано с особыми условиями (например, длительное пребывание в атмосфере, содержащей химическое вещество или облив поверхности тела без дегазации). При поступлении через желудочно-кишечный тракт метанол быстро всасывается, при поступлении в дозах 71-84 мг/кг уже через 3 часа уровень его достигает 4,7-7,6 мг/100 мл. При ингаляционном воздействии в течение 3-4 часов метанол определяется в концентрации 1-3 мг/100 мл. У здоровых добровольцев после 8 часовой ингаляции 50-300 мг/м 3 максимальное выделение с мочой завершалось через 12 часов. Задержка в легких составила в среднем 58 %. При перкутанном поступлении максимальная адсорбция наблюдается в течение 35 минут, затем постепенно снижается. Выделяется метанол с выдыхаемым воздухом до 5-70 %, с мочой в неизменном виде и в виде глюкуронида в 1-10 % случаев. Муравьиная кислота, как метаболит метанола, выводится с мочой в 5-9 % от поступившей дозы [3, 10].
Метанол, который не выделился с выдыхаемым воздухом и мочой в неизменном виде, медленно метаболизируется и распределяется между органами и тканями, наибольшее количество его накапливается в печени, почках, меньше в мышцах, жире и головном мозге [3]. Установлено, что часть поступившего в организм метанола через несколько суток выделяется слизистой оболочкой в просвет желудка и затем снова всасывается. Наибольшее накопление и метаболизм метанола протекает в печени. Окисление метанола происходит при действии алкогольдегидрогеназы (АДГ), микросомальной системы печени и каталазно-пероксидазной системы [3]. Среди АДГ выделяют 4 класса: I, II, III, IV. АДГ I и IV имеют невысокую способность к окислению метанола, в то время как АДГ II и III не обладают такой активностью вовсе [1].
Формальдегид является активным метаболитом для ряда метилированных соединений. Он образуется в печени при действии микросомальной диметилазы, при биотрансформации дигалоидпроизводных метана и метилметакрилата [5]. Ряд авторов считает, что формальдегид является естественным компонентом человеческого организма, используемый для синтеза тимидиновых, пуриновых и других кислот, образуется при разрушении серина и в меньшей степени других аминокислот. При попадании в кровь через ряд ферментативных превращений в печени окисляется до муравьиной кислоты, одновременно в печени образуется метиловый спирт (реакция дисмутации). Далее муравьиная кислота метаболизируется под действием формиатдегидрогеназы до СО2 или вовлекается в систему тетрагидрофолиевой кислоты в обмен одноуглеродных остатков [26, 33]. Формальдегид легко взаимодействует с белками, аминами, амидами, нуклеопротеидами, нуклеиновыми кислотами. Часть формальдегида, которая не подвергается биотрансформации, быстро проникает в органы и ткани [5].
Преднамеренное проглатывание формальдегида приводит к развитию атрофии, кровоизлияний и некроза слизистой оболочки желудка, гепатомегалии и развитию желтухи [29]. Формальдегид и метанол способствуют развитию дегенеративных повреждений печени: вызывают десквамацию эндотелиальных клеток, пролиферацию звездчатых ретикулоэндотелиоцитов, зернистую дистрофию, способствуют уменьшению количества гликогена и нарушают распределение кислых мукополисахаридов [14]. Клинически проявляется признаками поражения печени с увеличением биохимических печеночных проб неспецифического характера [2,3]. Развитие у человека острой почечной недостаточности со смертельным исходом в течение 24 часов описывают ряд авторов после преднамеренного проглатывания формальдегида [29].
Доказано, что формальдегид вызывает аллергический контактный дерматит, который часто переходит в хроническую форму [35]. Формалин вызывает заболевания ногтей, крапивницу, уменьшение потоотделение контактировавших участков кожи. Отмечается зуд, гиперемия, инфильтрация, иногда развивается мокнущая экзема [9].
Отмечается гематотоксичность формальдегида. Tong et. el., 2007 диагностировали снижение гемоглобина, лейкоцитов и тромбоцитов у стажированных работников [36].
Доказано влияние метанола и формальдегида на иммунные механизмы. При проведении обследования жителей, проживающих в комбинированной химической нагрузке фенолом и формальдегидом в сроке более 10 лет, зарегистрировано снижение содержания Т-лимфоцитов, Т-хелперов, Т-цитотоксических, иммуноглобулина класса А и достоверно более низкой фагоцитарной активностью [4]. У авторов Ye et. el. в исследовании выявлено увеличение В-лимфоцитов, снижение Т-лимфоцитов, Т-хелперов, при этом Т-супрессоры остались неизменными [41]. Увеличение селезенки и лимфоузлов у человека описывают авторы при употреблении формальдегида внутрь, однако этот эффект был вероятно вторичным, на фоне обширных некрозов и кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте [29].
У работниц, контактирующих с формальдегидом развиваются нарушения репродуктивной функции: нарушения менструального цикла, самопроизвольные аборты у работниц электронной и полупроводниковой промышленности; альгоменоррея, гиперменструальный синдром, заболевания шейки матки, придатков и влагалища у женщин швейной и текстильной промышленности. В исследовании Xu S.Y. et al. показали развитие нарушений менструальной функции у 70 % работниц фабрики пищевых добавок при вдыхании формальдегида на рабочем месте от 0,82 до 5,96 мг/м 3 [40]. Мета анализ неблагоприятных исходов беременности, проведенный в 2001 г. Collins et al. показал некоторые доказательства повышенного риска у работниц, экспонированных к формальдегиду (OR1,4, 95%CI 0,9-2,1). В ретроспективном исследовании случай-контроль выявлена ассоциация между самопроизвольными абортами и воздействием формальдегида (OR 3,5, 95%CI 1,1-11,2) [10].
Формальдегид является химическим веществом с высокой реакционной способностью, быстро реагирует с моноаминами и амидами, а также способен ковалентно связываться с белками и ДНК [32]. В литературе описывают эффекты формальдегида, вызывающие изменения генов, ответственных за апоптоз, ряд иммунологических эффектов и обмен веществ, а также сингальную трансдукцию. В результате чего формируется высокий риск развития заболеваний, связанных с этими нарушениями [30].
В настоящее время активно изучается, а также ведется разработка и совершенствование новых методов контроля химической нагрузки на организм человека [15, 18, 19]. Наиболее широкие аналитические возможности дает газохроматографический анализ, который обладает высокой эффективностью и чувствительностью, универсальностью, селективностью [11, 12]. Ряд авторов предлагают газохромотографический метод определения формальдегида в моче с дериватизацией о-гидроксиламином при использовании парофазного пробоотборника и детектора по захвату электронов. Предел обнаружения, установленный на здоровых добровольцах, составил 1,08 мкг/дм 3 [44]. Кроме этого, данный метод нашел свое подтверждение в другом исследовании по обнаружению эндогенного формальдегида в пробах мочи пациентов с деменцией, гипертонией, сахарным диабетом [42]. В работе Н.В. Зайцевой с соавторами разработан и внедрен метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, позволяющий определять формальдегид в диапазоне от 0,001 до 2,000 мг/дм 3 при относительной погрешности 22 % [6, 7, 8]. Определение формальдегида и метанола в биосредах более актуально, чем отбор проб и определение химических веществ в атмосферном воздухе, поскольку разовая непродолжительная проба в зоне дыхания может неадекватно отражать общее воздействие химических веществ на организм [19].
На основании анализа данных литературы можно сделать вывод, что в основном изучены области применения метанола и формальдегида, распространенность в быту и окружающей среде, определены пути поступления, метаболизм и элиминация из организма, клинические проявления острых и хронических отравлений. В работах описывается воздействие на все системы гомеостаза организма с развитием висцеропатий, мембранопатий и цитотоксических проявлений в виде мутагенного и канцерогенного действия.
Для определения раннего негативного действия комплекса факторов рабочей среды в условиях современного химического производства метанола и формальдегида представляется важным и необходимым определение данных химических веществ в биологических жидкостях организма. Выделение группы повышенного риска развития хронической интоксикации химическими веществами по наиболее значимым клиническим синдромам обеспечит своевременную разработку программ профилактики и реабилитации работников. Системный подход к раннему выявлению нарушений здоровья на периодических медицинских осмотрах позволит снизить случаи выявления поздних стадий заболевания, а работодателю избежать затрат на длительную дорогостоящую реабилитацию.
Рецензенты:
Рахманов Р.С., д.м.н., профессор, директор ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора, г.Н.Новгород.
Мазитова Н.Н., д.м.н., профессор кафедры медицины труда, гигиены и профпатологии ИППО ФГБУ ГНЦ ФМБА им. А.И. Бурназяна ФМБА России, г. Москва.