6.3: טוקסיקולוגיה סביבתית

Last updated
Save as PDF

Page ID: 207835

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

טוקסיקולוגיה סביבתית היא המחקר המדעי של ההשפעות הבריאותיות הקשורות לחשיפה לכימיקלים רעילים (טבלה 1) המתרחשים בסביבות הטבע, העבודה והחיים. המונח מתאר גם את ניהול הרעלים והרעילות הסביבתית, ופיתוח הגנות לבני אדם ולסביבה.

דירוג 2013	שם
1	ארסן
2	מוביל
3	כספית
4	ויניל כלוריד
5	ביפנילים פוליכלוריים
6	בנזן
7	קדמיום
8	בנזו (א) פירן
9	פחמימנים ארומטיים פוליציקליים
10	בנזו (ב) פלואורונתן
11	כלורופורם
12	ארוקלור 1260
13	DDT, P, P '-
14	ארוקלור 1254
15	דיבנזו (א, ח) אנתרסן
16	טריכלורואתילן
17	כרום, משושה
18	דילדרין
19	זרחן, לבן
20	הקסכלורובוטדיאן

נתיבי חשיפה לכימיקלים

על מנת לגרום לבעיות בריאות, כימיקלים חייבים להיכנס לגופך. ישנם שלושה "מסלולי חשיפה" עיקריים, או דרכים בהן כימיקל יכול להיכנס לגופך.

נשימה (שאיפה): נשימה של גזים כימיים, ערפילים או אבק שנמצאים באוויר.
מגע עור או עין: קבלת כימיקלים על העור, או בעיניים. הם יכולים לפגוע בעור, או להיספג דרך העור לזרם הדם.
בליעה (בליעה): זה יכול לקרות כאשר כימיקלים נשפכו או התיישבו על מזון, משקאות, סיגריות, זקן או ידיים.

לאחר כניסת כימיקלים לגופך, חלקם יכולים לעבור לזרם הדם שלך ולהגיע לאיברי "מטרה" פנימיים, כמו הריאות, הכבד, הכליות או מערכת העצבים.

אילו צורות נוקטים כימיקלים?

חומרים כימיים יכולים ללבוש מגוון של צורות. הם יכולים להיות בצורה של מוצקים, נוזלים, אבק, אדים, גזים, סיבים, ערפילים ואדים. הצורה שבה נמצא חומר קשורה רבות לאופן שבו הוא נכנס לגופך ואיזה נזק הוא יכול לגרום. כימיקל יכול גם לשנות צורות. לדוגמא, ממסים נוזליים יכולים להתאדות ולפטור אדים שתוכלו לשאוף. לפעמים כימיקלים הם בצורה שלא ניתן לראות או להריח, כך שלא ניתן לזהות אותם בקלות.

לאילו השפעות בריאותיות כימיקלים יכולים לגרום?

השפעה חריפה של מזהם (המונח "מזהם" פירושו חומרים מסוכנים, מזהמים, זיהום וכימיקלים) היא כזו המתרחשת במהירות לאחר חשיפה לכמות גדולה של אותו חומר. השפעה כרונית של מזהם נובעת מחשיפה לכמויות קטנות של חומר לאורך תקופה ארוכה. במקרה כזה, ההשפעה לא יכולה להיות ברורה מיד. קשה למדוד את ההשפעה הכרונית, מכיוון שלא ניתן לראות את ההשפעות במשך שנים. חשיפה ארוכת טווח לעישון סיגריות, חשיפה לקרינה ברמה נמוכה ושימוש מתון באלכוהול נחשבים כולם כמייצרים השפעות כרוניות.

במשך מאות שנים, מדענים ידעו כי כמעט כל חומר הוא רעיל בכמויות מספיקות. לדוגמה, כמויות קטנות של סלניום נדרשות על ידי אורגניזמים חיים לתפקוד תקין, אך כמויות גדולות עלולות לגרום לסרטן. ההשפעה של כימיקל מסוים על אדם תלויה במינון (כמות) של הכימיקל. קשר זה מומחש לעתים קרובות על ידי עקומת מינון-תגובה המציגה את הקשר בין המינון לתגובת הפרט. מינונים קטלניים בבני אדם נקבעו עבור חומרים רבים ממידע שנאסף מתיעוד של מקרי רצח, הרעלות בשוגג ובדיקות על בעלי חיים.

מנה קטלנית ל -50% מאוכלוסיית חיות הניסוי נקראת המינון הקטלני -50% או LD-50. קביעת LD-50 נדרשת לכימיקלים סינתטיים חדשים על מנת לתת מדד לרעילותם. מינון שגורם ל -50% מהאוכלוסייה להפגין תגובה משמעותית כלשהי (למשל, נשירת שיער, התפתחות מעוכבת) מכונה המינון האפקטיבי -50% או ED-50. לחלק מהרעלים יש כמות סף שמתחתיה אין השפעה נראית לעין על האוכלוסייה החשופה.

מזהמים סביבתיים

זיהום האוויר, המים או האדמה בחומרים שעלולים להזיק יכול להשפיע על כל אדם או קהילה. מזהמים (טבלה 2) הם לרוב כימיקלים הנמצאים בסביבה בכמויות גבוהות ממה שיהיה שם באופן טבעי. אנו יכולים להיחשף למזהמים אלו ממגוון מקורות מגורים, מסחר ותעשייה. לפעמים מזהמים סביבתיים מזיקים מתרחשים ביולוגית, כמו עובש או פריחת אצות רעילות.

טבלה 2. סיווג מזהמים סביבתיים
מזהם	הגדרה
קרצינוגן	סוכן שעלול לייצר סרטן (צמיחת תאים בלתי מבוקרת), בפני עצמו או בשילוב עם חומר אחר. דוגמאות כוללות פורמלדהיד, אסבסט, ראדון, ויניל כלוריד וטבק.
טרטוגן	חומר שעלול לגרום למומים פיזיים בעובר המתפתח. דוגמאות לכך כוללות אלכוהול ועשן סיגריות.
מוטגן	חומר הגורם לשינויים גנטיים (מוטציות) ב- DNA. דוגמאות לכך כוללות חומרים רדיואקטיביים, צילומי רנטגן וקרינה אולטרה סגולה.
נוירוטוקסיקנט	חומר שיכול לגרום להשפעה שלילית על הכימיה, המבנה או התפקוד של מערכת העצבים. דוגמאות לכך כוללות עופרת וכספית.
משבש אנדוקריני	חומר כימי שעלול להפריע למערכת האנדוקרינית (ההורמונלית) של הגוף ולייצר השפעות התפתחותיות, רבייה, נוירולוגיות וחיסוניות שליליות הן בבני אדם והן בחיות בר. מגוון רחב של חומרים, טבעיים ומעשה ידי אדם, נחשבים כגורמים להפרעה אנדוקרינית, כולל תרופות, תרכובות דמויות דיוקסין ודיוקסין, ארסן, ביפנילים פוליכלוריים (PCBs), DDT וחומרי הדברה אחרים, ופלסטייזרים כגון ביספנול A (BPA).

סקירה כללית של כמה מזהמים נפוצים

ארסן הוא יסוד המתרחש באופן טבעי שנמצא בדרך כלל בכל הסביבה שלנו במים, אדמה, אבק, אוויר ומזון. רמות הארסן יכולות להשתנות אזורית עקב חקלאות ופעילות תעשייתית כמו גם תהליכים גיאולוגיים טבעיים. הארסן מחקלאות והתכה נוטה להיקשר חזק לאדמה וצפוי להישאר קרוב לפני השטח במשך מאות שנים כמקור חשיפה ארוך טווח. עץ שטופל בארסנט נחושת כרומטי (CCA) נמצא בדרך כלל בסיפונים ובמעקות בבתים קיימים ובמבנים חיצוניים כגון ציוד משחקים. כמה אקוויפרים תת קרקעיים ממוקמים בסלע או באדמה שיש בהם תכולת ארסן גבוהה באופן טבעי.

רוב הארסן נכנס לגוף באמצעות בליעת מזון או מים. ארסן במי שתייה הוא בעיה במדינות רבות ברחבי העולם, כולל בנגלדש, צ'ילה, סין, וייטנאם, טייוואן, הודו וארצות הברית. ארסן עשוי להימצא גם במזונות, כולל אורז וכמה דגים, שם הוא קיים עקב ספיגה מהאדמה והמים. זה יכול גם להיכנס לגוף על ידי נשימת אבק המכיל ארסן. חוקרים מגלים כי ארסן, אפילו ברמות נמוכות, יכול להפריע למערכת האנדוקרינית של הגוף. ארסן הוא גם מסרטן אנושי ידוע הקשור לסרטן העור, הריאות, שלפוחית השתן, הכליות והכבד.

כספית היא מתכת המופיעה באופן טבעי, כימיקל שימושי במוצרים מסוימים, וסיכון בריאותי פוטנציאלי. כספית קיימת בכמה צורות; הסוגים שאנשים נחשפים אליהם בדרך כלל הם מתיל כספית וכספית אלמנטרית. כספית אלמנטרית בטמפרטורת החדר היא נוזל מבריק ולבן כסוף שעלול לייצר אדים חסרי ריח מזיקים. מתילמרקורי, תרכובת אורגנית, יכולה להצטבר בגופם של דגים טורפים ארוכי חיים. כדי להרחיק כספית מהדגים שאנו אוכלים ומהאוויר שאנו נושמים, חשוב לקחת מוצרים המכילים כספית למתקן פסולת מסוכנת לסילוק. מוצרים נפוצים הנמכרים כיום המכילים כמויות קטנות של כספית כוללים נורות פלורסנט וסוללות תא כפתור.

למרות שלדגים ורכיכות יתרונות תזונתיים רבים, צריכת כמויות גדולות של דגים מגדילה את החשיפה של האדם לכספית. נשים בהריון שאוכלות דגים עשירים בכספית על בסיס קבוע מסתכנות בפגיעה לצמיתות בעובריהן המתפתחים. ילדים שנולדו לאמהות אלה עשויים להפגין קשיים מוטוריים, בעיות חושיות וחסרים קוגניטיביים. איור \(\PageIndex{1}\) מזהה את הכמויות האופייניות (הממוצעות) של כספית בדגים מסחריים ונתפסים בספורט הנצרכים בדרך כלל.

F-D_B458AAB2E1189E58פ1F2F11בי2F1B980CEAF79689063043D6E6ED+תמונה_קטני+תמונה_קטני.png — איור\(\PageIndex{1}\). ריכוזי כספית בדגים יכולים להגיע לרמות שעלולות להיות מסוכנות (פורסם על ידי *מרכז מיין לבקרת מחלות ומניעתן*).

ביספנול A (BPA) הוא כימיקל המסונתז בכמויות גדולות לשימוש בעיקר בייצור פלסטיק פוליקרבונט ושרפי אפוקסי. לפלסטיק פוליקרבונט יש יישומים רבים, כולל שימוש באריזות מזון ומשקאות מסוימות, למשל בקבוקי מים ותינוקות, דיסקים קומפקטיים, ציוד בטיחות עמיד בפני פגיעות ומכשירים רפואיים. שרפי אפוקסי משמשים כלכות לציפוי מוצרי מתכת כמו פחי מזון, צמרות בקבוקים וצינורות אספקת מים. כמה חומרי איטום וחומרים מרוכבים עשויים לתרום גם לחשיפה ל- BPA. המקור העיקרי לחשיפה ל- BPA עבור רוב האנשים הוא באמצעות הדיאטה. ביספנול A יכול לדלוף למזון מציפויי שרף אפוקסי פנימיים מגנים של מזון משומר וממוצרי צריכה כגון כלי שולחן פוליקרבונט, מיכלי אחסון מזון, בקבוקי מים ובקבוקי תינוקות. מידת הדליפה של BPA מבקבוקי פוליקרבונט לנוזל עשויה להיות תלויה יותר בטמפרטורת הנוזל או הבקבוק, מאשר בגיל המיכל. ניתן למצוא BPA גם בחלב אם.

מה אוכל לעשות כדי למנוע חשיפה ל- BPA?

כמה מחקרים בבעלי חיים מצביעים על כך שתינוקות וילדים עשויים להיות הפגיעים ביותר להשפעות של BPA. הורים ומטפלים, יכולים לעשות את הבחירה האישית להפחית את החשיפה של תינוקותיהם וילדיהם ל- BPA:

אין למיקרוגל מיכלי מזון מפלסטיק מפוליקרבונט. פוליקרבונט חזק ועמיד, אך עם הזמן הוא עלול להישבר משימוש יתר בטמפרטורות גבוהות.
מיכלי פלסטיק יש קודי מיחזור בתחתית. חלק מהפלסטיק, אך לא כולם, המסומנים בקודי מיחזור 3 או 7 עשויים להתבצע עם BPA.
צמצם את השימוש שלך במזון משומר.
במידת האפשר, בחר במכלי זכוכית, חרסינה או נירוסטה, במיוחד למזון חם או נוזלים.
השתמש בבקבוקי תינוקות נטולי BPA.

פתלטים הם קבוצה של כימיקלים סינתטיים המשמשים לריכוך ולהגברת הגמישות של פלסטיק וויניל. פוליוויניל כלוריד נעשה רך וגמיש יותר על ידי תוספת של פתלטים. פתלטים משמשים במאות מוצרי צריכה. פתלטים משמשים במוצרי קוסמטיקה וטיפוח אישי, כולל בושם, ספריי לשיער, סבון, שמפו, לק ולחות לעור. הם משמשים במוצרי צריכה כגון צעצועי פלסטיק ויניל גמישים, וילונות מקלחת, טפטים, מיני תריסים ויניל, אריזות מזון וניילון נצמד. חשיפה לרמות נמוכות של פתלטים עשויה לנבוע מאכילת מזון ארוז בפלסטיק המכיל פתלטים או אבק נשימה בחדרים עם מיני תריסים ויניל, טפטים או ריצוף שהותקן לאחרונה המכילים פתלטים. אנו יכולים להיחשף לפתלטים על ידי שתיית מים המכילים פתלטים. על פי החשד, פתלטים הם משבשים אנדוקריניים.

עופרת היא מתכת המופיעה באופן טבעי בסלעים ובאדמה של קרום כדור הארץ. הוא מיוצר גם משריפת דלקים מאובנים כמו פחם, נפט, בנזין וגז טבעי; כרייה; וייצור. לעופרת אין טעם או ריח ייחודיים. הסמל הכימי לעופרת יסודית הוא Pb. עופרת משמשת לייצור סוללות, צינורות, קירוי, ציוד אלקטרוני מדעי, מערכות מעקב צבאיות, מכשירים רפואיים ומוצרים להגנה על צילומי רנטגן וקרינה גרעינית. הוא משמש בזיגוגי קרמיקה וכלי זכוכית קריסטל. בגלל בעיות בריאותיות, תרכובות עופרת ועופרת נאסרו לצבע הבית בשנת 1978; מהלחמה ששימשה בצינורות מים בשנת 1986; מבנזון בשנת 1995; מהלחמה ששימשה על פחיות מזון בשנת 1996; ומנייר כסף מצופה פח על בקבוקי יין בשנת 1996. מינהל המזון והתרופות האמריקני קבע מגבלה על כמות העופרת שניתן להשתמש בה בקרמיקה.

תרכובות עופרת ועופרת מופיעות כ"צפויות באופן סביר להיות מסרטן אנושי". זה יכול להשפיע כמעט על כל איבר ומערכת בגופך. זה יכול להזיק באותה מידה אם נושמים או נבלעים. החלק בגוף הרגיש ביותר לחשיפה לעופרת הוא מערכת העצבים המרכזית, במיוחד אצל ילדים, הפגיעים יותר להרעלת עופרת בהשוואה למבוגרים. ילד שבולע כמויות גדולות של עופרת יכול לפתח נזק מוחי שעלול לגרום לעוויתות ומוות; הילד יכול גם לפתח אנמיה בדם, נזק לכליות, קוליק וחולשת שרירים. רמות נמוכות של חשיפה לעופרת יכולות לשנות את הצמיחה הנפשית והפיזית הרגילה של הילד ולגרום לבעיות למידה או התנהגות. חשיפה לרמות עופרת גבוהות לנשים בהריון עלולה לגרום להפלה, לידות מוקדמות ותינוקות קטנים יותר. חשיפה חוזרת או כרונית עלולה לגרום להצטברות עופרת בגופך, ולהוביל להרעלת עופרת.

פורמלדהיד הוא גז או נוזל חסר צבע, דליק, בעל ריח חריף וחונק. זהו תרכובת אורגנית נדיפה, שהיא תרכובת אורגנית שהופכת בקלות לאדים או לגז. הוא מיוצר באופן טבעי בכמויות קטנות ולא מזיקות בגוף האדם. הדרך העיקרית בה אנו יכולים להיחשף לפורמלדהיד היא על ידי נשימת אוויר המכיל אותו. שחרור פורמלדהיד לאוויר מתרחש מתעשיות המשתמשות או מייצרות פורמלדהיד, מוצרי עץ (כגון סיבית, דיקט וריהוט), פליטת מכוניות, עשן סיגריות, צבעים ולכות, ושטיחים ובדי עיתונות קבועים. לק וגימור רצפה מיושם מסחרית פולטים פורמלדהיד.

באופן כללי, לסביבות פנימיות יש ריכוזים גבוהים יותר באופן עקבי מסביבות חיצוניות, מכיוון שחומרי בניין, מוצרי צריכה ובדים רבים פולטים פורמלדהיד. רמות הפורמלדהיד הנמדדות באוויר הפנימי נעות בין 0.02—4 חלקים למיליון (ppm). רמות הפורמלדהיד באוויר החיצוני נעות בין 0.001 ל-0.02 עמודים לדקה באזורים עירוניים.

קרינה

קרינה היא אנרגיה המופקת על ידי אטומים והיא נמצאת סביבנו. אנו נחשפים לקרינה מדי יום ממקורות טבעיים כמו אדמה, סלעים ושמש. אנו נחשפים גם לקרינה ממקורות מעשה ידי אדם כמו צילומי רנטגן רפואיים וגלאי עשן. אנחנו אפילו נחשפים לרמות נמוכות של קרינה בטיסות קרוס קאנטרי, מצפייה בטלוויזיה ואפילו מחומרי בנייה מסוימים. אתה לא יכול לראות, להריח או לטעום קרינה. סוגים מסוימים של חומרים רדיואקטיביים מסוכנים יותר מאחרים. לכן חשוב לנהל בזהירות קרינה וחומרים רדיואקטיביים כדי להגן על הבריאות והסביבה.

ראדון הוא גז רדיואקטיבי המתרחש באופן טבעי, חסר צבע וחסר ריח. זה נובע מהתפרקות טבעית של אורניום או תוריום המצויים כמעט בכל הקרקעות. זה בדרך כלל נע למעלה דרך האדמה ואל הבית דרך סדקים ברצפות, קירות ויסודות. ניתן לשחרר אותו גם מחומרי בניין או ממי באר. ראדון מתפרק במהירות ומוציא חלקיקים רדיואקטיביים. חשיפה ארוכת טווח לחלקיקים אלה עלולה להוביל לסרטן ריאות. ראדון הוא הגורם המוביל לסרטן ריאות בקרב לא מעשנים, על פי הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית, והגורם השני המוביל מאחורי עישון.

תורמים וייחוסים

יסודות מדעי הסביבה מאת קמלה דורשנר מורשה תחת CC BY 4.0. שונה מהמקור על ידי מתיו ר 'פישר.