ديوكسين پايدارترين سم در محيط زيست

ديوكسين‌ها گروهي از تركيبات شيميايي هستند كه جزو آلاينده‌هاي پايدار محيط زيست محسوب مي‌شوند. تاكنون حدود 419 نوع تركيب ديوكسيني شناسايي شده‌اند كه تنها 30 نوع آنها سميت قابل‌ توجهي دارند و TCDD از همه آنها سمي‌تر است.

دی اوکسینها شامل دوحلقه بنزن کلردار است که توسط دو پل اکسیژنی به هم پیوند شده دلیل نام دی اکسین همین پیوند است (دی = 2 و اکسو = اکسیژن)

ديوكسين‌ها عمدتا تركيياتي هستند كه در فرآيندهاي صنعتي توليد مي‌شوند‌ اما ممكن است در نتيجه فرآيندهاي طبيعي مانند فوران‌هاي آتشفشاني يا آتش‌سوزي جنگل‌ها به وجود آيند.

ديوكسين در نتيجه سوزاندن تركيبات شيميايي بر پايه ي كلرين در مجاورت هيدروكربن ها تشكيل مي شود، اصلي ترين منبع توليد ديوكسين را مي توان انواع زباله سوزها و يا بشكه هاي مخصوص سوزاندن مواد زايد در حياط برخي منازل دانست.

ديوكسين همچنين در كارخانه هاي كاغذ سازي كه در فرايند بيرنگ كردن از تركيب كلريني استفاده مي كنند و يا كارخانه هاي توليد پلاستيك پلي وينيل كلرايد PVC ويا كارخانه هاي توليد برخي مواد شيميايي كلره مثل برخي آفتكش ها وجود دارد.

اين در حالي است كه كارشناسان براين باورند كه ديوكسين ها از سمي ترين موادي هستند كه علم موفق به شناسايي آنها شده است و اثري كه ديوكسين ها بر روي سلامت عموم مردم دارد شايد قابل مقايسه با د.د.ت (DDT ) در دهه 60 باشد.

ديوكسينها و شبه ديوكسين ها كه يكي از تركيبات اين مواد هستند كه ممكن است به صورت طبيعي و از طريق آتشفشانها، آتش سوزي جنگل ها و نظاير آن ايجاد شوند ولي حدود 90 درصد تركيبات به وجود آمده در طبيعت نتيجه سموم دفع آفات، حشره كش ها، كلرين، كاغذ سازي، پلاستيك سازي، توليد پي وي سي، ظروف چيني، پالايشگاه هاي نفت و گاز و بالاخره كوره هاي زباله سوز اعم از زباله هاي شهري، بيمارستاني و آزمايشگاه هاي تحقيقاتي در اين آلودگي سهم به سزايي دارند.

تركيبات ياد شده پس از ورود به اتمسفر علاوه بر آلوده كردن جو، همراه با باران به زمين منتقل شده و سبب آلوده شدن خاك، آب، گياهان و محصولات زراعي مي شوند.

ديوكسينها از نظر خواص شيميايي نيمه فرار، آب گريز، چربي دوست،‌ مقاوم و بسيار سمي هستند به همين لحاظ به سادگي و به سرعت جذب منابع چربي و در آنها ذخيره مي شوند بنابراين چربي موجود در بدن حيوانات مختلف و چربي فرآورده هاي دام، طيور و آبزيان هدف نهايي و محل تجمع اين سموم است و عمدتا از اين طريق جوامع انساني آلوده شده و سلامت آنها در معرض خطر قرار مي گيرد.

ديوكسين چگونه منتقل مي شود

ميزان آلودگي دام، طيور و آبزيان و حتي زنبور عسل به ديوكسين به ميزان آلودگي منطقه زيست، نحوه نگهداري و پرورش اين موجودات وابسته است.

وجود اين سم در حومه شهرها، قطب هاي صنعتي، آبهايي كه اسكله و تاسيسات نفتي درآن قرار دارد و يا محل تردد، تخليه و بارگيري نفت كش ها موجب آلودگي آبهاي ورودي به فاضلاب هاي شهري، صنعتي و رودخانه ها، درياچه ها و استخرهاي پرورش ماهي مي شود بنابراين محصولات و فرآورده هاي دامي به دست آمده در اين شرايط همگي آلوده مي شوند.

امروزه مصرف خوراك دام، طيور و آبزيان منحصر به منطقه كشت محصولات كشاورزي و توليد آنها نيست به طوري كه در شرايط صنعتي ممكن است خوراك توليدي در يك نقطه آلوده شده و با انتقال به ساير نقاط حيوانات مناطق غيرآلوده را نيز در معرض خطر قرار دهد.

در شرايط حاد كه نشانه هاي بيماري در حيوان ظاهر مي شود، تشخيص آلودگي آسان است. به عنوان مثال رويت علايم مسموميت در پرندگان هشداري در آلودگي محيط، خوراك و غيره است كه در نتيجه بايد از مصرف فرآورده هاي توليد شده، اجتناب كرد.

عموما آلودگي به ديوكسين در حيوانات تدريجي است و سم به مرور زمان در چربي نسوج مختلف به صورت تجمعي انباشته مي شود به طوري كه به رغم حضور غلظت بالاي سم در چربي هاي بدن،علايمي از مسموميت مشاهده نمي شود.

اين در حالي است كه سم از طريق چربي هاي موجود در فرآورده هاي لبني و يا زرده تخم مرغ و طيور زنده به مرور دفع و وارد بدن مصرف كننده مي شود بنابراين چربي موجود در زرده تخم مرغ، شير و تمام فرآورده هاي لبني مانند كره، سر شير، خامه و پنير يكي از راه هاي رايج در انتقال اين سم خطرناك به بدن انسان است. از سوي ديگر در برخي موارد اين سم در چربي شير مادران نيز مشاهده شده و كودكاني از اين طريق در معرض خطر قرار گرفته اند.

ماهيان پرورشي آب شيرين نيز كه عموما داراي چربي زيادي هستند و بعضا فضاي پرورشي آنها آميخته با آبهاي سطحي آلوده است، حاوي مقادير قابل توجهي از اين تركيب سمي هستند.

از آنجا كه امروزه بيشترين درصد پروتئين سبد غذايي از فرآورده هاي طيور تشكيل مي شود و حجم مصرف اين فرآورده ها در اغلب جوامع بالا است، آلوده شدن طيور اعم از مرغ و تخم مرغ، به آلوده شدن تدريجي غذاي مصرفي مردم و در نهايت دريافت تدريجي مقادير بالايي از سم همراه مي شود و اين مسئله تهديدي بسيار جدي براي سلامت بشر است بنابراين در حال حاضر ارزيابي ميزان آلودگي مرغ به ويژه تخم مرغ به ديوكسين بايد در تمامي جوامع بشر بيش از ساير منابع غذايي مورد توجه قرار گيرد.

خطرات ديوكسين براي محيط زيست و موجودات زنده

مشاهده شده ديوكسين ها علاوه بر مسموميت كساني كه در معرض آن قرار گرفته اند پس از ورود به بدن و دسترسي به سلول ها به گيرنده هاي اچ پروتئين هاي سلولي چسبيده و از اين طريق به DNA متصل و سبب تغيير در ژنوم، اختلالات ژنتيكي، موتاسيون و ناهنجاري هاي جنيني مي شوند.

علاوه براين با ورود اين سم به سلول، پروتئين هاي اختصاصي و آنزيم هاي درون سلولي نيز تغيير مي كند وعملكرد طبيعي سلول ها و واكنش هاي درون سلولي مختل مي شوند.

 مسموميت مزمن، تاثير سوء بر تخمك گذاري و توليد مثل، اختلال باروري، اختلالات ژنتيكي، ناهنجاري هاي جنيني، كاهش و يا اختلال شديد رشد در اطفال، تخريب سيستم ايمني و دفاعي بدن و در نهايت انواع سرطان ها از اثرات سوء و قطعي حضور اين سم در محيط و زنجيره غذايي به ويژه غذاهايي است كه با چربي هاي حيواني همراه است.

چند توصيه براي كاهش خطرات آلاينده اين سم

با توجه به غير قابل اجتناب بودن استفاده از آفت كش ها در شرايط فعلي بايد در توليد محصولات كشاورزي از آفت كش هايي استفاده شود كه عمر كوتاهي در طبيعت دارند و پايدار نباشند.

همچنين استفاده از روش هاي بيولوژيك جهت دفع آفات نباتي توصيه مي شود و اين روش ها بايد جايگزين روش هاي شيميايي شوند.

علاوه براين بايد ساختار كوره هاي زباله سوز اعم از شهري، بيمارستاني، آزمايشگاهي به منظور جلوگيري از احتراق ناقص اصلاح و زمان و درجه حرارت مطلوب براي سوزاندن رعايت شود.

همچنين از صيد ماهيان در آبهاي آلوده پرهيز شود.از مصرف غذاهاي پر چرب به ويژه چربي هاي حيواني، گوشت هاي چرب، كره و غيره توليد شده در محيط هاي آلوده خودداري شود.

جايگزيني اقلام غذايي گياهي مانند حبوبات، ميوه و سبزيجات به جاي فرآورده هاي حيواني در اولويت قرار گيرد و از مصرف پوست مرغ و ماهي به هنگام طبخ خودداري شود.

آموزش هاي لازم در به كار گيري روش هاي صحيح استفاده از سموم دفع آفات، عدم سوزاندن زباله به صورت ناقص و آتش زدن اقلامي همچون چوب، برگ، كاغذ و مازاد كشاورزي در اولويت برنامه هاي زيست محيطي قرار گيرد.

تاثیر پلاستیک بر سلامت

بیسفنول، ماده سمی است که موجب بسیاری از ناهنجاری‌های غیرقابل جبران در بدن می‌شود که بعضی از آنها عبارتند از:

- بلوغ زودرس و رشد بیش از اندازه سینه در دختران جوان

- به وجود آمدن رفتارها و خلق و خوی جنس مخالف در شخص

- تغییر عملکرد هورمون‌ها و کاهش ترشح هورمون تستوسترون

- بزرگ شدن غده پروستات در مردان

- کم شدن تعداد و کیفیت اسپرم مردان

- تغییر فعالیت سیستم ایمنی بدن

- تغییرات خلق و خو و بروز تندخویی و پرخاشگری

- همچنین زنان بارداری که در معرض دائم این ماده قرار می‌‌گیرند، بیشتر صاحب فرزند پسری می‌‌شوند که دچار اختلالات تناسلی است.

چاقی و دیابت

ماده شیمیایی بیسفنول با بروز چاقی و دیابت در ارتباط است. مقادیر کمی از این ماده ممکن است در بدن واکنش ایجاد کرده و بر هورمون ها تاثیر منفی بگذارد. این ماده باعث افزایش میانگین میزان چربی ها و تولید هورمون انسولین می‌شود که مسئول کنترل سطح قند در خون در بدن است. اگر میزان این هورمون افزایش یابد، بدن در مقابل تاثیرات آن مقاوم می‌شود که این امر باعث افزایش وزن و دیابت نوع دوم می‌شود. ماده بیسفنول بر لوزالمعده که تولید کننده انسولین است، تاثیرات منفی می‌گذارد.

باروری

اگر غلظت بیسفنول زیاد باشد، می‌تواند روی کیفیت اسپرم در مردان تأثیر منفی بگذارد و در زنان نیز احتمال ناباروری را افزایش دهد و بیماری‌های قلبی و عروقی ایجاد کند. وجود بیسفنول تنها به قوطی‌ های کنسرو و شیشه ‌شیرها محدود نمی‌شود، بلکه برای ساخت اسباب‌بازی‌های پلاستیکی، بسته‌‌ بندی‌های مواد غذائی و اشیاء دیگری که ما به طور روزمره با آنها در تماس هستیم نیز از این ماده سمی استفاده می‌شود.

مادران باردار

افزایش ماده بیسفنول یا BPA در بدن مادران باردار، خطر بروز نارسایی‌های مادرزادی را در نوزاردان افزایش می‌دهد. افزایش سطح این ماده شیمیایی در خون مادران احتمال نارسایی های عصبی – رفتاری را در نوزادان آنها تشدید می کند.

تاثیر بر سلامت زنان و مردان

بیسفنول به عنوان مختل‌ کننده کار غدد درون ریز نیز شناخته شده است که سبب ایجاد اختلال در کار بیضه‌ها، رشد مغزی، غدد سینه‌ ای و تخمدان می‌شد و همچنین بر بافت دستگاه گوارش تاثیر منفی می گذارد. مردانی که مجبور به تماس با مواد پلاستیکی به مقدار زیاد بوده‌اند: 4 برابر بیش از مردان دیگر دچار ناتوانی جنسی شده و نیز 7 برابر بیش از سایرین از زود انزالی، احساس ناراحتی می‌کنند.

سرطان

استفاده از این ظروف باعث ایجاد عوارضی همچون: بی خوابی و بی حوصلگی شده و در نهایت با مصرف طولانی مدت این ظروف، بعضی ترکیبات پرخطر آن همچون مونومر، وارد مواد غذایی شده و منجر به سرطان می شود.

زمان ماندگاری غذا در ظروف پلاستیکی مهم است. مضرات استفاده از ظروف پلاستیکی با افزایش زمان ماندن غذا در این ظروف بیشتر شده و اسیدهای مضری وارد غذا می شود.

ظروف پلاستیکی از هر نوعی که باشد (از فومی گرفته تا براق و سفید) دارای ترکیباتی است که مضر بوده و در اثر گرمای غذا و تماس با چربی و اسید، مواد تشکیل دهنده اش جدا شده و داخل موادغذایی می شود.

ظروف پلاستیکی و دمای غذا

ظروف پلاستیکی، در صورت تماس با مایعات و مواد غذایی بالای 40 درجه، ماده‌ای شیمیایی به نام استایرن از خود خارج می‌کنند که موجب تلخی غذا شده و بیش از 77 نوع بیماری سرطانزا را به همراه دارد.

چربی‌هایی که روی مایعات داغ داخل لیوان‌های یکبار مصرف پلاستیکی قرار می‌گیرد را بارها مشاهده کرده اید. این چربی همان سم خارج شده از پلاستیک است که روی سیستم‌های عصبی، قلب و گوارش انسان تاثیر منفی می گذارد.

ظروف یک بار مصرف پلاستیکی تنها برای سرو غذای سرد مناسب هستند.

به طور کلی به هر میزان که غذا درجه حرارت بالاتری داشته باشد و یا محیط اسیدی‌تر باشد، (مانند غذاهایی که آبغوره و آبلیمو دارند)، طبیعتا نفوذ و حلالیت غذا در ظرف پلاستیکی بیشتر می‌شود.

دلایل منع مصرف ظروف پلاستیکی

استفاده از ظروف پلاستیکی به دو دلیل منع می شود:

- وابستگی به ترکیبات نفتی از نظر اقتصادی و دور شدن از مصرف مواد طبیعی.

- عدم تجزیه این ظروف در طبیعت که به هر حال بعد از 200 تا 500 سال مجددا وارد آب یا خاک شده و دوباره به سیکل مواد غذایی برگشته و اثرات منفی بر سلامت مواد غذایی می گذارد.

بنابراین تولید و استفاده این ظروف هم برای سلامتی انسان و هم برای سلامت محیط زیست مضرات جبران ناپذیری دارد.

استفاده از ظروف گیاهی به جای پلاستیکی

به دلیل طبیعی بودن و تجزیه پذیر بودن ظروف گیاهی، مصرف آنها از سوی وزارت بهداشت توصیه می شود. بهترین ظروف یکبار مصرف، ظروفی هستند که از مواد سلولزی که ریشه گیاهی دارند، ساخته می‌شوند. ظرف‌های فومی یکبار مصرف مناسبترند، اما ایمنی صددرصد ندارند.

نکات مفید

- بطری‌ پلاستیکی آب را در فریزر برای انجماد قرار ندهید، چون این کار باعث آزادسازی سم دیوکسین از ظروف پلاستیکی می‌شود.

- غذاهای فوری (Fast Food) و سوپ‌ها باید از ظرف یک بار مصرف تخلیه و در ظرف دیگری گرم شوند.

- چایساز و ظروف همزن پلاستیکی به دلیل ماهیت پلاستیکی که دارند، در اثر مجاورت با گرما، مواد مصنوعی پلاستیکی‌شان وارد آب یا مواد غذایی شده و آن را سرطانزا می‌کند.

- نباید غذاهای خود را در ظروف پلاستیکی در مایکروویو گرم کنید، این موضوع بخصوص در مورد غذاهای حاوی روغن و چربی اهمیت می‌یابد. ترکیب «چربی و حرارت بالا و پلاستیک» باعث آزادسازی دیوکسین به داخل غذا می‌شود.

- از ورقه‌های پلاستیکی برای پوشش غذا در موقع گرم کردن آن در مایکروویو خودداری کنید، زیرا به راحتی مواد شیمیایی موجود آن به داخل غذا راه‌‌ یافته و سبب آلوده شدن غذا می‌شود.

- در موقع خرید مواد خوراکی سعی کنید از کیسه‌های پلاستیکی استفاده نکنید.

- بطری‌های شیر و آب و پستانک‌های نوزادان که از پلاستیک درست شده‌اند، می‌توانند در مسمومیت کودکان نقش داشته باشد.

- در موقع شستن ظروف پلاستیکی به هیچ عنوان نباید از وسیله یا مواد شیمیایی قوی استفاده کرد، زیرا اگر سطح داخلی یا خارجی این ظروف آسیب ببینند و خراش پیدا کنند، غیرقابل استفاده خواهد شد، چون موجب ترشح مواد شیمیایی درون بدنه پلاستیک به غذا خواهد شد.

واکنش جانشینی هسته دوستی (نوکلئوفیلی)

واکنش جانشینی نوکلئوفیلی یکی از مهمترین واکنشهای شیمی آلی است که بسیاری از ترکیبات آلی مهم، با این روش سنتز می‌شوند. جانشینی نوکلئوفیلی، ابزار کار در سنتز شیمی آلی است و هرگاه که موضوع تعویض یک گروه عاملی با گروه عاملی دیگر مطرح شود، از این روش استفاده می‌شود. این واکنش جزو واکنشهای گسست ناجور است، یعنی در اثر شکستن یا تشکیل پیوند، جفت الکترون، روی یکی از اجزا است. این واکنش، در محلول انجام می‌شود و حلال نقش مهمی در انجام آن دارد و با توجه به ساختار واکنش دهنده‌ها از طریق دو مکانیسم پیش می‌رود.

تعاریف اولیه

سوبسترا

ترکیبی که واکنش جانشینی روی آن انجام می‌شود و با ویژگی حضور گروه ترک کننده در آن شناخته می‌شود.

گروه ترک کننده

گروهی که از کربن جدا شده، جفت الکترون را با خود می‌برد که معمولا باز ضعیفی است.

واکنشگرهای نوکلئوفیل

واکنشگرهای بازی پُر الکترون که تمایل دارند به هسته کربن حمله کنند. هنگامیکه این حمله به جانشینی می‌انجامد، واکنش را جانشینی هسته دوستی (نوکلئوفیل) می‌نامند. ترکیباتی مانند آلکیل هالیدها که دارای یک گروه ترک کننده خوب با خصلت بازی ضعیف مانند یون هالید هستند، در حضور یک هسته دوست قوی واکنشهای جانشینی نوکلئوفیلی را انجام می‌دهند. بعنوان مثال در واکنش

CH₃:Br + :OH^- --> CH₃:OH + :Br^-

 گروه برمید ترک کننده، زوج الکترون مشترک با کربن را با خود می‌برد و یون هیدروکسید، زوج الکترون مورد نیاز برای اتصال به کربن را با خود می‌آورد.

مکانیسم واکنش جانشینی هسته دوستی

طبقه بندی پلیمرها

بسپار یا پلیمر (به انگلیسی: polymer) ماده‌ای شامل مولکول‌های بزرگی است که از واحدهای کوچک تکرار شونده که تکپار یا مونومر نامیده می‌شود، ساخته شده است.

این گرایش تا سال 1362یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی بود اما در حال حاضر به عنوان يك رشته مستقل با دو گرايش صنايع پليمري تكنولوژي و علوم رنگ در دانشگاهها ومراكز اموزش عالي ارايه ميشود البته هنوز در تعداد محدودي از دانشگاههاي كشور مهندسي پليمر يكي از گرايش هاي مهندسي شيمي است. واژهٔ بسپار فارسی است و از دو بخش بس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) تشکیل شده‌است.

واژه «پلیمر» از دو بخش یونانی «پُلی» به معنای بسیار و «مر» به معنی قسمت، پاره یا قطعه گرفته شده است.

انواع بسپار
تعداد واحدهای تکرارشونده در یک مولکول بزرگ درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که فقط از یک نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده‌اند، جوربسپار (Homopolymer) و آنهایی که از دو واحد تکرارشونده تشکیل شده‌اند، همبسپار (copolymer) نامیده می‌شوند. گاهی لفظ ترپلیمر (Terpolymer) نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک‌پار (مونومر) به کار می‌رود. در عین حال، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک‌پار بسپارش شده‌اند، لفظ ناجوربسپار (Heteropolymer) رایج است.

بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین، چوب، کتین، لاستیک خام (کائوچو) و رزین‌ها که در موجودات زنده یافت می‌شود پلیمر هستند. بسیاری از مواد مصنوعی همچون پلاستیک‌ها، الیاف مصنوعی (نایلون، ریون و… )، چسب‌ها، شیشه و چینی مواد پلیمری هستند.

دسته بندی بسپارها
بسپارها به دو دسته بسپارهای طبیعی و بسپارهای مصنوعی تقسیم می‌شوند. البته بسپارها را به روشهای مختلف دیگری نیز دسته بندی نیز می‌کنند. دسته بندی زیر بر اساس ساختار بسپار انجام شده است.

بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته ترموپلاستیک‌ها (گرما نرم‌ها ) و ترموستها (گرماسخت‌ها ) تقسیم می‌شوند . ترموپلاستیک ها، پلیمرهایی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب می‌شوند و هنگام سرد کردن جامد می‌شوند در حالی که ترموستها، بسپارهایی هستند که هنگام حرارت دهی ذوب نمی‌شوند بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می‌شوند . پلیمر دارای خواص ویسکو الاستیک است ومنشا این پدیده گره خوردگی زنجیره‌ها در هم است.

آلیاژ سازی بسپارها
مشخص گردید که آلیاژ نمودن پلیمرها و کوپلیمرهای موجود ، یکی از روشهای بسیار جالب و پر بازده است و معمولاً خیلی اقتصادی تر بوده و سریع تر از سایر روشها به نتیجهٔ مطلوب می رسد . توماس هانکوک ( Thomas Hancock ) اولین فردی بود که به فکر دست یابی به خواص بهتر با استفاده از روش آمیزه کاری ( آلیاژسازی ) افتاد . او با اختلاط لاستیک طبیعی با یک نوع صمغ طبیعی به نام " گوتا پرچا " ( Gutta Percha ) ماده ای بدست آورد که از آن برای ساخت لباس‌های ضد آب استفاده شد . اولین آمیزهٔ تجاری ترموپلاستیک ، آلیاژ PVC/ NBR بود که درسال 1942 به بازار جهانی عرضه شد .

درآلیاژسازی پلیمرها، مهمترین مسئله ، مسئلهٔ اقتصادی آن است که به طور کلی دلایل اقتصادی زیر برای آن مطرح است :

استفادهٔ بهتر و بیشتر از رزینهای مهندسی ، به وسیلهٔ اختلاط آنها به پلیمرهای ارزان قیمت .
تهیه مواد با خواص مورد نظر .
دست یابی به آلیاژهایی با کارآیی بالا با استفاده از پلیمرهایی که اثرات سینرجیستیک ( Synergistic ) دارند .
تنظیم ترکیب درصد اجزاﺀ آلیاژ با مشخصات مورد نیاز مصرف کننده .
بازیافت ضایعات پلاستیک‌های مصرفی و وارد کردن آنها در آلیاژسازی .
نکتهٔ مهمی که وجود دارد این است که انتخاب اجزاﺀ آمیزه باید طوری باشد که مزایای پلیمر اول پوشانندهٔ معایب پلیمر دوم باشد