Определение компонентного состава растительных ароматических веществ в атмосфере

Для определения растительных ароматических веществ, содержащихся в воздухе, используют углеродные адсорбенты на основе графитированных термических саж — карболаки и карбохром — и полимерные материалы — тенакс GC, тенакс Т, тенакс ТА, реже — активированный уголь.

Идентификацию и количественное определение компонентов растительных ароматических веществ в атмосферном воздухе проводят на основании газохроматографического и хромато-масс-спек-трометрического анализа. Идентификацию и количественное определение состава ЭМ проводят тем же методом.

Выполняют также ядерно-магнитную резонансную (ЯМР) спектрометрию, которая весьма информативна. ЯМР-спектрометрия дает большую информацию, особенно при необходимости определения химической и структурной формулы при выделении из растений неизвестного органического вещества. Используют также метод инфракрасной спектроскопии, например для количественного определения компонентов ЭМ [Исидоров В.А., 1994].

Нами разработан способ и создан портативный прибор для определения суммарной концентрации РАВ в атмосфере. Чувствительность прибора при обнаружении ЭМ в атмосфере составила 0,005 мг/м³.

Глава 26. ЭКОЛОГИЯ И РАСТИТЕЛЬНЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

Экология — важнейшая проблема, от решения которой зависит существование всего живого на Земле — растений, животных, микроорганизмов. Это и общечеловеческая проблема. Экологическое состояние затрагивает биосферу, поскольку она легко ранима и уязвима. Все звенья биосферы связаны в единую систему, где каждое звено играет свою строго определенную роль.

Двадцатое столетие характеризуется резким и с каждым десятилетием все возрастающим ухудшением экологической ситуации на нашей планете. Современная глобальная экологическая проблема связана с изменением состава атмосферы и как следствие — усилением парникового эффекта.

Многие химические соединения, выбрасываемые промышленными предприятиями в атмосферу, губительно влияют на озоновый слой, защищающий все живое от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. В защитном озоновом слое в последние годы все чаще и чаще появляются над различными участками Земли озоновые «дыры». Эти последствия трудно переоценить: если защитная озоновая оболочка атмосферы исчезнет, возобновить ее искусственно, как считают ученые, будет невозможно.

Современное экологическое состояние Земли с каждым годом вызывает все большую тревогу. Причин для этого много. Большие территории загрязнены радиоактивными веществами. Проживающие здесь люди постоянно подвергаются воздействию радиации.

Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу 520 млн тонн окиси углерода, 50 млн тонн углеводородов, 120 млн тонн золы, 150 млн тонн двуокиси серы и других химических веществ. От вредных стоков гибнут моря, реки, озера. Растет эрозия почвы.

Бесконтрольное применение пестицидов, гербицидов, минеральных удобрений отрицательно влияет на все живое, в том числе и на человека.

Острая проблема перед человечеством стоит в связи с обеззараживанием, утилизацией, захоронением опасных промышленных отходов, отравляющих веществ и т.д., а также хозяйственно-бытовых и промышленных стоков.

Урбанизация характеризуется концентрацией населения в городах и ростом самих городов. К 2000 г. 60—65 % землян составят жители городов, причем урбанизация сопровождается дефицитом чистого воздуха, воды, тишины и природы, но избытком шума и стрессов.

Усугублению экологической обстановки способствовало интенсивное уничтожение на планете около 75—80 % лесных массивов. Люди забыли о значимости естественного растительного покрова для всей нашей жизни и о том, что этот покров ничем нельзя заменить. Ухудшается воздух в городах и даже в курортных зонах. Это связано не только с загазованностью воздуха выхлопными газами транспорта, но и продолжающейся вырубкой лесных массивов, пожарами, уничтожением уникальных курортных парковых уголков.

В связи с увеличивающимися проблемами экологии все больший интерес привлекает к себе роль растительного покрова в состоянии атмосферы. Ежегодно в атмосферу поступает около 900 млн тонн растительных ароматических веществ, которые оказывают большое влияние на газовый состав атмосферы и климат Земли. Они участвуют в геофизических процессах формирования радиационного режима и окислительного потенциала атмосферы, в химических реакциях, сопровождающихся образованием озона, других фитооксидантов, влияют на содержание метана, на баланс между глобальными потоками органических и неорганических соединений углерода.

Растительные ароматические соединения являются биорегуляторами состава и стабильности природных биоценозов, иммунитета растений, регулятором жизни гидробиоценозов, качества воды, воздуха и биосферы, положительно влияют на человека [Гокин В.П., 1942, 1951, 1967, 1980; Исидоров В.А., 1994].

Ф.Вент (1966) считает, что растительные ароматические вещества играют большую роль в геофизических процессах. Он предполагает, что энергия, возникшая при окислении растительных ароматических веществ, обусловливает положительный заряд атмосферы по отношению к поверхности Земли и что окисление некоторых компонентов растительных ароматических веществ сопровождается образованием атмосферных природных аэрозолей, которые участвуют в формировании радиационного режима атмосферы.

РАВ обладают способностью нейтрализовывать токсичные газы. Это связано с тем, что РАВ имеют природу кислот, альдегидов, спиртов, фенолов и др. и могут реагировать с молекулами и частицами загрязнений, способствуя их осаждению и выпадению из зоны реакции. Таким образом, растительные ароматические вещества — один из лучших санитаров загрязненной атмосферы.

В условиях постоянно возрастающей урбанизации лесные массивы и зеленые насаждения приобретают все большее социальное значение как источник здоровья, красоты и эстетического наслаждения.

Растительный покров Земли нередко называют легкими планеты, поглощающими углекислоту и обогащающими биосферу кислородом, озоном, отрицательными ионами, органическим углеродом. Растения выполняют функцию «санитаров» биосферы, обеззараживающих канцерогены, токсичные вещества, попадающие во внешнюю среду, разлагая их на безопасные составные части.

Сейчас на Земле трудно найти уголок живой природы, не носящий следов антропогенного воздействия. Экология в ее современном виде и понимании выражает уже не озабоченность человека, а тревогу за завтрашний день. Эколог С.И.Барах (1994) пишет, что в настоящее время взаимодействие человека с природой не только граничит с риском глобальной экологической катастрофы, но и имеет тенденцию к быстрому нарастанию, что вызывает тревогу за существование нашей цивилизации. Настало время, когда человеческая мудрость и разум должны прекратить тот конфликт с природой, который существует.

Об ухудшении экологической обстановки свидетельствуют не только показатели химических и физических параметров воздушной и водной среды, но и негативная динамика здоровья населения, экологические болезни, обусловленные разрывом извечных связей человека с Природой. Более 60 % населения Крайнего Севера страдают воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей, ЛОР-патология у коренного населения встречается в 1,5—2 раза чаще, чем у пришлого, и в 10—15 раз чаще, чем у жителей средней полосы России. Отмечена тенденция к хронизации патологических процессов на фоне выраженного иммунодефицита и снижения неспецифической резистентности организма. «Беспрецедентное снижение рождаемости и рост смертности в мирное время привели к началу депопуляции на большинстве территорий России. Вспышки насилия, ухудшение условий жизни и питания, рост заболеваемости, непрерывное нарастание психологического стресса и снижение резервов индивидуального и общественного здоровья — таковы сегодняшние реальности» [Покровский В.И., 1994].

Распространенными стали различные проявления нарастающей экологической нагрузки: вторичные иммунодефициты, аллергические болезни, болезни органов дыхания, проявления длительных стрессов и др. [Студеникин М.Я. и др., 1998].

Стресс в наше время превратился в медико-биологическую и социально-психологическую проблему. Он может вызывать психические и психосоматические заболевания и в течение суток привести к выраженному снижению функциональной активности иммунной системы. Особенно страдают функция иммунологической системы и механизмы специфической защиты. Результат этих нарушений — значительное повышение повторных респираторных заболеваний, частое присоединение интерркурентных заболеваний, развитие хронических очагов инфекции. Неврозы и невротические состояния, функциональные кардиопатии и вегетососудистые дистонии и др., по данным различных авторов, выявляются в 30—45 % случаев.

Установлено, что экологический иммунодефицит связан с определенным фенотипом человека генетической системы HLA. Это позволяет расценивать наличие антигенов не только как свидетельство повышенной предрасположенности к развитию экологического иммунодефицита, но и как основание для назначения иммунокорригирующей профилактики.

Остро стоит вопрос о потреблении значительного количества пестицидов с пищей, что приводит к их кумуляции в печени, легких, сердце, мозговой и нервной ткани. При хроническом воздействии пестицидов, помимо влияния на внутренние органы, отмечены депрессия иммунной системы, мутагенный и канцерогенный эффекты.

Химические и радиационные загрязнители окружающей среды оказывают воздействие на организм человека не только в больших дозах, но и в весьма низких концентрациях, близко к предельно допустимым.

Многие ученые согласны с выводами Г.Селье (1987, 1992) о том, что такое тревожное явление современности, как резкое увеличение сердечно-сосудистых и раковых заболеваний, есть следствие истощения резервов адаптации.

Воздействие на человека экологических факторов, непрерывное нарастание психологического стресса, снижение резервов индивидуального и общественного здоровья стали причиной критического состояния здоровья в некоторых экологически неблагоприятных регионах.

Считают, что 70—80 % всех опухолей связаны с неблагоприятными факторами внешней среды. При определенных химических воздействиях могут меняться врожденные конституциональные свойства организма, обеспечивающие устойчивость к микробно-вирусной инфекции [Шубик В.М., 1976].

Катастрофическое изменение экологической обстановки поставило человека во многих районах перед проблемой не только кислородного дефицита, но и дефицита РАВ. Отсутствие или резкий недостаток поступления в организм человека многих растительных компонентов, составляющих естественный, антимутагенный, антиканцерогенный, антиаллергический, антистрессовый и другой фон, является одной из причин повышения заболеваемости населения.

Но только в наши дни, когда фатальные признаки грозящей катастрофы стали более чем очевидны, люди начали принимать меры, чтобы защитить природу и себя.

Быстрое и резкое изменение экологической обстановки поставило перед здравоохранением важные в практическом плане вопросы поиска и использования средств первичной профилактики, способных повысить компенсаторные возможности организма человека при экологических воздействиях.

В системе профилактических мероприятий ведущее значение принадлежит правильному выбору методов и средств, позволяющих эффективно достичь поставленной цели.

Перспективным путем профилактики нарушений, происходящих в организме, считается управление универсальными процессами повышения устойчивости организма с помощью природных веществ, близких по химической структуре, биологическому и фармакологическому действию эндогенным соединениям, участвующим в биорегуляции физиологических систем организма. Это объясняется тем, что многие болезни рассматриваются как «поломки» систем регуляции.

Успешная профилактика различных форм патологии, обусловленной вредными экологическими факторами, должна быть многоцелевой. Многочисленные исследования показали, что РАВ относятся к наиболее перспективному пути профилактики. Они обладают способностью связывать промежуточные продукты обмена, образующиеся при действии на организм вредных химических веществ. Являясь многокомпонентными соединениями, РАВ оказывают многогранное действие. Трудно переоценить этот факт, если учесть сложность и разнообразие патогенеза различных форм патологии, обусловленной экологическими факторами. Кроме того, РАВ обладают широким спектром положительного влияния на многие органы и системы человека. Профилактические мероприятия можно проводить массово, их стоимость невысокая, они не дают побочных реакций и в то же время обладают высокой эффективностью.

В связи с ухудшением экологической обстановки в последние годы ставится вопрос об использовании в профилактических целях антимутагенов, способных защитить генетический аппарат. Вещества, обладающие антимутагенной активностью, известны, но их широкое применение может привести к угнетению иммунной системы и снижению защитных сил организма. РАВ относятся к веществам, которые способны защитить наследственный аппарат. Они препятствуют действию мутагенов на генетический аппарат. Так, обладая высокой антирадикальной активностью, они способны защитить его от действия ПОЛ, активно влиять на синтез ДНК и ее репарацию при повреждении.

В наше время почти каждый человек подвержен действию неблагоприятных экологических факторов. В связи с этим на повестку дня встали вопросы поиска средств первичной профилактики, способных снизить действие на человека вредных экологических факторов и повысить его компенсаторные возможности. В этой ситуации встал вопрос: «Какие профилактические мероприятия проводить?» Ведь особенность неблагоприятной экологической обстановки состоит в том, что необходимость в проведении профилактических мероприятий важна не только для работников предприятий, но и для населения, не связанного с производством, проживающего в зонах воздействия малых интенсивностей. А это огромные контингенты людей и колоссальные средства.

Известно, что многие компоненты РАВ по химической структуре, биологическому и фармакологическому действию близки к эндогенным соединениям, участвующим в биорегуляции физиологических систем организма. Это важно, поскольку патогенез различных форм патологии, обусловленной экологическими факторами, характеризуется не только сложностью и многогранностью, но и «поломкой» систем регуляции.

Важно также то, что РАВ оказывают биологическое и физиологическое действие в природных концентрациях порядка 0,1—0,5 мг/м³. При этом ответная реакция организма бывает значительно более выраженной по силе, чем при прямом воздействии препарата, т.е. лечебный эффект проявляется в ответной реакции организма, что более физиологично, поскольку это связано с перестройкой многих его систем за счет биорегулирующих эффектов, обусловленных РАВ. Необходимость в проведении профилактических мероприятий важна не только для работников предприятий, но и для населения, не связанного с производством, но проживающего в зонах малых интенсивностей.

В связи с возрастающими экологическими нагрузками на окружающую среду растения — продуценты РАВ — стали играть все большую роль в ее биологическом самоочищении. Они поддерживают в атмосфере оптимальное соотношение СО₂ и О₂, регулируют климатический и водный режим.

Несмотря на то что лесные экосистемы, выделяющие в атмосферу РАВ, являются фактором экологической оптимизации окружающей среды, люди постоянно и настойчиво истребляют зеленый покров планеты. Уничтожение растительности, которое происходит в XX в., несет опасность нарушения биологической устойчивости на нашей планете. Только благодаря растениям человек окончательно не погубил атмосферу нашей планеты. Люди должны усвоить: если мы хотим мирно сосуществовать с природой, к ней необходимо бережное отношение, ее надо защищать, особенно сейчас, когда признаки грозящей катастрофы стали очевидными.

Глава 27. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АРОМАТЕРАПИИ

Date: 2016-07-22; view: 344; Нарушение авторских прав