Перфторированные соединения [ПФС] представляют собой органические вещества, в которых все атомы водорода углеводородных оснований замещены атомами фтора. Чрезвычайно стабильные связи фтор-углерод придают этим веществам очень высокую термическую и химическую стабильность. Эта группа включает примерно 9 тысяч пер- и полифторалкильных химических веществ, которые с 1940-х годов активно используются в промышленности за их уникальные свойства — отталкивать воду и жир, не изменяя свою структуру даже при нагреве и с течением времени. Пищевая упаковка и бумажные стаканчики, пена для огнетушителей и лакокрасочные материалы, водоотталкивающие ткани и антипригарное покрытие, косметика ведущих брендов, игрушки, удобрения — все они содержат ПФС, обладающие невероятной устойчивостью в окружающей среде и способностью накапливаться в ее объектах (Рис.1) [1].
Источниками поступления в окружающую среду являются промышленные выбросы производств фторполимеров, термическая эксплуатация материалов, продукции, содержащей политетрафторэтен; биологическая и атмосферная деградация фтортеломерных спиртов; промышленные выбросы и сточные воды производств фторполимеров, сточные воды очистных сооружений. Содержащие ПФС сточные воды загрязняют почву и водоемы, откуда они, поступая в гидробионты и распространяясь по пищевой цепи, добираются даже до жителей удаленных экологически чистых уголков планеты. Выявлено их содержание в мясе, молочных продуктах и растениях, например, зерновых. Предположительно, именно пищевые продукты являются основными источниками поступления ПФС в организм человека. Носителями ПФС становятся люди и, как показывают исследования американских ученых, практически все жители Соединенных Штатов так или иначе подвергаются их воздействию, серьезные последствия которого отмечают 6,5 миллионов людей. Компания DuPont, производящая посуду с тефлоновым покрытием и десятилетиями отравлявшая воду в реках штата Западная Вирджиния, была признана виновником экоцида. После того, как в США обнародовали список из 120 тыс. территорий, зараженных ПФС, о проблеме заговорили и в Евросоюзе. В 2013-м году в Италии, в Венето выявили массовое отравление ПФС через питьевую воду: воздействию подверглись сотни тысяч людей. Больше всего пострадали фермеры, живущие рядом с фабрикой химикатов Miteni: уровень перфтороктановой кислоты в крови у них один из самых высоких в мире. С действием ПФС связывают заболевания щитовидной железы, печени, почек, язвенный колит, снижение иммунитета, бесплодие, различные виды рака и болезнь Альцгеймера [2].
Основные пути поступления ПФС в организм человека следующие:
- Потребление пищевых продуктов, загрязненных ПФС, либо в результате прямого контакта с содержащими их материалами во время производства, переработки, упаковки и хранения, либо в результате загрязнения почвы, воды и воздуха ПФС, используемыми при производстве пищевых продуктов.
- Потребление пищевых продуктов, полученных от животных, подвергшихся воздействию ПФС через содержащие их корма или в результате контакта с загрязненными объектами окружающей среды.
- Потребление морепродуктов, накапливающих ПФС, поступающих по водной пищевой цепи.
- Использование посуды, упаковки для пищевых продуктов или других фторсодержащих материалов с ПФС, попадание которых в пищу возможно во время ее приготовления или хранения.
- Попадание в организм воды, загрязненной ПФС и используемой для приготовления пищи, питья или обработки пищевых продуктов.
Присутствие ПФС было обнаружено практически во всех образцах пищевых продуктов (мясе, рыбе, молочных продуктах), отобранных в разных странах (Испания, Нидерланды, США). Количество ПФС в сыворотке крови взрослого населения в целом составляет около 0,5-35,5 нг / мл, в то время как у человека, подвергшегося профессиональному воздействию, этот показатель колеблется от 12,7 до 2190 нг / мл [3].
ПФС могут непосредственно вызывать заболевание или ослаблять иммунную систему, усугубляя течение уже существующего заболевания. Наиболее часто наблюдаемые последствия для здоровья человека включают проблемы с репродукцией, такие как снижение фертильности или повышение кровяного давления у будущих матерей, повышенный риск развития рака (например, рака почек и яичек), гормональный дисбаланс, повышенный уровень холестерина, который может вызвать ожирение, а также повышенное кровяное давление и гипертония у молодых людей, подвергающихся сильному воздействию [2]
Анализ литературы, опубликованной до 20.09.2020г., выявил 16 эпидемиологических исследований, в которых была сделана количественная оценка возможной связи ПФС с повышенным онкологическим риском. Наиболее убедительной является их связь с раком яичка и почки [4].
Перфтороктансульфоновая кислота [ПФОСК] и перфтороктановая кислота [ПФОК] являются наиболее яркими представителями ПФС, которые интенсивно изучались с точки зрения их токсичности и канцерогенности для человека. Готовящийся к выпуску очередной, 135 том монографий Международного агентства по изучению рака (МАИР) по выявлению канцерогенной опасности для человека посвящен оценке канцерогенности для человека этих соединений. Рабочая группа определила перфтороктановую кислоту (ПФОК) канцерогенной для человека (группа 1), а перфтороктансульфоновую кислоту (ПФОСК) как, возможно канцерогенную для человека (группа 2В). Заключения экспертов обоснованы анализом имеющихся эпидемиологических, экспериментальных и механистических данных, а именно:
ПФОК является канцерогенной для человека (группа 1) на основании достаточных доказательств развития рака у экспериментальных животных и убедительных механических доказательств (действия на молекулярном уровне и подавлении иммунитета) у людей, подвергавшихся ее воздействию. Также имелись ограниченные данные о ее связи с раком у людей (почечно-клеточный рак и рак яичек) и убедительные механистические данные о поражающем действии ПФОК на клетки человека, экспериментальные системы и подавлении иммунитета.
ПФОСК возможно канцерогенна для человека (группа 2B) на основании убедительных механических доказательств, полученных с помощью тест-систем, в том числе у подвергшихся воздействию людей, а также наличия ряда других ключевых характеристик канцерогенов. Также в связи с ее воздействием имелись ограниченные данные об индукции рака у экспериментальных животных и недостаточные данные о влиянии на риск рака у людей [5].
В настоящее время ПФОК нормирована в воздухе рабочей зоны в таких странах, как Германия, Япония, Швейцария. В странах Евросоюза, США и Канаде решается вопрос о ее нормировании в питьевой воде. В Российской Федерации она не нормирована в воздухе рабочей зоны производственных помещений и объектах окружающей среды, но,
принимая во внимание высокую опасность вещества и серьезную озабоченность гражданского общества РФ, Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека было дано поручение ФБУЗ «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» Роспотребнадзора в кратчайшие сроки разработать ПДК перфтороктановой кислоты в воздухе рабочей зоны и воде. Во исполнение этого поручения с учетом анализа риска были обоснованы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,005 мг/м3 и ПДК в воде 0,0002 мг/л [6].
Учитывая опасность ПФС, неизбежно встает вопрос о замене их альтернативными материалами, обладающими такими же потребительскими свойствами, но безопасными с точки зрения действия на человека и экологию. Некоторые из таких альтернатив включают:
- Покрытия на растительной основе, изготовленные из таких материалов, как целлюлоза, крахмалы и белки, которые могут обеспечивать антипригарные и водоотталкивающие свойства, аналогичные ПФС.
- Покрытия на основе силикона, которые используются, например, в бумаге для выпечки и стаканчиков для кексов. Они обладают хорошими антиадгезионными свойствами и считаются безопасными для приготовления пищевых продуктов.
- Восковые покрытия такие как пчелиный воск, обладающие водостойкими и жиростойкими свойствами, которые уже находят применение в качестве альтернативы ПФС в некоторых упаковочных материалах для пищевых продуктов.
- Барьерные покрытия, использующие другие типы полимеров, такие как полиэтилен или полипропилен, для обеспечения защиты продуктов от влаги и жира.
- Природные противомикробные покрытия, изготовленные из хитозана или других природных полимеров, могут обеспечить защиту от бактерий и других микроорганизмов в упаковке пищевых продуктов [2].
Перечень материалов, способных заменить ПФС в потребительских товарах, дает надежду на то, что в обозримом будущем такая замена произойдет.
Литература
- https://ecosphere.press/2022/06/22/ne-tolko-borshhevik-10-invazivnyh-rastenij-ugrozhayushhih-ekosistemam-v-rossii/
- Stahl Th, Mattern D, Brunn H. Toxicology of perfluorinated compounds. Environmental Sciences Europe. 2011,vol 23, Article number: 38
- Eze CG, Okeke ES, Nwankwo CE, Nyaruaba R, Anand U, Okoro OJ, Bontempi E. Emerging contaminants in food matrices: An overview of the occurrence, pathways, impacts and detection techniques of per- and polyfluoroalkyl substances. Toxicol Rep. 2024 Apr 6;12:436-447. doi: 10.1016/j.toxrep.2024.03.012.
- Steenland K., Winquist A. PFAS and cancer, a scoping review of the epidemiologic evidence Environ Res. 2021 Март: 194:110690/
- Volume 135 Preliminary List of Agents IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans Volume 135: Perfluorooctanoic acid (PFOA) and Perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) Lyon, France 7–14 November 2023
- Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Проскурина А.С., Егиазарян А.Р., Замкова И.В., Дорофеева Е.В., Ринчиндоржиева Е.А., Швыкина С.А., Петрова Е.С. О необходимости разработки гигиенических нормативов (ПДК) в воде и воздухе рабочей зоны перфтороктановой кислоты в Российской Федерации. Токсикологический вестник. 2020;(5):21-31. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2020-5-21-31.
Материал подготовлен д.б.н. Л.Г. Соленовой
НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина МЗ России