Нафталин

Нафталин бол С томьёотой оргоник нэгдэл юм. Энэ нь хамгийн энгийн полициклк үнэрт нүүрстөрөгч бөгөөд массаар 0.8 ppm хүртэл бага концентрацитай үед мэдрэгддэг өвөрмөц үнэртэй цагаан талст хатуу бодис юм. Армот нүүрстөрөгчийн хувьд нафталин бүтэц нь ууссан хос бензолын цагиргуудсаас тогтодог.

Нафталин метаболизм гэдэг нь нафталины химийн нэгдэл нь амьд организмын дотор задрах, хувирах үйл явцыг хэлнэ. Нафталин бол нүүрсний давирхайд түгээмэл байдаг цагаан талст бодис бөгөөд цагаан эрвээхэйний бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Хүний бие эсвэл зарим бичил биетэн зэрэг биологийн системд нафталины солилцоонд ферментийн урвал явагддаг бөгөөд энэ нь нафталиныг хоргүй, амархан ялгардаг бодис болгон хувиргах зорилготой юм. Энэ процесс нь ихэвчлэн хэд хэдэн химийн хувиргалтыг багтаадаг бөгөөд ферментүүд нь нафталиныг биеэс амархан ялгаруулж эсвэл цаашлаад хоргүй дайвар бүтээгдэхүүн болгон хувиргах метаболит болгон хувиргахад тусалдаг.

Бохирдсон агаараар амьсгалах, нафталин агуулсан бүтээгдэхүүнтэй харьцах гэх мэт янз бүрийн эх үүсвэрээр нафталины хордлого үүсдэг тул нафталины солилцоог ойлгох нь хүрээлэн буй орчин, хүний ​​эрүүл мэндэд чухал ач холбогдолтой. Бие махбодь нафталиныг хэрхэн боловсруулж, устгаж байгааг судлах нь судлаачид болон эрүүл мэндийн мэргэжилтнүүдэд өртөхтэй холбоотой болзошгүй эрсдлийг үнэлж, аливаа сөрөг нөлөөг бууруулах стратеги боловсруулахад тусалдаг.

Урвалын дараалал

Нафталины солилцоонд хэд хэдэн ферментийн урвал явагддаг бөгөөд бүхэл бүтэн зам нь нарийн төвөгтэй бөгөөд организмд харилцан адилгүй байж болох ч нафталины солилцоонд оролцдог үндсэн үе шатуудын ерөнхийг доор харуулав.

1. Исэлдэлт: Эхний үе шат нь ихэвчлэн цитохром P450 монооксигеназ гэж нэрлэгддэг ферментийн нөлөөгөөр нафталиныг исэлдүүлдэг. Энэ процесс нь нафталины молекулд хүчилтөрөгчийг нэвтрүүлж, реактив завсрын бодис үүсгэдэг.
2. Эпоксидаци: Исэлдсэн нафталин нь эпоксид зэрэг нэмэлт урвалд орж болно. Эпоксид үүсэх нь нафталины цагирагт хүчилтөрөгчийн атом нэмж, улмаар эпоксидын бүлэг үүснэ.
3. Дигидродиол үүсэх: Эпоксид нь ферментийн нөлөөгөөр цаашид дигидродиол болж хувирдаг. Энэ нь эпоксидын цагирагт хоёр устөрөгчийн атом нэмж, диолын бүтцийг бий болгодог.
4. Усгүйжүүлэх: Дараагийн алхмууд нь дигидродиолоос устөрөгчийн атомыг зайлуулж, өөрчлөгдсөн функциональ бүлгүүдтэй нафталины цагирагыг нөхөн сэргээхэд хүргэдэг.
5. Коньюгаци: Эцсийн үе шат нь ихэвчлэн коньюгацийн урвалд ордог бөгөөд өөрчлөгдсөн нафталины метаболитууд нь глюкуроны хүчил эсвэл сульфат зэрэг усанд уусдаг молекулуудтай нэгддэг. Коньюгаци нь эдгээр метаболитуудыг усанд уусдаг болгож, биеэс зайлуулахад тусалдаг.
6. Ялгарал: Дараа нь нэгтгэсэн метаболитууд нь биеэс, ялангуяа шээс эсвэл цөсөөр ялгардаг

Нафталин метаболизмд оролцдог тодорхой ферментүүд болон замууд нь өөр өөр организмд өөр өөр байж болох ба бодисын солилцооны үйл явцын нарийн ширийн зүйл нь организмын төрөл, эд, хүрээлэн буй орчны нөхцөл зэрэг хүчин зүйлээс хамаардаг гэдгийг анхаарах нь чухал юм. Судлаачид биологийн систем дэх нафталины хувь заяаг илүү сайн ойлгохын тулд эдгээр замыг үргэлжлүүлэн судалж байна.

Ямар үүрэгтэй вэ ?

Нафталин метаболизмын үндсэн үүрэг нь нафталиныг бие махбодоос эсвэл амьд организмаас хоргүйжүүлэх, устгах явдал юм. Нүүрсний давирхай, эрвээхэй зэрэг янз бүрийн эх сурвалжид агуулагддаг химийн нэгдэл болох нафталин нь өндөр концентрацитай үед хортой байдаг. Тиймээс организмууд нафталиныг задалж, амархан ялгардаг хор багатай бодис болгон хувиргах бодисын солилцооны замыг хөгжүүлсэн. Нафталин метаболизмын үндсэн функцуудыг харуулав.

1. Хоргүйжүүлэх: нафталины бодисын солилцоо нь хорт нафталины молекулыг хор хөнөөл багатай метаболит болгон хувиргах хэд хэдэн ферментийн урвалыг агуулдаг. Энэхүү хоргүйжүүлэх үйл явц нь эс, эд эсийг нафталины хордлогын сөрөг нөлөөллөөс хамгаалахад тусалдаг.
2. Устгах: Метаболизм нь нафталиныг исэлдүүлэх, эпоксидаци, коньюгаци зэрэг процессоор усанд уусдаг метаболит болгон хувиргадаг. Эдгээр метаболитууд нь шээс эсвэл цөсөөр биеэс амархан ялгардаг бөгөөд энэ нь организм дахь нафталины нийт ачааллыг бууруулдаг.
3. Хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэх: Нафталиныг задалж гадагшлуулах боломжтой метаболит болгон хувиргаснаар эд, эрхтэнд нафталин хуримтлагдахаас сэргийлдэг. Хорт бодисын хуримтлал нь эрүүл мэндийн янз бүрийн асуудалд хүргэдэг тул бодисын солилцоог үр дүнтэй явуулах нь организмын ерөнхий эрүүл мэндийг хадгалахад маш чухал юм.
4. Байгаль орчны нөлөөлөлд дасан зохицох: Байгалийн болон хүний ​​үйл ажиллагааны улмаас байгаль орчинд нафталинд өртсөн организмууд энэ өртөлтийг даван туулахын тулд бодисын солилцооны тодорхой замыг хөгжүүлсэн байж болно. Энэхүү дасан зохицох чадвар нь тэдэнд нафталин агуулагдах орчинд амьд үлдэж, хөгжих боломжийг олгодог.

Нафталин метаболизмын үйл ажиллагааг ойлгох нь зөвхөн организмын эрүүл мэндэд чухал ач холбогдолтой төдийгүй нафталины хүрээлэн буй орчинд өртөхтэй холбоотой болзошгүй эрсдлийг үнэлэхэд чухал ач холбогдолтой юм. Энэ чиглэлийн судалгаа нь нафталин болон түүнтэй төстэй нэгдлүүдийн биологийн системд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах стратеги боловсруулахад хувь нэмэр оруулдаг.

Холбогдох өвчин эмгэг.

Их хэмжээний нафталинд өртөх нь цусны улаан эсийг гэмтээж, устгадаг ба энэ нь ихэвчлэн глюкоз-6-фосфатын дегидрогеназын (G6PD) дутагдал гэж нэрлэгддэг удамшлын өвчтэй хүмүүст  400 сая гаруй хүн зовдог. Хүмүүс, ялангуяа хүүхдүүдэд нафталин агуулсан эрвээхэй эсвэл үнэр дарагч блокуудыг хэрэглэсний дараа цус задралын цус багадалт гэж нэрлэгддэг өвчин үүсдэг . Шинж тэмдгүүд нь ядрах , хоолны дуршилгүй болох, тайван бус болох, цайвар арьс зэрэг орно . Нафталиныг их хэмжээгээр хэрэглэх нь төөрөгдөл , дотор муухайрах , бөөлжих , гүйлгэх , шээсэнд цус гарах , шарлах ( элэгний үйл ажиллагааны доголдолтой холбоотой арьсны шар өнгөтэй ) зэрэг болно .

АНУ-ын Үндэсний Хор судлалын хөтөлбөр (NTP) хоёр жилийн турш ажлын өдрүүдэд эр, эм харх, хулганыг нафталины ууранд хордуулж байсан туршилт хийсэн.  Эрэгтэй, эмэгтэй хархнууд хамрын аденома , нейробластома өвчлөл ихсэж, хорт хавдар үүсэх шинж тэмдэг илэрчээ. Эмэгтэй хулгана уушгины цулцангийн болон гуурсан хоолойн аденомын өвчлөл нэмэгдсэний үндсэн дээр хорт хавдар үүсэх зарим нотолгоог харуулсан бол эрэгтэй хулганад хорт хавдар үүсэх шинж илрээгүй.

Олон улсын хорт хавдрын судалгааны агентлаг ( IARC)  нафталиныг хүн, амьтанд хорт хавдар үүсгэх магадлалтай гэж ангилдаг ( Бүлэг 2В ). IARC мөн цочмог өртөх нь хүн, харх , туулай , хулганад катаракт үүсгэдэг болохыг онцлон тэмдэглэв ; Мөн цус задралын цус багадалт (дээр тайлбарласан) хүүхэд, нярайд амаар болон амьсгалын замаар эсвэл жирэмсэн үед эхийн хордлогын дараа үүсч болно. Калифорнийн 65-р саналын дагуу нафталин нь "муж улсад хорт хавдар үүсгэдэг" гэж нэрлэгддэг.  Эрвээхэй болон нафталин агуулсан зарим төрлийн агаар цэвэршүүлэгчийн хорт хавдар үүсгэгч нөлөөллийн механизмыг тодорхойлсон.

Нафталин болон түүний метаболизмд өртөх нь эрүүл мэндэд үзүүлэх нөлөө, өвчинтэй холбоотой байж болно. Эрүүл мэндийн эрсдэл нь өртөлтийн түвшин, үргэлжлэх хугацаа, түүнчлэн хувь хүний ​​мэдрэмтгий байдлаас хамаардаг гэдгийг анхаарах нь чухал юм. Нафталинтай холбоотой эрүүл мэндийн зарим асуудал энд байна.

1. Цус задралын цус багадалт: нафталины хордлогын эрүүл мэндэд үзүүлэх нөлөөллийн нэг нь цус задралын цус багадалт үүсгэдэг. Энэ нөхцөл байдал нь цусны улаан эсийн задралд ордог бөгөөд энэ нь тэдний тоо буурахад хүргэдэг. Энэ нөлөө нь нярай болон бага насны хүүхдүүдэд эрвээхэй эсвэл гэр ахуйн бусад бүтээгдэхүүнийг хэрэглэх замаар нафталинд өртөж болзошгүй тул онцгой ач холбогдолтой юм.
2. Амьсгалын замын цочрол: нафталины уураар амьсгалах нь амьсгалын замыг цочроож, ханиалгах, амьсгал давчдах, цээжинд таагүй мэдрэмж төрүүлэх зэрэг шинж тэмдгүүд илэрдэг. Удаан хугацаагаар өртөх нь амьсгалын замын эмгэгийг үүсгэдэг.
3. Хорт хавдар үүсгэх: Зарим судалгаагаар нафталин нь хорт хавдар үүсгэх чадвартай, ялангуяа уушгины хорт хавдартай холбоотой байдаг. Зарим мэргэжлийн орчинд байдаг нафталин зэрэг өндөр түвшинд удаан хугацаагаар өртөх нь хорт хавдар тусах эрсдэлтэй холбоотой байдаг.
4. Элэг, бөөрний гэмтэл: Нафталин их хэмжээгээр хордох нь элэг, бөөрийг гэмтээх аюултай. Эдгээр эрхтэн дэх нафталины солилцоо нь хордлого үүсгэдэг реактив завсрын бодисыг үүсгэдэг.
5. Хөгжлийн болон нөхөн үржихүйн үр нөлөө: Амьтанд хийсэн судалгаагаар нафталины хордлого нь организмын хөгжил, нөхөн үржихүйд сөрөг нөлөө үзүүлдэг болохыг харуулсан. Илүү их судалгаа хийх шаардлагатай байгаа ч хүний ​​хөгжил, нөхөн үржихүйд үзүүлэх нөлөөллийн талаар санаа зовж байна.

Эдгээр нөлөөллийн ихэнх нь тодорхой мэргэжлийн орчинд тулгардаг эсвэл санаатайгаар залгисан тохиолдол зэрэг өндөр түвшний өртөлттэй холбоотой гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Зохицуулах байгууллагууд нафталин болон түүнтэй төстэй нэгдлүүдтэй холбоотой эрсдлийг бууруулахын тулд өртөлтийн хязгаарыг тогтоодог. Хувь хүн нафталин агуулсан бүтээгдэхүүнийг хэрэглэхдээ аюулгүй байдлын заавар, урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг дагаж мөрдөх, хордлогын шинж тэмдэг илэрвэл эмнэлгийн тусламж авахыг зөвлөж байна. Нэмж дурдахад нафталины солилцоо нь түүний хорт нөлөөг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнийг биеэс гадагшлуулахын тулд хор хөнөөл багатай бодис болгон хувиргадаг.

Түүх

1820-иод оны эхээр хоёр тусдаа тайланд нүүрсний давирхайг нэрэхээс гаргаж авсан хурц үнэртэй цагаан хатуу бодисыг дүрсэлсэн байдаг . 1821 онд Жон Кидд эдгээр хоёр тодруулгыг иш татсан бөгөөд дараа нь энэ бодисын олон шинж чанар, түүнийг үйлдвэрлэх арга хэрэгслийг тодорхойлсон. Тэрээр нафталин гэж нэрлэхийг санал болгосон , учир нь энэ нь нэг төрлийн нафта (ямар ч дэгдэмхий, шатамхай шингэн нүүрсустөрөгчийн хольц, түүний дотор нүүрсний давирхайг хамарсан өргөн нэр томъёо) юм.  Нафталины химийн томьёог 1826 онд Майкл Фарадей тодорхойлсон. Хоёр хайлсан бензолын цагирагийн бүтцийг 1866 онд Эмил Эрленмейер санал болгож ,  гурван жилийн дараа Карл Гребе баталжээ .

Ихэнх нафталиныг нүүрсний давирхайгаас гаргаж авдаг. 1960-аад оноос 1990-ээд он хүртэл газрын тос боловсруулах явцад нефтийн хүнд фракцаас их хэмжээний нафталин гаргаж байсан ч одоогийн байдлаар голчлон нүүрсний давирхайгаас олборлож байна. Жилд ойролцоогоор 1.3 сая тонн үйлдвэрлэдэг.

Нафталин бол нүүрсний давирхайн хамгийн элбэг нэг бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Нүүрсний давирхайн найрлага нь нүүрсний төрөл, боловсруулалтаас хамаарч өөр өөр байдаг ч ердийн нүүрсний давирхай нь жингийн 10% орчим нафталин байдаг. Аж үйлдвэрийн практикт нүүрсний давирхайг нэрэх нь 50% нафталин, бусад арван хоёр үнэрт нэгдлүүдийг агуулсан тос гаргаж авдаг . Энэхүү тосыг хүчиллэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (гол төлөв янз бүрийн фенолууд ) арилгахын тулд усан натрийн гидроксид , үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг арилгахын тулд хүхрийн хүчлээр угаасны дараа нафталиныг тусгаарлахын тулд фракцийн нэрэлтийг хийдэг . Энэ процессын үр дүнд үүссэн түүхий нафталин нь жингийн 95% орчим нафталин юм. Гол хольц нь хүхэр агуулсан үнэрт нэгдэл бензотиофен (<2%), индан (0.2%), инден (<2%), метилнафталин (<2%) юм. Нефтийн гаралтай нафталин нь ихэвчлэн нүүрсний давирхайгаас илүү цэвэр байдаг. Шаардлагатай тохиолдолд түүхий нафталиныг төрөл бүрийн уусгагчаас дахин талсжуулах замаар цаашид цэвэршүүлэх боломжтой бөгөөд үүний үр дүнд жингийн 99% нафталиныг 80 ° C (хайлах цэг) гэж нэрлэдэг.

Хойд Америкт нүүрсний давирхай үйлдвэрлэгчид нь Koppers Inc., Ruetgers Canada Inc., Recochem Inc., газрын тосны үндсэн үйлдвэрлэгч нь Monument Chemical Inc. Баруун Европт алдартай үйлдвэрлэгчид нь Копперс, Рюетгерс, Деза юм. Зүүн Европт нафталиныг Оросын төрөл бүрийн металлургийн нэгдсэн цогцолборууд (Северсталь, Евраз, Мечел, ММК) , тусгай зориулалтын нафталин, фенол үйлдвэрлэгч ИНКОР, Украины Енакиевскийн төмөрлөгийн үйлдвэр, Казахстаны АрселорМиттал Темиртау үйлдвэрлэдэг