Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Трибутильтин (ТБТ) – (C4H9)3Sn тобын қамтитын органотин қосылыстарының бір класы, оның ең танымал мысалы – трибутильтин оксиді. 40 жыл бойы ТБТ теңіз кемелерінің корпустарына жағылатын антифоулингтік бояуларда, көбінесе «корпусқа жағылатын бояу» деп аталатын, биоцид ретінде қолданылды. Корпусқа жағылатын бояу кемелердің өнімділігі мен беріктігін арттырады, себебі ол кеме қабығындағы организмдердің өсуін – биологиялық ластануды баяулатады. ТБТ теңіз ортасына бірте-бірте сіңіп, мақсатсыз организмдер үшін жоғары уытты болады. ТБТ-нің уытты әсері омыртқасыздар, омыртқалылар және әртүрлі сүтқоректілер сияқты мақсатсыз организмдерде биомагнификацияға немесе биоаккумуляцияға алып келуі мүмкін. ТБТ сонымен қатар семіздік тудыратын зат болып табылады. Жергілікті организмдер популяциясының құлдырауына себеп болғаннан кейін ТБТ-ге тыйым салынды.
Group of organotin compounds
Tributyltin (TBT) is an umbrella term for a class of organotin compounds which contain the |(C4H9)3Sn group, with a prominent example being tributyltin oxide. For 40 years TBT was used as a biocide in anti fouling paint, commonly known as bottom paint, applied to the hulls of oceangoing vessels. Bottom paint improves ship performance and durability as it reduces the rate of biofouling, the growth of organisms on the ship's hull. The TBT slowly leaches out into the marine environment where it is highly toxic toward nontarget organisms. TBT toxicity can lead to biomagnification or bioaccumulation within such nontarget organisms like invertebrates, vertebrates, and a variety of mammals. TBT is also an obesogen. After it led to collapse of local populations of organisms, TBT was banned.
Химиялық қасиеттері
ТБТ немесе трибутильтин, трибутильстаннил немесе трибутильстанник гидридті қосылыстар – органотин қосылыстары. Олардың қаз (IV) атомына ковалентті байланысқан үш бутил тобы бар. Бұл қосылыстардың жалпы формуласы: (CH3CH2CH2CH2)3SnX. X – хлорид (Cl), гидроксид (OH) немесе RCO2 карбоксилдік тобы болуы мүмкін, мұнда R – органилдік топ. ТБТ эндокриндік жүйені бұзатын қосылыс екені белгілі, ол өсу, көбею және басқа да физиологиялық процестерге әсер етеді. ТБТ қосылыстарының суда ерігіштігі төмен, бұл оларды антифоулингтік заттар ретінде қолдануға қолайлы етеді. ТБТ-ның уыттылығы кемелердің корпустарында балдырлардың, балықшалардың, моллюскалардың және басқа да организмдердің өсуіне кедерес жасайды. Теңіз немесе су ортасына түскен кезде ТБТ төсек шөгінділеріне жабысады. ТБТ-ның дистилленген судағы Log Kow көрсеткіші 3,19–3,84, теңіз суында 3,54, бұл ТБТ-ны орташа гидрофобты етеді. ТБТ қосылыстары майда жақсы ериді және топырақ пен шөгіндідегі органикалық заттарға оңай сіңеді. Моллюскалар, устрицалар және дельфиндер сияқты организмдерде ТБТ-ның биоаккумуляциясы олардың көбею жүйесіне, орталық нерв жүйесіне және эндокриндік жүйесіне зиян келтіреді. Дегенмен, ТБТ-ның шөгінділерге сіңуі қайтымды және судың pH деңгейіне байланысты. Теңіз суында ТБТ-ның жартылай ыдырау мерзімі бір-екі аптаға жетеді. Зерттеулер көрсеткендей, ТБТ-ның 95%-ы шөгінділерден су ортасына қайта оралады. Бұл сіңіру процесі ТБТ-ны ортада анықтауды қиындатады, себебі оның судағы концентрациясы оның нақты мөлшерін көрсетпейді. ТБТ поливинилхлоридтер сияқты қосылыстарда тұрақтандырғыш ретінде де қолданылған. Кейбір түрлерде 1 нанограмм/литр су мөлшерінен де улы әсер пайда болады. ТБТ-дан туындаған ауаның ластануы қоршаған ортаға елеулі әсер ететіндей деңгейде байқалған жоқ немесе маңызды деп есептелмеді. Суда фотодеградация және микроорганизмдер ТБТ-ны ыдыратып, топырақ шөгінділеріне сіңіре алады. Биоаккумуляция уақыт өте келе артады, нәтижесінде азық тізбегінің жоғары сатысындағы организмдерде биомагнификация пайда болады, бірақ биомагнификацияның көлемі айтарлықтай емес. ТБТ қоршаған ортада 30 жылға дейін сақталуы мүмкін, себебі ол көбінесе суспензиядағы материалдар мен шөгінділерге жабысады, сондықтан ол экожүйеде ұзақ уақыт бойы қалады. Бұл биоаккумуляцияның теңіз ортасында жылдам жүреді дегенді білдіреді, бұл ТБТ-ның көп мөлшерде жиналуына әкелуі мүмкін, әсіресе азық тізбегінің төменгі сатысындағы кіші организмдерде, бұл денсаулыққа түрлі зиян келтіреді.
TBT, or tributyltin, tributylstannyl or tributyl stannic hydride compounds are organotin compounds. They have three butyl groups covalently bonded to a tin(IV) atom. A general formula for these compounds is |(CH3CH2CH2CH2)3Sn\sX. The |\sX is typically a chloride |\sCl, hydroxide |\sOH, or a carboxylate |RCO2\s, where R is an organyl group. TBT is also known to be an endocrine disrupting compound, which influences biological activities such as growth, reproduction and other physiological processes. TBT compounds have a low water solubility, a property that is ideal for antifouling agents. The toxicity of TBT prevents the growth of algae, barnacles, molluscs and other organisms on ships hulls. When introduced into a marine or aquatic environment, TBT adheres to bed sediments. TBT has a low Log Kow of 3.19 – 3.84 in distilled water and 3.54 for sea water, this makes TBT moderately hydrophobic. TBT compounds have a high fat solubility and tend to absorb more readily to organic matter in soils or sediment. The bioaccumulation of TBT in organisms such as molluscs, oysters and dolphins, have extreme effects on their reproductive systems, central nervous systems and endocrine systems. However, the adsorption of TBT to sediments is reversible and depends on pH level in the body of water. TBT has a half life of one or two weeks in marine water. Studies have shown that 95% of TBT can be released from the sediments back into the aquatic environment. This absorption process can complicate quantification of TBT in an environment, since its concentration in the water is not representative of its availability. Another use of TBT is that they were used as stabilizers in compounds like polyvinyl chlorides. Toxic effects in some species occur at 1 nanogram per liter of water. Air pollution from TBT has not been noticed or considered significant enough to effect the environment. In the water, photodegradation and microorganisms can break down TBT and leach into the soil sediments. The bioaccumulation increases over time, leading to a biomagnification in organisms higher up the food chain, although the biomagnification is not that considerable in size. As TBT can remain in the environment for up to 30 years due to often bonding to suspended material and sediments, it can remain in an ecosystem for a very long time. This means that bioaccumulation readily occurs in marine environments, which can lead to very high amounts of TBT being accumulated, especially in smaller organisms at the bottom of the food chain, which in turn has various health effects.
Омыртқасыздар
Органотин қосылыстарының әсерінен аналық прособранхты гастроподтарда еркек жыныс мүшелерінің дамуы орын алады. Бұл құбылыс импосекс деп аталады. ТБТ омыртқасыз жануарлардың дамуына әсер ететіні дәлелденген. Теңіз құрлылары, мысалы, Nucella lapillus (ит құрлысы), көбінесе индикаторлық түр ретінде қолданылады. Гастроподтарда қосымша жыныс мүшелерінің қалыпты даму процесі ретиноидқа тәуелді, бұл 9cisRA-ның еркек жыныс мүшелеріне тигізетін әсерімен дәлелденген. ТБТ ретиноид X рецепторының (9cisRA) эндогендік лигандасын имитациялайды, соның салдарынан ретиноид қышқылына тәуелді сигналдық каскадтарды белсендіреді, әйел жыныс мүшелерінің өсуін күшейтеді. Моллюскаларға ТБТ-ның әсер ету себептері туралы көптеген теориялар бар. Мысалы, бұрынғы зерттеулерде ТБТ ароматазаның тежелуіне себеп болады делінген, бұл тестостерон деңгейінің жоғарылауына және, демек, импосекске алып келеді. ТБТ цитохром P450 молекуласын тежеу арқылы эндокриндік жүйені бұзады деген гипотеза да бар. P450 өз функцияларының көптеген түрлерінің арасында еркек гормоны қасиеттері бар андрогенді әйел гормоны қасиеттері бар эстрогенге айналдырады. Андрогеннің жоғары концентрациясы әйелдердің еркектенуіне әкелуі мүмкін деген болжам бар. Тағы бір индикаторлық түр – Chironomus riparius, шағып алмайтын шыбық, ол теңіз ортасында ТБТ-ның даму мен көбеюге тигізетін әсерін зерттеу үшін қолданылады. ТБТ-ның жоғары концентрациясы әйелдер популяциясын арттырады, ал нәтижелер қызығушылық тудырады, себебі стенгоглассанды гастроподтардың еркектенуінен айырмашылығы, бұл жағдайда әйелдердің феминизациясы байқалды. Зерттеулер ТБТ иммундық жүйеге зиян келтіретінін көрсетті. Зерттеулер ТБТ теңіз түбінде тіршілік ететін және ТБТ-ның жоғары деңгейіне ұшыраған балықтардың инфекцияға қарсы тұру қабілетін төмендетінін көрсетті. Мұндай аймақтарда, мысалы, порты мен сағалар сияқты, лайлы шөгінділер жиі кездеседі. Жұқпалы аурулардан өлген теңіз суырықтарының тіндеріндегі бутилтин деңгейі, жарақаттанған немесе басқа себептерден өлгендерге қарағанда жоғары болды. Ғалымдар теңіз суырықтарының көбінесе қайықтардың жанында және жабық мариналарда жүретінін хабарлады, бұл олардың бутилтиннің жоғары деңгейіне ұшырауына себеп болуы мүмкін. ТБТ теңіз суырықтары мен дельфиндерде иммунодепрессияны тудырады. ТБТ сүтқоректілердің жоғары деңгейдегі хищниктерінде, мысалы, тісті киттерде есту қабілетінің нашарлауымен де байланысты. Тышқандарда ТБТ гипоталамус-гипофиз-бүйрекүсті безі (HPA) осіне әсер етуі мүмкін. Гипофиз және бүйрекүсті бездерінде ТБТ-ға ұшыраған тышқандарда морфофизиологиялық өзгерістер анықталды. ТБТ адамдарға да әсер етуі мүмкін. Адамдар осы қосылыстарға ұшырауы мүмкін және бас ауруы, шаршау, тыныс алу проблемалары және басқа да денсаулық мәселелеріне тап болуы мүмкін. Ұзақ мерзімді әсер ету бүйректер мен бауыр сияқты кейбір ішкі органдардың зақымдануына әкелуі мүмкін.
Exposure to organotin compounds causes the development of male accessory sex organs in female prosobranch gastropods. This phenomenon has been termed imposex. TBT has been shown to affect invertebrate development. Marine snails, such as the dog whelk (Nucella lapillus), has often been used as an indicator species. In gastropods, the normal process of accessory sex organ development is retinoid dependent, as has been proven by the effect 9cisRA has on male penises. TBTs mimic the endogenous ligand of Retinoid X Receptor (9cisRA), and thus activates the signalling cascades that are retinoid acid dependent, promoting female penis growth. There have been many theories as to why molluscs are affected by TBT. For example, previous literature has stated that TBT would cause the inhibition of aromatase which would lead to an increase in testosterone and therefore, causing imposex. It was theorized that TBT disrupts endocrine system by inhibiting cytochrome P450 molecule. Among its myriad functions, P450 converts androgen, which has male hormone properties, into oestrogen, which has female hormone properties. It was theorized that the high concentration of androgen lead to the masculinization of females. Another indicator species is Chironomus riparius, a species of non biting midge, which has been used to test the effects of TBT on development and reproduction at sublethal concentrations found in marine environments. Higher concentrations of TBT were found to increase the female population and the results are interesting because unlike the masculinization of the stengoglassan gastropods, feminization was present. Studies have shown that TBT is detrimental to the immune system. Research shows that TBT reduces resistance to infection in fish which live on the seabed and are exposed to high levels of TBT. These areas tend to have silty sediment like harbours and estuaries. Otters dying of infectious causes tended to have higher levels of tissue butyltins than those dying of trauma or other causes. It was also reported by scientists that sea otters typically stay near boats and closed off marinas, which may have led to these organisms experiencing higher levels of butyltins. TBT has been shown to lead to immunosuppression in sea otters and dolphins. TBT has also been linked to hearing loss in mammalian top predators such as toothed whales. In rats, the hypothalamus pituitary adrenal (HPA) axis can be affected by TBT. In the pituitary and adrenal glands, there have been findings of morphophysiological changes within rats affected by TBT. TBT can also affect humans as well. Humans can be exposed to these compounds and potentially experience headaches, fatigue, respiratory issues, and more. Long term exposure can also lead to damage of some internal organs such as the kidneys and liver.
Реттеу
25 метрден кем қайықтарда ТБТ қолдануға тыйым салу алғаш рет 1980 жылдары басталды. 1990 жылы Теңіз ортасын қорғау комитеті MEPC 46(30) қаулысын қабылдады, онда Үкіметке кіші кемелерде ТБТ-ны қамтитын қоқысқа қарсы бояуларды қолдануды тоқтату ұсынылды. Бұл қаулы Халықаралық теңіз ұйымы кемелер үшін ТБТ-ның қоқысқа қарсы агенттеріне тыйым салғанша уақытша шектеу ретінде көзделген. Бірнеше ел осы қадамды ұстанды және 1997 жылы Жапония ТБТ негізіндегі қоқысқа қарсы бояуларды өндіруге тыйым салды. 1999 жылы IMO Ассамблея қаулысын қолдана бастады, ол MPEC-ті қоқысқа қарсы жүйелердің қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерлерін жоюға бағытталды. Бұл 2003 жылдан бастап кемелерде органотин қосылыстарын қолдануға бүкіл әлемдік тыйым салуға әкелді. Қаулыда кемелердің корпусында немесе сыртқы бөліктерінде органотин қосылыстары болуына жол берілмейді, егер органотин қосылыстарының шығарылуын болдырмау үшін және қалпына келтіруге мүмкіндік беру арқылы әсерін азайту үшін кедергі жасайтын жабын болмаса.
Bans on TBT on boats less than 25 metres long first started in the 1980s. In 1990, the Marine Environment Protection Committee adopted Resolution MEPC 46(30), which recommended that the Government eliminate the use of TBT containing antifouling paints on smaller vessels. This resolution was intended to be a temporary restriction until the International Maritime Organization could implement a ban of TBT anti fouling agents for ships. Several countries followed and in 1997, Japan banned the production of TBT based anti fouling paints. The IMO began to use an Assembly resolution in 1999 that essentially wanted the MPEC to fix the severe environmental effects of the anti fouling systems. This led to a worldwide ban on organotin compound applications on ships starting in 2003. It states that ships cannot bear organotin compounds on their hulls or external parts or surfaces, unless there is a coating that forms a barrier so that organotin compounds cannot leach out to reduce exposure by allowing recovery to occur.