Сексуальные эффекты загрязнения воды - Sex effects of water pollution

Секс находится под влиянием воды загрязняющие вещества которые встречаются в повседневной жизни. Эти источники воды могут варьироваться от простого фонтана до целого океана. Загрязняющие вещества в воде варьируются от эндокринный разрушитель Химические вещества (EDC) в контроле над рождаемостью Бисфенол-А (BPA). Посторонние вещества, такие как химические загрязнители, вызывающие смену пола, все чаще обнаруживаются в циркулирующих водах мира. Эти загрязнители затронули не только людей, но и животных, контактировавших с загрязнителями.

Химические вещества, разрушающие эндокринную систему

Эндокринные разрушающие химические вещества (EDC) - это химические вещества, которые напрямую влияют на пол. гормоны.[1] Они получили эти имена из-за того, что они антиэстрогены и антиандрогены.[1] Подавляя функцию этих гормонов, плодородие снижается, и было показано, что дисбаланс таких гормонов вызывает феминизирующие эффекты у мужчин.[нужна цитата ] Это не только проблема человека, она становится все более заметной в популяциях рыб во всем мире.[2] Ученые считают, что эти химические вещества, присутствующие в воде, приводят к усилению феминизирующего эффекта у самцов рыб.[2] Эстрогены накапливаются в жировых тканях и тканях, а из-за цикла пищевой цепи искусственные эстрогены / EDC накапливаются по мере того, как они поднимаются на различные уровни пищевой цепи.

EDC присутствуют в окружающей среде естественным или искусственным путем.[1] Хотя EDC от контроля над рождаемостью, очевидно, оказывают большое влияние на людей, оказывается, что в Соединенных Штатах эстрогены, даваемые домашнему скоту, еще более распространены.[3]

Загрязняющие вещества и их источник происхождения

Фармацевтические препараты

Загрязняющие вещества, изменяющие пол, поступают из многих источников. Одним из источников, который становится все более очевидным, является загрязнение воды из-за фармацевтические препараты. Фармацевтические продукты могут содержать микроскопические загрязнители, имитирующие химическую структуру гормонов, присутствующих в живых организмах. Эти соединения называются химическими веществами, разрушающими эндокринную систему. Обычно они имитируют химическую структуру эстрогенов и андрогенов.[4] Источники этих искусственных EDC на удивление широко распространены в человеческом производстве и использовании многих бытовых и промышленных товаров. Например, EDC, такие как парабены, фталаты и триклозаны, можно найти в повседневных предметах домашнего обихода, таких как универсальные шампуни, кондиционеры, мыло, духи, косметика и лосьоны. EDC наносятся на кожу и абсорбируются, попадают в организм и затем выводятся с мочой, либо смываются в душе или раковине, и это подтверждено многочисленными анализами воды. Ниже приведены некоторые из наиболее часто тестируемых, используемых и анализируемых EDC, содержащихся в фармацевтических препаратах и ​​товарах личной гигиены:

  • Парабены: подавляют рост дрожжей, плесени и бактерий в косметических продуктах, их можно найти в дезодорантах, скрабах для лица, макияже, лосьонах и очищающих средствах. Парабены также имитируют эстроген и имеют такую ​​же химическую структуру.
  • Фталаты: фталаты используются в косметике в качестве «пластифицирующих» агентов, чтобы сделать вещество более податливым, например, в лаке для ногтей и лаке для волос. Они действуют как эстроген и связываются с рецепторами в клетке, чтобы вызвать эстрогенную активность в организме.
  • Триклозаны: действуют как противомикробные средства, их можно найти в зубной пасте, косметических продуктах и ​​многих мылах. Триклозаны проявляют поведение, которое типично для эстрогена и андрогена, работая в сложной природе, чтобы взаимодействовать с обоими гормональными рецепторами.

Помимо этих микроскопических EDC, некоторые из других наиболее распространенных типов фармацевтических препаратов, обнаруживаемых при анализе воды:антидепрессанты, противосудорожные препараты, и одна очень известная: контроль рождаемости ».[3]

Промышленность и сельское хозяйство

Однако фармацевтические препараты не являются самым крупным источником загрязнения воды, изменяющего гендерную принадлежность. Ученые из Калифорнийский университет в Сан-Франциско (UCSF) заявил, что есть много других источников химических веществ, подобных тем, которые содержатся в различных фармацевтических препаратах, которые производят такие же эффекты.[3] “Удобрения для сельскохозяйственных культур вместе с дойные коровы, и различные промышленные химические вещества, такие как BPA », все чаще рассматриваются как источник загрязнения, вызывающий определенные специфические эффекты у тех, кто их потребляет или продуктов, которые из них производятся.[3] В частности, переход на промышленные химикаты, когда они вместе с другими продуктами, содержащими эти химические вещества, утилизируются, они попадают в свалки.[3] Сток от указанных свалок в конечном итоге попадает в более крупный источник воды, и начинается заражение.

Ископаемое топливо и органика

Еще один источник загрязнения - ископаемое топливо горение.[5] В органические загрязнители и следы металлов выбрасываемые в воздух в результате этого горения, попадают в океаны и влияют на химический состав океана. Один конкретный процесс, который имеет большое влияние на глобальную азотный цикл что влияет на климат океана, Процесс Габера-Боша, используется для сельскохозяйственных удобрений.[5]

Люди

Есть еще люди. Химические вещества, меняющие пол, постоянно производятся и выводятся человеком в повседневной жизни. Наряду с этим, беременные женщины содержат большее количество химических веществ, поэтому с каждым выделением выделяется большее их количество.[3] Из-за этого можно видеть, что источник загрязняющих веществ, изменяющих пол, не является естественным, а вызван химическими веществами, которые выбрасываются во всем мире.

Круговорот загрязняющих веществ

Такие химические вещества, как EDC и искусственные эстрогены, постоянно циркулируют по планете с помощью различных сред. Люди стали основным участником накопления токсичных веществ в нашей экосистеме.[6] Основные источники питьевой воды, такие как реки, озера, ручьи и, в конечном итоге, океан, - это лишь некоторые из таких сред, которые переносят эти химические вещества с места на место. В большинстве случаев химическое воздействие на бедных людей во всем мире, живущих в сельских районах, связано с их воздействием загрязненных источников воды.[7]

Процесс попадания EDC в источник воды начинается с источника. Будь то промышленное предприятие, фармацевтический или человеческий, он в конечном итоге попадает в более крупный источник воды, обычно в виде отходов. В Агентство по охране окружающей среды (EPA) задокументировал количество фармацевтических препаратов, выбрасываемых в окружающую среду с производственных предприятий, однако эта документация не так распространена на уровне домашних хозяйств.[8] В настоящее время предпринимаются некоторые попытки минимизировать это загрязнение. Например, 80 процентов аптеки в Округ Кларк, Вашингтон внесли свой вклад в усилия, направленные на безопасную утилизацию неконтролируемых наркотиков.[8] Попытки контролировать загрязнение воды получают поддержку, поскольку загрязнение постепенно становится все более заметным. Однако эти усилия все еще находятся в процессе широкомасштабного внедрения. Затем загрязненная вода отправляется в разные места.

Управление отходами

Одна из возможностей заключается в том, что вода направляется на предприятие по переработке отходов для обработки и затем рециркуляции. Однако эксперты обнаружили, что очистка сточных вод не полностью удаляет эти химические вещества из питьевых материалов. Любая вода, сливаемая в душ, унитаз или раковину, обычно несет в себе какой-то EDC. Эти стоки ведут к трубам, ведущим к очистным сооружениям. Типичная установка по очистке сточных вод включает в себя многоступенчатый процесс очистки воды, но из-за микроскопических размеров частиц EDC это обычно не является 100% успешным процессом. Например, в Боулдер, штат Колорадо, управление сточными водами поступает по впускным трубам, которые ведут в более крупные сборные бассейны на предприятии. Типичное лечение обычно длится от 12 до 24 часов и состоит из трех основных лечебных процессов. Во-первых, физическая обработка удаляет твердые и органические материалы из сточных вод. Затем следует микробиологическое лечение. Бактерии в этих резервуарах для отходов питаются углеродными и азотистыми соединениями, оставшимися в сточных водах. И, наконец, вода обрабатывается ультрафиолетовым синим светом для дезинфекции оставшейся воды. Сточные воды возвращаются в местные ручьи, ручьи и источники пресной воды. Этот базовый план очистки сточных вод эффективен для борьбы с более крупными загрязнителями, однако он неэффективен для удаления микроскопических EDC.[9] Таким образом, микрозагрязнение EDC вызывает накопление токсичных химических супов в пресноводных средах обитания.[10]

В ответ на это водное хозяйство заявил, что нет никаких доказательств риска для здоровья в целом в результате воздействия этих химикатов. Тем не менее Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) утверждает в своем обзоре загрязнения воды, что многие загрязнители выживают очистки сточных вод и биоразложение, и обнаруживаются в окружающей среде. Следовательно, зараженный источник перерабатывается сообществом, подвергая воздействию больше людей и попутно выделяя больше химикатов.[нужна цитата ]

Круговорот воды

Второй источник циркуляции - вода, движущаяся естественным путем через круговорот воды. Проще говоря, круговорот воды представляет собой путь, по которому вода движется по планете Земля.[11] Он следует за серией стадий, в которых вода несколько раз меняет состояние, пока, наконец, не упадет на землю, где снова будет циркулировать. В круговороте воды как органические, так и неорганические загрязнители подвергаются биологическому разложению или отфильтровываются, тогда как они больше не представляют большой угрозы.[11] Это также верно для небольших количеств химикатов, присутствующих в воде. Однако, когда в воде, циркулирующей в атмосфере, присутствует очень большое количество химикатов, органических или неорганических, вредные последствия могут наблюдаться в тех областях, куда эта вода падает. осадки. Эти осадки повторно входят в постоянный круговорот загрязнения воды.

Океан и морская жизнь

Другой путь, по которому вода может циркулировать, - это течь прямо в океан. Загрязняющие вещества преобладают в прибрежных водах и водах открытого океана, поскольку загрязненная вода течет из точечных источников в море.[5] Затем эти загрязнители распространяются по всему миру из-за циркуляции океанских течений и миграция открытой морской жизни.[5] Это становится объяснением того, как химические вещества снова попадают к потребителю. Морские животные в загрязненной зоне существуют и ежедневно потребляют загрязненную воду. Когда он собран, в нем накопилось количество вредных химикатов / EDC, относительно высокое по сравнению с уровнем в окружающей среде океана.[5] Затем они передаются потребителям морепродуктов: людям, тогда как химические вещества накапливаются в их организме, в конечном итоге вызывая проблемы со здоровьем, связанные с сексом.

Влияние загрязнителей на пол

Эти химические вещества влияют на пол многих людей из-за постоянного воздействия. Загрязняющие вещества, обнаруженные в воде, наблюдались во многих исследованиях, в ходе которых были получены конкретные данные, описывающие их влияние на гормоны как у мужчин, так и у женщин. Исследования проводились на животных, но наблюдаемые тенденции также связаны с эффектами, наблюдаемыми у людей. Ученые, наблюдающие EDC в крови женщин, обнаружили, что эти химические вещества имитируют человеческие гормоны и вызывают изменения в процесс определения пола будущих детей.[12] Некоторые ученые предполагают, что это гормональное влияние на процесс определения пола привело к уменьшению соотношения мужчин и женщин.[12] Другие эффекты, напрямую влияющие на пол человека, включают уменьшение количества и качества сперматозоидов и усиление дефицита репродуктивной системы мужчины.[13]

В частности, если посмотреть на влияние EDC на сперматозоиды, эти химические вещества вызывают преждевременное высвобождение химического вещества, которое сперматозоиды используют для проникновения во внешний слой яйцеклетки.[1] Результаты, полученные в ходе исследования, помогают объяснить, почему сперматозоиды действуют именно так. Что касается дефицита мужской репродуктивной системы, эти химические вещества начинают влиять на мужчину еще при рождении. По мере развития семенников на ранних этапах процесса развития происходит явление определенного типа клеток, Клетки Сертоли, отличает.[1] В этот период воздействие таких EDC, как эстроген вызывает снижение выработки клеток Сертоли.[1] Уменьшение количества клеток Сертоли вызывает снижение выработки спермы, что снижает эффективность мужской репродуктивной системы.[1] EDC также были связаны с раннее половое созревание, бесплодие и пороки развития.[3] Эти эффекты были обнаружены не только у людей, но и изучалась водная жизнь, поскольку эти животные находятся в прямом контакте с EDC как часть своего образа жизни. Популяции рыб в значительной степени пострадали от распространенности EDC в их естественных экосистемах.

Водная жизнь

  • В исследовании, опубликованном в 2008 году в Японии, изучалось влияние EDC от средств личной гигиены на биом местной реки. Эффект триклозана указывал на подавление роста многих видов, включая водоросли, простейшие, ракообразных, бактерии и земноводные.[14] Еще одно свидетельство присутствия EDC обнаруживается в исследованиях пресноводных, устьевых и морских экосистем, которые также имеют серьезные последствия для здоровья рыб. Имитаторы эстрогена и андрогена создают эндокринный дисбаланс в популяциях рыб, которые зависят от обмена гормонами для воспроизводства и созревания. Накопление EDC в ручьях, озерах и реках создает путаницу в гормоне вителлогенине, репродуктивном гормоне рыб. Согласно обзору, опубликованному Агентством по охране окружающей среды США, когда рыба подвергалась воздействию различных имитаторов эстрогена и андрогена, связь вителлогенина искажалась, что приводило к снижению яйценоскости, асимметричному соотношению полов, снижению мужского гонадосоматического индекса (производство спермы), снижению сексуального поведения. у самцов и повышенные физические уродства у различных видов рыб.[15]

Решения

Технология фильтрации воды

Чтобы лучше отфильтровать эти следы загрязняющих веществ из сточных вод, покидающих предприятия по переработке отходов, исследования, проведенные Westerhoff et al.[16] и Schafer et al. [17] изучить системы фильтрации воды, которые лучше всего удаляют EDC из сточных вод. Они обнаружили, что порошкообразный активированный уголь (PAC), мембранная фильтрация (нефильтрация и биофильтрация) и обратный осмос были лучшими при удалении EDC.

  • Порошковый активированный уголь (PAC): PAC производится из органических веществ с высоким содержанием углерода, таких как древесина, уголь и кокосы. Источник углерода обрабатывают так, чтобы он имел большую площадь поверхности с множеством микроскопических пор, и в большом количестве добавляют в воду на ранних стадиях очистки воды. Углерод поглощает токсины из-за его молекулярного притяжения и желания прилипать к заряженным органическим молекулам.
  • Мембранная фильтрация: Мембранная фильтрация включает использование органических и неорганических мембран, которые фильтруют молекулы разного размера в зависимости от молекулярных характеристик.
  • Обратный осмос: обратный осмос похож на мембранную фильтрацию. Он использует обратное осмотическое давление, которое способствует фильтрации воды от высокой концентрации загрязнения до низкой концентрации загрязнения за счет дополнительного давления. Вода проходит через мембрану, которая позволяет пропускать только воду, вынуждая загрязняющие вещества и токсины выводиться из процесса фильтрации.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Фрейдис. «Загрязнение половым гормоном». Голология: тетрадь по социальной инженерии. Получено 20 марта 2012.
  2. ^ а б Университет Эксетера (18 января 2009 г.). «Снижение мужской фертильности связано с загрязнением воды». ScienceDaily. Получено 16 апреля 2012.
  3. ^ а б c d е ж грамм Мур, Кирстен; Кимберли Инез Макгуайр; Ривка Гордон; Трейси Вудрафф (август 2011 г.). «Гормоны контроля рождаемости в воде: отделяя миф от факта». Контрацепция. 84 (2): 115–118. Дои:10.1016 / j.contraception.2011.04.014. PMID  21757050.
  4. ^ 1. Эндокринные разрушители: характеристика [Интернет]. [цитируется 8 мая 2017 г.]. Доступна с: http://enhs.umn.edu/current/5103/endocrine/character.html
  5. ^ а б c d е Дони, Скотт (18 июня 2010 г.). «Растущий след человека на биогеохимию прибрежных районов и открытого океана». Наука. 328 (5985): 1512–1516. Bibcode:2010Sci ... 328.1512D. Дои:10.1126 / science.1185198. PMID  20558706. S2CID  8792396.
  6. ^ Бретт, Триша. Судьба эстрона (E1), 17бета-эстрадиола (E2), эстриола (E3) и 17альфа-этинилэстрадиола (EE2) в поверхностных водах. Дисс. Университет Британской Колумбии, Оканаган, 2014. Интернет.
  7. ^ Карвалью, Суэли (2011). Серия руководств по учету гендерной проблематики: химические вещества и гендерные аспекты (PDF). Группа ПРООН по окружающей среде и энергетике. С. 1–27.
  8. ^ а б Дин, Корнелия (3 апреля 2007 г.). «Наркотики в воде. Имеет ли значение?». Нью-Йорк Таймс. Получено 20 марта 2012.
  9. ^ 1. Водное образование [Интернет]. [цитируется 8 мая 2017 г.]. Доступна с: https://bouldercolorado.gov/water/water-education
  10. ^ «Сбор и очистка сточных вод - фундамент общественного здравоохранения». Очистки сточных вод. Интернет. 16 апреля 2016 г.
  11. ^ а б «Типы: загрязнение воды». Oracle ThinkQuest. Получено 21 марта 2012.
  12. ^ а б Браун, Пол (11 сентября 2007 г.). «Искусственные химические вещества считают, что в Арктике рождается больше девочек, чем мальчиков». Хранитель. Получено 20 марта 2012.
  13. ^ Карвалью, Суэли (2011). Серия руководств по учету гендерной проблематики: химические вещества и гендерные аспекты (PDF). Группа ПРООН по окружающей среде и энергетике. С. 1–27.
  14. ^ Джанжуа, Надим Резак, Ханне Фредериксен, Нильс Э. Скаккебек, Ганс Кристиан Вульф и Анна Мария Андерссон. «Выведение фталатов и парабенов с мочой после многократного местного применения на всем теле у людей». Международный журнал андрологии 31 (2008): 118-30. Интернет-библиотека Wiley. Интернет. 5 апреля 16.
  15. ^ Лесли Дж. Миллс, Клинтон Чичестер, Обзор данных: Влияют ли химические вещества, нарушающие работу эндокринной системы в водной среде, на популяции рыб ?, Наука о всей окружающей среде, том 343, выпуски 1–3, 1 мая 2005 г., страницы 1-34, ISSN 0048-9697, г. https://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.12.070.
  16. ^ Вестерхофф, Пол, доктор философии, П. «Удаление эндокринных разрушителей, фармацевтические препараты и средства личной гигиены во время очистки воды» Southwest Hydrology, ноябрь / декабрь 2003 г.: 18-19. Онлайн PDF.
  17. ^ А.И. Шафер, Т.Д. Уэйт. «Удаление эндокринных нарушителей при расширенном лечении - австралийский подход». Материалы Всемирного водного конгресса IWA, семинар по эндокринным разрушителям, группа специалистов IWA по оценке и контролю опасных веществ в воде (ACHSW), Мельбурн (2002), стр. 37-51