Стійкі органічні забруднювачі (СОЗ) — це органічні сполуки, які стійкі до розкладання за допомогою хімічних, біологічних і фотолітичних процесів. Це токсичні хімічні речовини, які негативно впливають на здоров'я людини та навколишнє середовище в усьому світі. Оскільки вони можуть переноситися вітром і водою, більшість СОЗ, що утворюються в одній країні, можуть впливати й впливають на людей і дику природу далеко від місця їх використання та викиду.

Вплив СОЗ на здоров'я людини та навколишнє середовище обговорювався міжнародним співтовариством під час Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі в 2001 році з наміром ліквідувати або суворо обмежити їх виробництво.

Більшість СОЗ є пестицидами або інсектицидами, а деякі також є розчинниками, фармацевтичними препаратами та промисловими хімікатами. Хоча деякі СОЗ виникають природним шляхом (наприклад, з вулканів), більшість з них створені людиною. «Брудна дюжина» СОЗ, визначених Стокгольмською конвенцією, включає альдрин, хлордан, дільдрин, ендрин, гептахлор, гектахлорбензол, мірекс, токсафен, Поліхлоровані дифеніли, ДДТ, діоксини та поліхлоровані дибензофурани.

Наслідки наполегливості СОЗ зазвичай являють собою галогеновані органічні сполуки (див. списки нижче) і, як такі, виявляють високу розчинність у ліпідах. З цієї причини вони біоакумулюються в жирових тканинах. Галогеновані сполуки також виявляють велику стабільність, що відображає нереакційну здатність зв'язків C-Cl до гідролізу та фотолітичної деградації. Стабільність і ліпофільність органічних сполук часто корелює з їх вмістом галогенів, тому полігалогеновані органічні сполуки викликають особливе занепокоєння. Вони негативно впливають на навколишнє середовище за допомогою двох процесів: транспортування на великі відстані, що дозволяє їм подорожувати далеко від джерела, та біоакумуляції, яка повторно концентрує ці хімічні сполуки до потенційно небезпечних рівнів.Walker, C.H., «Organic Pollutants: An Ecotoxicological Perspective» (2001). Сполуки, що входять до складу СОЗ , також класифікуються як СБТ (стійкі, біоакумулятивні та токсичні) або ТОМЗ (токсичні органічні мікрозабруднювачі).

Перевезення на великі відстані СОЗ переходять у газову фазу за певних температур навколишнього середовища та випаровуються з ґрунту, рослинності та водойм в атмосферу, протистоячи реакціям розпаду в повітрі, щоб подолати великі відстані перед тим, як повторно осісти. Це призводить до накопичення СОЗ у районах, розташованих далеко від того місця, де вони використовувалися або викидалися, зокрема в середовищах, де СОЗ ніколи не потрапляли, наприклад в Антарктиці та за полярним колом. СОЗ можуть бути присутніми у вигляді парів в атмосфері або зв'язаними з поверхнею твердих частинок (аерозолі). Визначальним фактором для переносу на великі відстані є частка СОЗ, яка адсорбується на аерозолях. В адсорбованій формі він — на відміну від газової фази — захищений від фотоокислення, тобто прямого фотолізу, а також окислення радикалами ОН або озоном.

СОЗ мають низьку розчинність у воді, але легко захоплюються твердими частинками та розчиняються в органічних рідинах (маслах, жирах і рідкому паливі). СОЗ нелегко розкладаються в навколишньому середовищі завдяки своїй стабільності та низькій швидкості розкладання. Завдяки такій здатності до транспортування на великі відстані забруднення навколишнього середовища СОЗ є значним навіть у тих районах, де СОЗ ніколи не використовувалися, і залишатимуться в цих середовищах через роки після введення обмежень через їх стійкість до деградації.

Біонакопичення Біонакопичення СОЗ зазвичай пов'язане з високою розчинністю сполук у ліпідах і здатністю накопичуватися в жирових тканинах живих організмів протягом тривалого часу. Стійкі хімічні речовини, як правило, мають вищі концентрації та виводяться повільніше. Накопичення в їжі або біоакумуляція є ще однією характерною ознакою СОЗ, оскільки СОЗ просуваються вгору харчовим ланцюгом, їх концентрація збільшується в міру їх обробки та метаболізму в певних тканинах організмів. Природна здатність шлунково-кишкового тракту тварин концентрувати проковтнуті хімічні речовини разом із поганим метаболізмом і гідрофобною природою СОЗ робить такі сполуки дуже чутливими до біоакумуляції. Таким чином, СОЗ не тільки зберігаються в навколишньому середовищі, але також, коли їх поглинають тварини, вони біоакумулюються, збільшуючи свою концентрацію та токсичність у навколишньому середовищі. Це збільшення концентрації називається біозбільшенням, тобто організми, які знаходяться вище в харчовому ланцюгу, мають більше накопичення СОЗ. Біонакопичення та перенос на великі відстані є причиною, чому СОЗ можуть накопичуватися в організмах, таких як кити, навіть у віддалених районах, таких як Антарктида.

Стокгольмська конвенція про стійкі органічні забруднювачі

Стокгольмська конвенція була прийнята та втілена в життя Програмою ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП) 22 травня 2001 року. ЮНЕП вирішила, що в майбутньому регулювання СОЗ необхідно розглядати глобально. Метою угоди є «захист здоров'я людини та навколишнього середовища від стійких органічних забруднювачів». Станом на 2014 рік Стокгольмську конвенцію дотримуються 179 країн. Конвенція та її учасники визнали потенційну токсичність СОЗ для людини та навколишнього середовища. Вони визнають, що СОЗ мають потенціал для транспортування на великі відстані, біоакумуляції та біозбільшення. Конвенція має на меті вивчити, а потім судити, чи можна класифікувати ряд хімічних речовин, які були розроблені завдяки прогресу технології та науки, як СОЗ. На першому засіданні в 2001 році було складено попередній список, названий «брудною дюжиною», хімічних речовин, які класифікуються як СОЗ. Станом на 2022 рік США підписали Стокгольмську конвенцію, але не ратифікували її. Є кілька інших країн, які не ратифікували конвенцію, але більшість країн світу ратифікували конвенцію.

Сполуки зі списку Стокгольмської конвенції У травні 1995 року Рада керуючих ЮНЕП дослідила СОЗ. Спочатку Конвенція визнавала лише дванадцять СОЗ за їхній шкідливий вплив на здоров'я людини та навколишнє середовище, наклавши глобальну заборону на ці особливо шкідливі та токсичні сполуки та вимагаючи від сторін вжити заходів для усунення або зменшення викидів СОЗ у навколишнє середовище.

Альдрин — інсектицид, який використовується в ґрунтах для знищення термітів, коників, західного кукурудзяного метелика та інших шкідників, також вбиває птахів, риб і людей. Люди піддаються впливу альдрина переважно через молочні продукти та м'ясо тварин. Хлордан — інсектицид, який використовується для боротьби з термітами та при вирощуванні ряду сільськогосподарських культур, є смертельним для різних видів птахів, включаючи качок крижнів, білих перепелів та рожевих креветок; це хімічна речовина, яка залишається в ґрунті з періодом напіврозпаду в один рік. Вважається, що хлордан впливає на імунну систему людини і класифікується як можливий канцероген для людини. Вважається, що основним шляхом впливу хлордану на людину є забруднення повітря. Дільдрин — пестицид, який використовується для боротьби з термітами, шкідниками текстилю, хворобами, що передаються комахами, та комахами, що живуть у сільськогосподарських ґрунтах. У ґрунті та в організмі комах альдрин може окислюватися, що призводить до швидкого перетворення на дильдрин. Період напіврозпаду ділдрина становить приблизно п'ять років. Дільдрин є високотоксичним для риб та інших водних тварин, особливо жаб, у ембріонів яких після впливу низьких рівнів можуть розвинутися деформації хребта. Дільдрин пов'язують з хворобою Паркінсона, раком молочної залози і класифікують як імунотоксичну, нейротоксичну речовину, що порушує роботу ендокринної системи. Залишки дільдрину були виявлені в повітрі, воді, ґрунті, рибі, птахах і ссавцях. Людина потрапляє до організму з їжею, головним чином, через харчові продукти. Ендрин — інсектицид, який розпилюють на листя сільськогосподарських культур і використовують для боротьби з гризунами. Тварини можуть метаболізувати ендрин, тому накопичення в жировій тканині не є проблемою, однак хімікат має тривалий період напіврозпаду в ґрунті — до 12 років. Ендрин є високотоксичним нейротоксином для водних тварин і людей. Людина потрапляє в організм переважно через їжу. Гептахлор — пестицид, який переважно використовується для знищення ґрунтових комах і термітів, а також бавовняних комах, коників, інших шкідників сільськогосподарських культур і малярійних комарів. Гептахлор, навіть у дуже низьких дозах, був пов'язаний зі зменшенням чисельності кількох популяцій диких птахів — канадських гусей та американських пустельг. Лабораторні тести показали, що високі дози гептахлору є смертельними, з несприятливими змінами поведінки та зниженням репродуктивного успіху при низьких дозах, і класифікуються як можливий канцероген для людини. Вплив на людину відбувається переважно через їжу. Гексахлорбензол (ГХБ) був вперше застосований у 1945-59 роках для обробки насіння, оскільки він може вбивати грибки на продовольчих культурах. Споживання обробленого ГХБ зерна асоціюється з фоточутливими ураженнями шкіри, коліками, виснаженням і порушенням обміну речовин, яке називається порфірія турцика, що може призвести до летального результату. Матері, які передавали ГХБ своїм немовлятам через плаценту та грудне молоко, мали обмежений репродуктивний успіх, включаючи дитячу смертність. Людина потрапляє до організму переважно через їжу. Мірекс — інсектицид, що використовується проти мурах і термітів або як антипірен у пластмасах, гумі та електротоварах. Мірекс є одним з найбільш стабільних і стійких пестицидів з періодом напіврозпаду до 10 років. Мірекс токсичний для кількох видів рослин, риб і ракоподібних, а також має канцерогенну дію на людину. Люди піддаються впливу переважно через м'ясо тварин, рибу та дичину. Токсафен — інсектицид, що використовується для обробки бавовни, зернових, фруктів, горіхів та овочів, а також для боротьби з кліщами та кліщами у домашніх тварин. Широке використання токсафену в США та хімічна стійкість, з періодом напіврозпаду до 12 років у ґрунті, призводить до залишкових кількостей токсафену в навколишньому середовищі. Токсафен є високотоксичним для риби, викликаючи різке схуднення і зниження життєздатності ікри. Вплив на людину відбувається переважно через їжу. Хоча токсичність токсафену для людини є низькою, сполука класифікується як можливий канцероген для людини. Поліхлоровані дифеніли (ПХБ), що використовуються як теплоносії, в електричних трансформаторах і конденсаторах, а також як добавки до фарб, безвуглецевого копіювального паперу та пластмас. Стійкість залежить від ступеня галогенування, приблизний період напіврозпаду становить 10 років. ПХБ токсичні для риби у високих дозах, а в малих дозах спричиняють порушення нересту. Вплив на людину відбувається через їжу і пов'язаний з порушенням репродуктивної функції та пригніченням імунітету. Негайні наслідки впливу ПХБ включають пігментацію нігтів і слизових оболонок та набряк повік, а також втому, нудоту і блювоту. Вплив передається від покоління до покоління, оскільки хімічна речовина може зберігатися в організмі матері до 7 років, що призводить до затримки розвитку та проблем з поведінкою у її дітей. Забруднення харчових продуктів призвело до широкомасштабного впливу ПХБ.