Sexuální účinky znečištění vody - Sex effects of water pollution

Sex je ovlivněna vodou znečišťující látky se kterými se setkáváme v každodenním životě. Tyto zdroje vody se mohou pohybovat od jednoduchosti vodní fontány až po celý oceán. Znečištění ve vodě se pohybuje od endokrinní disruptor Chemikálie (EDC) v antikoncepci do Bisfenol-A (BPA). Cizí látky, jako jsou chemické znečišťující látky, které způsobují změnu pohlaví, byly nalezeny v rostoucí prevalenci v cirkulujících vodách světa. Tyto znečišťující látky ovlivnily nejen člověka, ale také zvířata v kontaktu se znečišťujícími látkami.

Chemikálie narušující endokrinní systém

Endokrinní disruptory (EDC) jsou druhem chemikálie, která přímo ovlivňuje sex hormony.[1] Získali tato jména kvůli tomu, že jsou antiestrogeny a antiandrogeny.[1] Inhibicí funkce těchto hormonů plodnost klesá a bylo prokázáno, že nerovnováha těchto hormonů způsobuje feminizující účinky u mužů.[Citace je zapotřebí ] Nejde jen o lidský problém, ale je stále více patrný u populací ryb po celém světě.[2] Vědci se domnívají, že tyto chemikálie přítomné v dodávce vody vedou ke zvýšení feminizujících účinků na samčí ryby.[2] Estrogeny se hromadí v tělesném tuku a tkáních a díky cyklu potravinového řetězce se bioakumulují umělé estrogeny / EDC, protože zvyšují různé úrovně potravinového řetězce.

VDO jsou přítomny v prostředí, ať už přirozeně nebo uměle.[1] Ačkoli EDC z kontroly porodnosti zjevně mají velký vliv na člověka, ukazuje se, že ve Spojených státech jsou estrogeny podávané hospodářským zvířatům ještě častější.[3]

Znečišťující látky a jejich zdroj původu

Léčiva

Znečišťující látky měnící pohlaví pocházejí z mnoha zdrojů. Jedním ze zdrojů, který se stává viditelnějším, je znečištění vody léčiva. Farmaceutické výrobky mohou obsahovat mikroskopické znečišťující látky, které napodobují chemickou strukturu hormonů nacházejících se v živých organismech. Tyto sloučeniny se nazývají endokrinní disruptory. Obvykle napodobují chemické struktury estrogenů a androgenů.[4] Zdroje těchto umělých EDC jsou překvapivě běžné v lidské výrobě a použití mnoha domácích a průmyslových výrobků. Například EDC, jako jsou parabeny, ftaláty a triclosany, lze nalézt v běžných domácích potřebách, jako jsou generické šampony, kondicionéry, mýdla, parfémy, make-up a pleťové vody. EDC se aplikují buď na pokožku, absorbují se, požívají a poté se vylučují močí, nebo se omyjí ve sprše nebo umyvadle a byly dokumentovány při různých rozborech vody. Níže uvádíme některé z nejčastěji testovaných, používaných a analyzovaných EDC nalezených ve farmaceutických výrobcích a výrobcích osobní hygieny:

  • Parabeny: inhibují růst kvasinek, plísní a bakterií v kosmetických přípravcích a lze je najít v deodorantech, pleťových peelingech, make-upech, krémech a čistících prostředcích. Parabeny jsou také napodobovačem estrogenu a jsou chemicky stejné struktury.
  • Ftaláty: Ftaláty se v kosmetice používají jako „plastifikační“ látky, díky nimž je látka pružnější, například v laku na nehty a laku na vlasy. Působí jako estrogen a váží se na receptory v buňce, aby vyvolaly estrogenní aktivitu v organismu.
  • Triclosany: fungují jako antimikrobiální látky a lze je najít v zubních pastách, kosmetických přípravcích a mnoha mýdlech. Triclosany vykazují chování, které je reprezentativní pro estrogen a androgen, přičemž mají složitou povahu interakce s oběma hormonálními receptory

Kromě těchto mikroskopických EDC jsou některé z dalších běžnějších typů léčiv nalezených při analýzách vody „antidepresiva, léky proti záchvatům, a ten, který je velmi dobře známý: antikoncepce. “[3]

Průmysl a zemědělství

Farmaceutika však nejsou největším přispěvatelem k rostoucímu množství znečištění vody, které mění pohlaví. Vědci z University of California San Francisco (UCSF) uvedl, že existuje mnoho dalších zdrojů chemických látek, jako jsou ty, které se nacházejí v různých farmaceutických výrobcích, které mají stejné účinky.[3]Plodiny pro pěstování plodin spolu s dojnice „a různé průmyslové chemikálie, jako je BPA“, jsou stále více považovány za zdroj znečištění způsobující určité specifické účinky u těch, kteří je konzumují, nebo produktů, které jsou z nich vyráběny.[3] Konkrétně přechod na průmyslové chemikálie, když se spolu s dalšími produkty obsahujícími tyto chemikálie zlikvidují, skončí v skládky.[3] Odtok z uvedených skládek si nakonec najde cestu k většímu zdroji vody a začne kontaminace.

Fosilní paliva a organické látky

Dalším zdrojem, ze kterého pocházejí znečišťující látky, je fosilní palivo spalování.[5] The organické znečišťující látky a stopové kovy uvolněné do vzduchu z tohoto spalování končí v oceánech a ovlivňují chemii oceánu. Jeden konkrétní proces, který má velký dopad na globální dusíkový cyklus který ovlivňuje oceánské klima, Proces společnosti Haber-Bosch, se používá jako zemědělské hnojivo.[5]

Lidé

Existují také lidé. Chemikálie, které mění pohlaví, jsou člověkem neustále produkovány a vylučovány běžným každodenním způsobem. Spolu s tím obsahují těhotné ženy větší množství chemických látek, čímž se při každém vylučování uvolňuje větší množství.[3] Z tohoto důvodu je vidět, že zdroj znečišťujících látek, které mění pohlaví, není přirozený, ale kvůli chemickým látkám vytvořeným člověkem, které se globálně uvolňují.

Cirkulace znečišťujících látek

Chemické látky, jako jsou EDC a umělé estrogeny, jsou v neustálém oběhu po celé planetě prostřednictvím různých médií. Lidé se stali hlavním přispěvatelem k toxickému hromadění těchto chemikálií v našem ekosystému.[6] Hlavními zdroji pitné vody, jako jsou řeky, jezera, potoky a nakonec oceán, je jen několik takových médií, která tyto chemikálie přenášejí z místa na místo. Většina chemické expozice chudým lidem na celém světě, kteří žijí ve venkovských oblastech, souvisí s expozicí znečištěným vodním zdrojům.[7]

Proces vstupu EDC do zdroje vody začíná zdrojem. Ať už pochází z průmyslový závod, farmaceutický nebo lidský zdroj, nakonec si najde cestu k většímu zdroji vody, obvykle ve formě odpadního produktu. The Agentura na ochranu životního prostředí (EPA) zdokumentoval množství léčiv uvolňovaných do životního prostředí z výrobních závodů, avšak tato dokumentace není na úrovni domácností tak rozšířená.[8] Existuje určité úsilí, aby se toto znečištění minimalizovalo. Například 80 procent lékárny v Clark County, Washington přispěly k úsilí zdůrazňujícímu bezpečnou likvidaci nekontrolovaných drog.[8] Pokusy o kontrolu znečištění vody získávají podporu, protože znečištění se postupně stává viditelnějším. Tyto snahy však stále probíhají ve velkém měřítku. Znečištěná voda je poté odeslána na řadu míst.

Nakládání s odpady

Jednou z možností je, že voda je odeslána do zařízení pro nakládání s odpady, aby byla upravena a poté recirkulována. Odborníci však zjistili, že čištění odpadních vod tyto chemikálie zcela neodstraní z napájecích zdrojů. Jakýkoli typ vody, která je spláchnuta do sprchy, toalety nebo umyvadla, obvykle nese nějaký druh EDC. Tyto odtoky vedou k trubkám, které vedou k čistírně odpadních vod. Typická čistírna odpadních vod zahrnuje vícestupňový proces čištění vody, ale vzhledem k mikroskopické velikosti částic EDC to obvykle není 100% úspěšný proces. Například společnost Boulder, Colorado Waste Water Management přijímá vodu v inceptorových trubkách, které vedou do větších záchytných bazénů v zařízení. Typická léčba obvykle trvá 12 až 24 hodin a skládá se ze tří hlavních procesů léčby. Nejprve fyzikální ošetření odstraní z odpadní vody pevné a organické materiály. Poté následují mikrobiologická ošetření. Bakterie v těchto odpadních nádržích se živí uhlíkem a dusíkatými sloučeninami, které zůstaly v odpadních vodách. A nakonec je voda ošetřena ultrafialovým modrým světlem, aby dezinfikovala zbývající vodu. Odtoková voda se přivádí zpět do místních potoků, potoků a sladkovodních zdrojů. Tento základní plán čištění odpadních vod je účinný při cílení na větší kontaminující látky, je však neúčinný při odstraňování mikroskopických EDC.[9] Mikrokontaminace EDC tedy způsobuje toxické hromadění chemických polévek ve sladkovodních stanovištích.[10]

V reakci na to vodní průmysl uvedla, že neexistují žádné důkazy o riziku pro celkové zdraví v důsledku expozice těmto chemickým látkám. Nicméně Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) ve svém přezkumu znečištění vody uvádí, že mnoho kontaminantů přežívá čištění odpadních vod a biodegradace a jsou zjistitelné v prostředí. Znečištěný zdroj se proto recykluje prostřednictvím komunity, vystavuje více lidí a uvolňuje více chemikálií.[Citace je zapotřebí ]

Koloběh vody

Druhým zdrojem cirkulace je voda, která sleduje svou přirozenou cestu skrz koloběh vody. Koloběh vody, jednoduše řečeno, představuje cestu, kterou se voda ubírá, když cirkuluje kolem planety Země.[11] Sleduje řadu fází, ve kterých voda několikrát mění stav, až nakonec spadne zpět na Zemi, kde bude znovu cirkulovat. Ve vodním cyklu jsou organické i anorganické znečišťující látky biologicky odbourávány nebo odfiltrovány, zatímco již nepředstavují velkou hrozbu.[11] To platí také pro malé množství chemických látek přítomných ve vodě. Pokud je však ve vodě přítomno velmi velké množství chemických látek, organických nebo anorganických, které procházejí atmosférou, mohou být v oblastech, kde tato voda klesá, patrné škodlivé účinky. srážky. Tyto srážky znovu vstupují do probíhající cirkulace znečištění vody.

Oceánský a mořský život

Další cestou, kterou může voda cirkulovat, je přímý tok k oceánu. Znečišťující látky převládají ve vodách pobřežních a otevřených oceánů, protože kontaminovaná voda proudí z bodových zdrojů do moře.[5] Tyto znečišťující látky jsou poté distribuovány globálně v důsledku cirkulace oceánských proudů a migrace vystaveného mořského života.[5] To se stává vysvětlením toho, jak si chemické látky opět nacházejí cestu k lidskému spotřebiteli. Mořská divočina ve znečištěné oblasti existuje a denně konzumuje kontaminovanou vodu. Při sklizni nashromáždil relativně vysoké množství škodlivých chemikálií / EDC ve srovnání s hladinami okolního oceánu.[5] To se poté předává spotřebitelům mořských plodů: lidem, zatímco chemické látky se v jejich tělech hromadí a nakonec způsobují zdravotní problémy spojené se sexem.

Účinky znečišťujících látek na sex

Tyto chemikálie mají vliv na pohlaví mnoha lidí kvůli neustálé expozici. Znečišťující látky nalezené ve vodě byly pozorovány v mnoha studiích, které poskytují konkrétní údaje popisující jejich účinky na hormony u mužů i žen. Byly provedeny studie na zvířatech, ale pozorované trendy jsou také spojeny s účinky pozorovanými u lidí. Vědci pozorující EDC v krvi žen zjistili, že tyto chemikálie napodobují lidské hormony a vyvolávají změny v proces určování pohlaví nenarozených dětí.[12] Někteří vědci naznačují, že tento hormonální vliv na proces určování pohlaví vedl ke snížení poměru mužů a žen.[12] Mezi další účinky přímo ovlivňující pohlaví jedince patří snížení počtu a kvality spermií a zvýšený nedostatek reprodukčního systému u mužů.[13]

Konkrétně při pohledu na účinky EDC na spermie způsobují tyto chemikálie předčasné uvolňování chemikálie, kterou spermie používají k proniknutí do vnější vrstvy vajíčka.[1] Výsledky shromážděné ze studie pomáhají vysvětlit, proč spermie jednají tak, jak jednají. Pokud jde o nedostatek mužského reprodukčního systému, tyto chemikálie začínají na muže působit již od narození. Jak se vyvíjejí varlata, událost, která se odehrává na začátku vývojového procesu, určitý typ buněk, Sertoliho buňky, rozlišuje.[1] Během tohoto období je expozice EDC, jako je estrogen způsobuje snížení produkovaných buněk Sertoli.[1] Redukce Sertoliho buněk způsobuje snížení produkce spermií, čímž je mužský reprodukční systém méně účinný.[1] S EDC bylo také spojeno časná puberta, neplodnost a vývojové vady.[3] Tyto účinky byly zjištěny nejen u lidských subjektů, ale byl také studován vodní život, protože tato zvířata jsou v rámci svého životního stylu v přímém kontaktu s EDC. Populace ryb byla do značné míry ovlivněna výskytem EDC v jejich původních ekosystémech.

Vodní život

  • Studie publikovaná v roce 2008 v Japonsku zkoumala účinky EDC z produktů osobní péče na místní říční biome. Účinek triclosanu indikoval inhibici růstu více druhů, včetně řas, prvoků, korýšů, bakterií a obojživelníků.[14] Další důkazy o přítomnosti EDC odhalují průzkumy sladkovodních, ústí řek a mořských ekosystémů, které také mají velké důsledky pro zdraví ryb. Estrogenové a androgenní napodobovače vytvářejí endokrinní nerovnováhu v populacích ryb, které se při reprodukci a dospívání spoléhají na hormonální komunikaci. Nahromadění EDC v potokech, jezerech a řekách způsobuje zmatek v hormonu vitellogenin, reprodukčním hormonu v rybách. Podle recenze zveřejněné Agenturou pro ochranu životního prostředí USA, když byly ryby vystaveny různým napodobovačům estrogenu a androgenu, byla komunikace vitellogeninu vychýlena, což vedlo ke snížení produkce vajec, poměru vychýleného pohlaví, snížení mužského gonadosomatického indexu (produkce spermií), snížení sexuálního chování u mužů a zvýšené fyzické deformity u různých druhů ryb.[15]

Řešení

Technologie filtrace vody

Ve snaze lépe filtrovat tyto stopové znečišťující látky z odpadní vody opouštějící zařízení na nakládání s odpady provedly studie Westerhoff et al.[16] a Schafer et al. [17] prozkoumejte systémy filtrace vody, které jsou nejlepší při odstraňování EDC z odpadních vod. Zjistili, že práškové aktivní uhlí (PAC), membránová filtrace (nefiltrace a biofiltrace) a reverzní osmóza jsou nejlepší při odstraňování EDC.

  • Práškové aktivní uhlí (PAC): PAC je vyroben z organické hmoty, která má vysoký obsah uhlíku, jako je dřevo, uhlí a kokosové ořechy. Zdroj uhlíku je upraven tak, aby měl velkou povrchovou plochu s mnoha mikroskopickými póry a byl přidán ve vysokém obsahu do vody v raných fázích úpravy vody. Uhlík absorbuje toxiny kvůli své molekulární přitažlivosti a touze držet se organických nabitých molekul.
  • Membránová filtrace: Membránová filtrace zahrnuje použití organických a anorganických membrán, které filtrují molekuly různých velikostí na základě molekulárních charakteristik.
  • Reverzní osmóza: reverzní osmóza je podobná membránové filtraci. Využívá reverzní osmotický tlak, který podněcuje vodu k filtrování z vysoké koncentrace kontaminace na nízkou koncentraci kontaminace přidaným tlakem. Voda prochází membránou, která umožňuje pouze průchod vody, což nutí nečistoty a toxiny k vyloučení z filtračního procesu.

Reference

  1. ^ A b C d E F G Freydis. „Znečištění pohlavními hormony“. Holology: The Social Engineering Notebook. Citováno 20. března 2012.
  2. ^ A b University Exeter (18. ledna 2009). „Klesající mužská plodnost spojená se znečištěním vodou“. ScienceDaily. Citováno 16. dubna 2012.
  3. ^ A b C d E F G Moore, Kirsten; Kimberly Inez McGuire; Rivka Gordon; Tracey Woodruff (srpen 2011). "Antikoncepční hormony ve vodě: oddělující mýtus od skutečnosti". Antikoncepce. 84 (2): 115–118. doi:10.1016 / j. Antikoncepce.2011.04.014. PMID  21757050.
  4. ^ 1. Endokrinní disruptory: charakteristika [internet]. [citováno 8. května 2017]. Dostupný z: http://enhs.umn.edu/current/5103/endocrine/character.html
  5. ^ A b C d E Doney, Scott (18. června 2010). „Rostoucí lidská stopa na pobřežní a otevřené oceánské biogeochemii“. Věda. 328 (5985): 1512–1516. Bibcode:2010Sci ... 328.1512D. doi:10.1126 / science.1185198. PMID  20558706. S2CID  8792396.
  6. ^ Brett, Tricia. Osud Estronu (E1), 17beta-estradiolu (E2), Estriolu (E3) a 17alfa-ethinylestradiolu (EE2) v povrchových vodách. Diss. University of British Columbia, Okanagan, 2014. Online.
  7. ^ Carvalho, Suely (2011). Řada pokynů pro začleňování hlediska rovnosti žen a mužů: Chemikálie a pohlaví (PDF). Skupina OSN pro životní prostředí a energii. s. 1–27.
  8. ^ A b Dean, Cornelia (3. dubna 2007). „Drogy jsou ve vodě. Záleží na tom?“. The New York Times. Citováno 20. března 2012.
  9. ^ 1. Vodní výchova [internet]. [citováno 8. května 2017]. Dostupný z: https://bouldercolorado.gov/water/water-education
  10. ^ „Sběr a čištění odpadních vod Nadace veřejného zdraví.“ Čištění odpadních vod. Web. 16. dubna 2016.
  11. ^ A b "Typy: Znečištění vody". Oracle ThinkQuest. Citováno 21. března 2012.
  12. ^ A b Brown, Paul (11. září 2007). „Chemické látky způsobené člověkem obviňují z Arktidy tolik dívek než chlapců“. Opatrovník. Citováno 20. března 2012.
  13. ^ Carvalho, Suely (2011). Řada pokynů pro začleňování hlediska rovnosti žen a mužů: Chemikálie a pohlaví (PDF). Skupina OSN pro životní prostředí a energii. s. 1–27.
  14. ^ Janjua, Nadeem Rezaq, Hanne Frederiksen, Niels E. Skakkebaek, Hans Christian Wulf a Anna Maria Andersson. „Vylučování ftalátů a parabenu močí po opakované topické aplikaci u celého těla u lidí.“ International Journal of Andrology 31 (2008): 118-30. Wiley Online knihovna. Web. 5 16. dubna.
  15. ^ Lesley J. Mills, Clinton Chichester, Přehled důkazů: Mají chemikálie narušující endokrinní systém ve vodním prostředí vliv na populace ryb ?, Science of the Total Environment, svazek 343, čísla 1–3, 1. května 2005, strany 1-34, ISSN 0048-9697, https://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2004.12.070.
  16. ^ Westerhoff, Paul Ph.D., P.E. „Odstranění endokrinních disruptorů, farmaceutik a produktů osobní péče během úpravy vody“ Southwest Hydrology listopad / prosinec 2003: 18-19. Online PDF.
  17. ^ A.I. Schafer, T. D. Waite. "Odstranění endokrinních disruptorů v pokročilé léčbě - australský přístup." Sborník světového vodního kongresu IWA, Workshop Endocrine Disrupters, speciální skupina IWA pro hodnocení a kontrolu nebezpečných látek ve vodě (ACHSW), Melbourne (2002), str. 37-51