ที่มา
PAHs สามารถเกิดได้เองตามธรรมชาติจากกระบวนการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของสารอินทรีย์ รวมทั้งควันจากท่อไอเสียรถยนต์และควันบุหรี่ การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม การกลั่นน้ำมันดิบ อุตสาหกรรมไม้ซึ่งใช้สารเคลือบทาเนื้อไม้เพื่อป้องกันแมลงที่มี PAHs เป็นองค์ประกอบ เช่น creosort และ anthracene oil
PAHs พบได้ทั้งในน้ำ ดิน ดินตะกอน อากาศ น้ำใต้ดิน และบริเวณริมถนน ความเข้มข้นของ PAHs ในสิ่งแวดล้อมขึ้นกับระยะห่างระหว่างบริเวณที่ปนเปื้อนกับแหล่งที่ผลิต PAHs ระดับของการพัฒนาอุตสาหกรรมและความสามารถในการเคลื่อนย้ายของ PAHs สรุปแหล่งที่มาของ PAHs ได้ดังนี้
- ไอเสียจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ PAHs ที่พบในอากาศมาจากควันจากท่อไอเสียรถยนต์แลเครื่องจักรกลเป็นส่วนใหญ่ ปริมาณ PAHs ที่รวมตัวกับฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศบริเวณกรุงเทพมหานครเมื่อ พ.ศ. 2539 บริเวณเส้นทางจราจรพบ benzo[a]pyrene 2.04 ng/m3และ benzo[a]anthracene 1.13 ng/m3
- การปนเปื้อนของน้ำมัน ปริมาณ PAHs ที่พบในดินและน้ำตะกอนบริเวณชายฝั่งทะเลมาจากการปนเปื้อนของน้ำมันที่ใช้ในเครื่องจักรกลในโรงงานอุตสาหกรรมและเรือต่างๆรวมทั้งน้ำมันเครื่องเก่าที่ผ่านการใช้แล้ว โดยพบปริใณสูงในระยะใกล้ฝั่งและน้อยลงตามลำดับเมื่อห่างฝั่งออกไป
- กระบวนการแปรรูปและปรุงอาหาร การปรุงและการแปรรูปอาหารที่ทำให้เกิด PAHs ได้คือการอบขนม การเคี่ยวน้ำตาลเป็นคาราเมล การคั่วกาแฟซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาสีน้ำตาล หรือเกิดขึ้นระหว่างการหมักดอง เช่นผักดองกิมจิ ซีอิ๊ว นอกจากนั้น การปรุงอาหารโดยการอบ ปิ้ง ย่างที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน เช่น ไส้กรอกรมควัน หมูปิ้ง ไกย่าง ที่ไหม้เกรียมทำให้มี PAHs ปนเปื้อนในอาหารได้
ตัวอย่างสารประกอบ PAH
| สารเคมี | สารเคมี | ||
|---|---|---|---|
| Anthracene |  | Benzo[a]pyrene |  |
| Chrysene |  | Coronene |  |
| Corannulene |  | Naphthacene |  |
| Naphthalene |  | Pentacene |  |
| Phenanthrene |  | Pyrene |  |
| Triphenylene |  | Ovalene |  |
การเปลี่ยนแปลงของ PAHs ในสิ่งแวดล้อม
เมื่อ PAHs เข้าสู่สิ่งแวดล้อม อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงดังนี้- การย่อยสลายทางชีวภาพโดยสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆได้แก่
- แบคทีเรีย ในสภาวะที่มีออกซิเจน แบคทีเรียจะย่อยสลาย PAHs เริ่มจากการออกซิไดส์ ให้เป็น dihydrodiol จากนั้นจึงแตกวงออกจนได้สารตัวกลางในวัฏจักรเครบส์ และนำไปใช้เป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงานได้ในที่สุด
- เชื้อราบางกลุ่ม เช่น white rot fungi ย่อยสลาย PAHs โดยใช้เอนไซม์สำหรับย่อยสลายลิกนิน เช่น lignin peroxidase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่รากลุ่มนี้ใช้ย่อยสลายเนื้อไม้ แต่เอนไซม์มีความจำเพาะต่ำจึงย่อยสลาย PAHs ที่มีโครงสร้างคล้ายลิกนินได้ด้วย
- การย่อยสลายโดยแสง PAHs ถูกออกซิไดส์ด้วยแสงได้
- การแตกสลายด้วยน้ำ เกิดได้น้อยมาก
- การรวมตัวกับดิน PAHs เป็นสารที่ไม่ชอบน้ำ ค่าคงที่การละลายในน้ำ - ออกทานอลสูง จึงยึดเกาะกับอนุภาคของดินหรือดินตะกอนได้ดี จึงพบการปนเปื้อนในบริเวณดังกล่าวได้สูง การกระจายในดินชั้นต่างๆขึ้นกับขนาดของโมเลกุลและชั้นดิน PAHs มที่มีวงเบนซีน 2-3 วง มีแนวโน้มจะพบมากในชั้นของทรายบริเวณน้ำใต้ดิน ส่วน PAHs ที่มีวงเบนซีน 5-6 วง มีแนวโน้มที่จะพบในชั้นของดินที่มีสารอินทรีย์มาก และ PAHs เหล่านี้มีแนวโน้มจะถูกย่ยอสลายโดยแบคทีเรียยากอีกด้วย
ความเป็นพิษ
โดยไป โพลีไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารเคมีที่มีความเป็นพิษเฉียบพลันต่ำ ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะพบความเป็นพิษเรื้อรัง การได้รับแบบเรื้อรังอาจทำให้เกิดความเป็นพิษต่อระบบต่างๆของร่างกายได้ แต่อาการไม่รุรแรงนัก ความเป็นพิษที่สำคัญของ PAHs คือความสามารถในการก่อมะเร็งในอวัยวะหลายชนิด แต่ไม่มีผลต่อการพัฒนาของตัวอ่อนและพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตการเข้าสู่ร่างกาย
PAHs เข้าสู่ร่างกายได้หลายวิธี ทั้งโดยการกินอาหารที่ปนเปื้อน PAHs สูดดมไอระเหยหรือเขม่าควันไฟที่มี PAHs ผสมอยู่ หรือโดยการสัมผัสทางผิวหนัง มีรายงานว่า PAHs เข้าสู่ร่างกายโดยการสูดดม โดยพบ เมตาบอไลต์ของเบนโซเอไพรีนในปัสสาวะของอาสาสมัครชายที่สูบบุหรี่ 15 -20 มวนต่อวัน เป็นเวลานานกว่า 10 ปี โดยเมตาบอไลต์ในปัสสาวะของอาสาสมัครที่ยังมีสุขภาพดีมีค่าสูงกว่าในอาสาสมัครที่เป็นมะเร็งปอด และในอาสามัครที่กินเนื้อย่างที่ปนเปื้อนเบนโซเอไพรีนจะพบเบนโซเอไพรีนในอุจจาระ แต่จะไม่พบในอาสามัครที่กินเนื้อย่างที่ไม่ปนเปื้อนการแพร่กระจายของ PAHs ในร่ากายของสัตว์ทดลองพบว่าเมื่อได้รับโดยการสูดดมและการกินจะแพร่ไปยัง ปอด ตับ ไต และทางเดินอาหาร หนูที่ได้รับเบนโซเอไพรีนโดยการหยอดเข้าหลอดคอ พบว่าเบนโซเอไพรีนจะกระจายไปยังปอด ตับ ทางเดินอาหารและซาก โดยเมตาบอไลต์ในลำไส้จะมากขึ้นเมื่อเวลานานขึ้นแสดงว่ามีการขับออกทางน้ำดีและมีการหมุนเวียนระหว่างลำไส้และตับ และสามารถแพร่ไปยังลูกอ่อนในครรภ์ได้ แต่ไม่มีรายงานเกี่ยวกับการแพร่กระจายหลังการสัมผัสทางผิวหนัง
สารก่อกลายพันธุ์
เอนไซม์ของยูคาริโอท จะเปลี่ยนพีเอเอชให้เป็นอนุพันธ์อีปอกไซด์ซึ่งเข้าไปยึดเกาะกับดีเอ็นเอได้ เมื่อ PAHs เข้าสู่ร่างกายจะถูกเปลี่ยนรูปด้วยเอนไซม์ในกลุ่มไซโตโครม พี-450ที่มีการทำงานแบบออกซิเดส ซึ่งจะได้เมตาบอไลต์ต่างกันไปแล้วแต่ชนิดของ PAHs เมตาบอไลต์บางชนิดเป็นพิษและเป็นสารก่อมะเร็ง เช่น 3,4-diol-1,2, epoxide ซึ่งเป็นเมตาบอไลต์ของเบนโซเอแอนทราซีน และ 7,8,alpha-dihydroxy-9alpha,10alpha-7,8,9,10-tetrahydrobenzo[a]pyrene (BPDE) ซึ่งเป็นเมตาบอไลต์ของ เบนโซเอไพรีนเมตาบอไลท์ที่เป็นสารก่อมะเร็ง เช่น BPDE เหล่านี้มี epoxide อยู่ในส่วนที่เรียกว่า "Bay region" epoxide ที่ตำแหน่งนี้ สามารถเปลี่ยนเป็น carbonium ion มีประจุเป็นบวกและมีความไวสูงในการเข้าจับกับสารชีวโมเลกุลที่มีประจุเป็นลบได้
เมตาบอไลต์ดังกล่าวจะเข้าไปจับกับ DNA ที่ตำแหน่งต่างๆ การเข้าจับกับดีเอ็นเอดังกล่าว เมื่อดีเอ็นเอเกิดการจำลองตัวเอง การเติมเบสมาเข้าคู่กับสารที่ถูกจับจะผิดไป ทำให้เกิดมิวเตชันที่ลำดับเบส อย่างไรก็ตาม โอกาสของการเกิดมิวเตชั่นขึ้นกับความสามารถของเซลล์ในการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ผิดปกติและระยะเวลาที่ได้รับสารก่อนการจำลองตัวเอง ถ้าเซลล์ซ่อมแซมได้ทัน การเกิดมิวเตชันจะลดลง เช่นการได้รับ BPDE ในระยะ S จะเกิดมิวเตชันมากว่าระยะ G1
ความเป็นพิษแบบอื่น
- รบกวนระบบต่อมไร้ท่อในปลา และมีผลกระทบต่อสเตอรอยด์ฮอร์โมนในกลุ่มอาร์โทรพอดและมีผลต่อการลอกคราบของปู ครัสเตเชียนหลายชนิดที่สัมผัสกับน้ำมันดินมักมีการลอกคราบที่ผิดปกติ
- รบกวนการสื่อสารระหว่างเซลล์
- แนฟทาลีน (พบในลูกเหม็น) สามารถเข้าไปจับกับโมเลกุลของตับ ไต ปอด ยับยั้งกระบวนการหายใจที่ไมโตคอนเดรีย เป็นพิษต่อระบบประสาท ระคายเคืองต่อผิวหนังและตา ก่อให้เกิดการแพ้แสง และเป็นสารก่อภูมิแพ้อย่างอ่อน นอกจากนั้นยังทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนระหว่างโครโมโซมคู่เหมือนมากขึ้น ยับยั้งการส่งสัญญาณผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ ลดระดับอิมมูโนโกลบลูลินเอและอิมมูโนโกลบลูลินจีในระบบภูมิคุ้มกัน
- PAHs มีผลต่อโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ในดิน โดยในดินที่มีการปนเปื้อนน้ำมันจะมีโครงสร้างจุลินทรีย์ต่างไปจากดินที่ไม่ปนเปื้อน โดยจะมีแบคทีเรียแกรมลบมากขึ้น พบ alpha-proteobacteria นอกจากนั้นจะมีปริมาณ alkane degrader และ PAH-degrader เพิ่มขึ้นด้วย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น