二惡英(Dioxin)是一種無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質,二惡英實際上是一個簡稱,它指的并不是一種單一物質,而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類有機化合物,全稱分別叫多氯二苯并-對-二惡英(簡稱PCDDs)和多氯二苯并呋喃(簡稱PCDFs),我國的環境標準中把它們統稱為二惡英類。多氯二苯并-對-二惡英(PCDDs)由2個氧原子聯結2個被氯原子取代的苯環;為多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1個氧原子聯結2個被氯原子取代的苯環。每個苯環上都可以取代1~4個氯原子,從而形成眾多的異構體,其中PCDDs有75種異構體,PCDFs有135種異構體。所以,二惡英包括210種化合物,這類物質非常穩定,熔點較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機溶劑,是無色無味的脂溶性物質,所以非常容易在生物體內積累。自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響較小,因此,環境中的二惡英很難自然降解消除。它包括210種化合物。它的毒性十分大,是氰化物的130倍、砒霜的900倍,有“世紀之毒”之稱。國際癌癥研究中心已將其列為人類一級致癌物。環保專家稱,“二惡英”,常以微小的顆粒存在于大氣、土壤和水中,主要的污染源是化工冶金工業、垃圾焚燒、造紙以及生產殺蟲劑等產業。日常生活所用的膠袋,PVC(聚氯乙烯)軟膠等物都含有氯,燃燒這些物品時便會釋放出二惡英,懸浮于空氣中。
二惡英的毒性因氯原子的取代位置不同而有差異,故在環境健康危險度評價中用他們的含量乘以等效毒性系數(toxic equivalency factors,TEFs)得到等效毒性量(toxic equivalent,TEQ)。二惡英中以2,3,7,8-四氯-二苯并-對-二惡英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2,3,7,8-TCDD)的毒性最強,研究也最多。
(一)來源
大氣環境中的二惡英90%來源于城市和工業垃圾焚燒。含鉛汽油、煤、防腐處理過的木材以及石油產品、各種廢棄物特別是醫療廢棄物在燃燒溫度低于300-400℃時容易產生二惡英。聚氯乙烯塑料、紙張、氯氣以及某些農藥的生產環節、鋼鐵冶煉、催化劑高溫氯氣活化等過程都可向環境中釋放二惡英。二惡英還作為雜質存在于一些農藥產品如五氯酚、2,4,5-T等中。城市工業垃圾焚燒過程中二惡英的形成機制仍在研究之中。目前認為主要有三種途徑:1.在對氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中,焚燒溫度低于800℃,含氯垃圾不完全燃燒,極易生成二惡英。燃燒后形成氯苯,后者成為二惡英合成的前體;2.其他含氯、含碳物質如紙張、木制品、食物殘渣等經過銅、鈷等金屬離子的催化作用不經氯苯生成二惡英。3.在制造包括農藥在內的化學物質,尤其是氯系化學物質,象殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑(美軍用于越戰)、多氯聯苯等產品的過程中派生。
大氣中的二惡英濃度一般很低。與農村相比,城市、工業區或離污染源較近區域的大氣中含有較高濃度的二惡英。一般人群通過呼吸途徑暴露的二惡英量是很少的,即估計為經消化道攝入量的1%左右,約為0.03pgTEQ(kg?d)。在一些特殊情況下,經呼吸途徑暴露的二惡英量也是不容忽視的。有調查顯示,垃圾焚燒從業人員血中的二惡英含量為806pgTEQ/L,是正常人群水平的40倍左右。排放到大氣環境中的二惡英可以吸附在顆粒物上,沉降到水體和土壤,然后通過食物鏈的富集作用進入人體。食物是人體內二惡英的主要來源。經胎盤和哺乳可以造成胎兒和嬰幼兒的二惡英暴露。經常接觸的人更容易得癌癥。
(二)健康影響
二惡英是環境內分泌干擾物的代表。它們能干擾機體的內分泌,產生廣泛的健康影響。二惡英能引起雌性動物卵巢功能障礙,抑制雌激素的作用,使雌性動物不孕、胎仔減少、流產等。低劑量的二惡英能使胎鼠產生腭裂和腎盂積水。給予二惡英的雄性動物會出現精細胞減少、成熟精子退化、雄性動物雌性化等。流行病學研究發現,在生產中接觸2,3,7,8-TCDD的男性工人血清睪酮水平降低、促卵泡激素和黃體激素增加,提示它可能有抗雄激素(antiandrogen)和使男性雌性化的作用。
二惡英有明顯的免疫毒性,可引起動物胸腺萎縮、細胞免疫與體液免疫功能降低等。二惡英還能引起皮膚損害,在暴露的實驗動物和人群可觀察到皮膚過渡角化、色素沉著以及氯痤瘡等的發生。二惡英染毒動物可出現肝臟腫大、實質細胞增生與肥大、嚴重時發生變性和壞死。
2,3,7,8-TCDD對動物有極強的致癌性。用2,3,7,8-TCDD染毒,能在實驗動物誘發出多個部位的腫瘤。流行病學研究表明,二惡英暴露可增加人群患癌癥的危險度。根據動物實驗與流行病學研究的結果,1997年國際癌癥研究機構(IARC)將2,3,7,8-TCDD確定為Ⅰ類人類致癌物。
(三)防治措施
1.積極提倡垃圾分類收集和處理
2.控制無組織的垃圾焚燒,通過采用新的焚燒技術,提高燃燒溫度(1200℃以上),降低二惡英類的排放量。
3.制定大氣二惡英的環境質量標準以及每日可耐受攝入量(Tolerable Daily Intake TDI)。1998年WHO-ECEH/IPCS重新審議了2,3,7,8-TCDD的TDI,提議二惡英的TDE設定為1-4pgTEQ/kg。一些國家根據最新的研究進展,相繼制定或修訂了2,3,7,8-TCDD或二惡英的TDI。美國EPA對2,3,7,8-TCDD設定的TDI值為0.006pgTEQ/kg,荷蘭、德國對二惡英設定的TDI值為1pgTEQ/kg,日本對二惡英設定的TDI值為4pgTEQ/kg,加拿大對二惡英設定的TDI值為10pgTEQ/kg。我國尚未制定二惡英的TDI值。
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