Диоксины

Министерство образования
Российской Федерации

Красноярская государственная академия

цветных металлов и золота

Институт промышленной безопасности

Реферат по токсикологии на тему:

«Диоксины»

Выполнил: Д.А.

Группа:

Преподаватель: В.Ф.

Красноярск – 2000

Содержание

Стр

Введение ……………………………………………………………………………………………………….	III
1.  Структурное многообразие, изомерия …………………….	V
2.  Источники диоксинов ……………………………………………………………… 2.1. Получение продукции …………………………………………………………… 2.2. Использование продукции ………………………………………………… 2.3. Утилизация отходов ………………………………………………………………..	XIII XIII XV XVIII
3.  Диоксины в организме человека и животных …………………………………………………………………………………………..	XIX
4.  Токсичность ………………………………………………………………………………………… 4.1. Острая токсичность ……………………………………………………………….. 4.2. Хроническая токсичность ………………………………………………….	XXII XXII XXVII
5.  Допустимые безопасные уровни содержания диоксинов в окружающей среде …………………………………..	XXX
Заключение ………………………………………………………………………………………………..	XXXII
Библиографический список ……………………………………………………..	XXXIII

Введение

 

В последние четверть века к обширному перечню экологических бед, угрожающих цивилизации, добавилась ещё одна – опасность общепланетарного отравления среды нашего обитания диоксином и родственными соединениями.

Диоксин и многочисленная группа диоксиноподобных веществ – это чужеродные живым организмам вещества (ксенобиотики), поступающие в живую и неживую природу с продукцией или отходами многочисленных технологий. В отличие от множества других ксенобиотиков, например хлорорганических пестицидов, диоксины никогда не являлись целевой продукцией человеческой деятельности, а лишь сопутствовали ей в виде микропримесей. Поэтому негативное воздействие микропримесей диоксинов на живое вещество планеты на фоне действия тысяч и миллионов других техногенных выбросов многие десятилетия оставались незамеченными. Однако именно микропримеси диоксинов, характеризующихся комплексом необычных физико-химических свойств и уникальной биологической активностью, могут стать одним из источников опаснейшего долговременного заражения биосферы. И эта опасность несравненно более серьезна, чем заражение природы многими другими веществами, например хлорорганическими пестицидами.

Обнаружение у женщин ряда европейских стран диоксинов в грудном молоке побудило ВОЗ организовать специальный комитет по диоксинам, который провёл ряд исследований, посвященных распространению данных веществ в окружающей среде. Полученные результаты были неутешительными и позволили прийти к выводу о широкомасштабном распространении диоксинов и диоксиноподобных веществ с постепенным и постоянным их накоплением в биологических системах.

Диоксин и родственные соединения непрерывно и во всё возрастающих масштабах генерируются цивилизацией в последние полвека, выбрасываются в природную среду и накапливаются в ней. Этот процесс не знает ни пределов насыщения, ни национальных границ. В настоящее время ситуация такова, что концентрация диоксинов в гидросфере и литосфере может достичь критических значений и поражение живого вещества может принять необратимый характер.

1.Структурное многообразие, изомерия

 

Решение практических вопросов органического анализа и токсикологии диоксиновых ксенобиотиков существенно осложняется их структурным многообразием – сложностью изомерного и гомологического состава. Некоторое представление об этом даёт таблица 1, в которой обобщены данные о полном гомологическом и изомерном составе нескольких серий диоксинов.

Таблица 1

Число гомологов и изомеров в семействах три- и

бициклических галогенорганических соединений

в зависимости от степени их галогенирования

атомами хлора и брома

Тип соединения	№ в реферате	n = x + y										Общее число гомологов и изомеров
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ПХДД ПХДФ	III IV XV XVII XIX	Хлорорганические трициклы										75 135 75 135 135
		2 4 2 4 4	10 16 10 16 16	14 28 14 28 28	22 38 22 38 38	14 28 14 28 28	10 16 10 16 16	2 4 2 4 4	1 1 1 1 1	- - - - -	- - - - -
ПБДД ПБДФ	V VI XVI XVIII XX	Броморганические трициклы										75 135 75 135 135
		2 4 2 4 4	10 16 10 16 16	14 28 14 28 28	22 38 22 38 38	14 28 14 28 28	10 16 10 16 16	2 4 2 4 4	1 1 1 1 1	- - - - -	- - - - -
ПХБДД ПХБДФ	VII VIII XI IX X	Смешанные хлорброморганические трициклы										1550 3050 1550 3050 3050
		0 0 0 0 0	14 28 14 28 28	84 168 84 168 168	254 496 254 496 496	420 840 420 840 840	452 880 452 880 880	252 504 252 504 504	74 134 74 134 134	- - - - -	- - - - -
ПХБ	XII XXIII XIII XIV	Хлорорганические бициклы										209 75 209 209
		3 2 3 3	12 10 12 12	24 14 24 24	42 22 42 42	46 14 46 46	42 10 42 42	24 2 24 24	12 1 12 12	3 - 3 3	1 - 1 1
Примечание: n – число атомов галогена.

			III Полихлордибензо-п-диоксины (ПХДД)

 

Cl_x Cl_y

			V Полибромдибензо-п-диоксины (ПБДД)

Br_x  Br_y

			VII Полихлорбромдибензо-п-диоксины (ПХБДД)

 Cl_x Br_y

n = x + y = от 1 до 8

Рис.1. Полигалогендибензо-п-диоксины

 

Cl_x Cl_y

 

Br_x Br_y

 

Cl_x Br_y

 

n = x + y = от 1 до 8

Рис.2. Полигалогендибензофураны

 

 

Cl_x Cl_y

 

Br_x Br_y

 

Cl_x Br_y

 

Рис.3. Полигалогенбифенилены

 

Cl_x Cl_y

 

Br_x Br_y

 

Cl_x Br_y

Рис.4. Полигалогенксантены

			XIX Полихлорксантоны

Cl_x  Cl_y

			XX Полибромксантоны

Br_x  Br_y

			X Полихлорбромксантоны

 Cl_x Br_y

Рис.5. Полигалогенксантоны

			XII Полихлорбифенилы

Cl_x  Cl_y

			XXI Полибромбифенилы

Br_x  Br_y

			XXII Полихлорбромбифенилы

Cl_xBr_y

Рис.6. Полигалогенированные бифенилы

			XXIII Полихлорированные нафталины

Cl_x Cl_y

			XIII Полихлорированные азобензолы

Cl_x Cl_y

			XIV Полихлорированные азоксибензолы

Cl_x Cl_y

Рис.7. Некоторые хлорорганические бициклы

Наиболее изученными из диоксинов являются: полихлорированный дибензодиоксин (ПХДД) и полихлорированный дибензофуран (ПХДФ).

В зависимости от числа и расположения атомов хлора дибензодиоксины и дибензофураны разделяют на моно-, ди- и т.д. до окта-изомеры, суммарное количество которых составляет 210 (ПХДД – 75, ПХДФ – 135), из них только тетрахлордибензодиоксинов (ТХДД) 22 изомера, а тетрахлордибензофуранов – 38. В целом же совокупность однозамещённых полихлор- и полибромдибензо-п-диоксинов и дибензофуранов III-VI включает 420 индивидуальных веществ. Изомерный состав смешанных хлорбромсодержащих диоксинов VII и VIII ещё богаче, их общее число достигает 4600.

Самый известный и изученный диоксин – 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин (2,3,7,8-ТХДД) I.

Cl Cl

I

Cl Cl

2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин

 

 Cl Cl

II

Cl Cl

2,3,7,8-тетрахлордибензофуран

Рис.8. Структурные формулы 2,3,7,8-ТХДД и 2,3,7,8-ТХДФ

Ситуация с полигалогенированными бифенилами аналогична. Однороднозамещённые ПХБ XII включают 209 гомологов и изомеров. Столько же соединений входят в ряд полибромбифенилов (ПББ), а также в ряды однороднозамещённых галогенированных азобензолов XIII и их азоксианалогов XIV. Число гомологов и изомеров в ряду галогенированных нафталинов XXIII совпадает с таковым в собственно диоксинах.

В таблице 1 для полноты картины включены также данные о соединениях IX-XI. В принципе ксантены и ксантоны не имеют пока серьёзного значения для природных процессов, тогда как бифенилены могут окисляться до более традиционных ксенобиотиков ПХДД и ПХДФ. Однако и эти классы веществ в последние десятилетия стали объектом рассмотрения как возможные компоненты микровыбросов современных технологий. Однако вопрос о присутствии в микровыбросах новых сложных галогенированных ароматических соединений остаётся предметом обсуждения.

Особо опасными для человека и природы являются главным образом тетра-, пента-, гепта- и октазамещённые диоксины, содержащие атомы галогенов в латеральных положениях 2,3,7,8. В ряду полигалогенированных дибензо-п-диоксинов III, V и VII их всего 351, а в ряду полигалогенированных дибензофуранов IV, VI и VIII число гомологов и изомеров возрастает до 667. И хотя далеко не все из этих 1018 наиболее опасных веществ фактически попадают в сферу человеческого обитания, одни лишь количества свидетельствуют о масштабах трудностей, возникающих в связи с необходимостью идентификации и определения в различных объектах живой и неживой природы наиболее опасных десятков и сотен диоксинов среди тысяч им подобных веществ.

Структурное многообразие диоксиновых ксенобиотиков создаёт определённые трудности в их систематике. В связи с этим сделана попытка упростить проблему путем нумерации веществ каждого ряда. Так, при работе с ПХБ введено цифровое обозначение каждого из гомологов и изомеров. На рис.9 приведены три наиболее токсичных соединения этого ряда и их обозначение в системе IUPAC.

Cl Cl IUPAC 77

Cl Cl

Cl

Cl  Cl IUPAC 126

Cl Cl

Cl

Cl

Cl Cl IUPAC 169

Cl Cl

Рис.9. Структурные формулы и обозначения в системе

IUPAC трёх наиболее токсичных соединений ПХБ

Дополнительные трудности могут быть обусловлены наличием в микровыбросах существующих технологий функционально замещённых диоксинов, содержащих вместо атома галогена группы NO₂, NH₂, Alk и др. В ряде случаев оказалось, что это – высокоопасные вещества. Среди них встречаются, однако, и конкурентные антагонисты высокотоксичных диоксинов, снижающие эффект последних. Это также может привести к увеличению объёмов аналитических работ, их усложнению из-за расширения фона и ограничений на использование биологических методов анализа.

 

2.Источники диоксинов

 

Источники возникновения и пути проникновения их в живую и неживую природу весьма разнообразны.

Серьезных доказательств накопления каких-либо существенных количеств этих ксенобиотиков в донных отложениях рек и озёр, образовавшихся до 1940 г., т.е. до начала масштабного производства гербицидов на основе феноксиуксусных кислот, не найдено. Не обнаружено и серьёзных доказательств биогенного образования диоксинов III-VI или их предшественников непосредственно в живой природе.

В настоящее время считается строго доказанным, что диоксины имеют исключительно техногенное происхождение, хотя и не являются целью ни одной из существующих технологий. Их появление в окружающей среде обусловлено развитием разнообразных технологий, главным образом в послевоенный период, и в основном связано с производством и использованием хлорорганических соединений и утилизацией их отходов. Во всяком случае, ни в тканях эскимосов, замёрзших 400 лет назад, ни в тканях чилийских индейцев, мумифицированных 2800 лет назад, диоксины не обнаружены даже в следовых количествах.

По хозяйственно-территориальным признакам источники удобно подразделять на локальные и диффузионные (пространственно распределённые), а по темпам накопления в окружающей среде и объектах живой природы – на регулярные и экстремально-залповые.

Источники способствующие основным поступлениям диоксинов в живую и неживую природу можно разделить на три группы: