close

Dioxin

Gå til navigation Gå til søg
Image
Strukturformlen og substituentnummereringsskemaet for hovedforbindelsen dibenzo - p -dioxin.

Dioxiner er kemiske forbindelser, der fremstilles ved forbrændingsprocesser, der involverer klor . [ 1 ] Udtrykket anvendes i flæng på polychlorerede dibenzofuraner (PCDF'er) og polychlorerede dibenzodioxiner (PCDD'er).

Dioxiner er en gruppe af kemiske forbindelser, der bliver persistente miljøforurenende stoffer. Dioxiner findes i miljøet over hele verden, og på grund af deres persistens akkumuleres de i hele fødekæden, hovedsageligt i dyrenes fedtvæv på grund af deres opløselighed i fedtstoffer. Animalske produkter er de største bidragydere til menneskers dioxinindtag., [ 2 ] [ 3 ]

Oprindelse og tilstedeværelse

I fødevarer er de til stede i sporform , det vil sige i mængder af størrelsesordenen nanogram og pikogram pr . kilogram .

Dioxiner er blevet velkendte i de senere år, fordi deres tilstedeværelse i miljøet giver anledning til bekymring, da de findes mange steder, omend i lave koncentrationer, og nogle af dem er ekstremt giftige . [ 4 ] Sammen med dioxiner findes ofte furaner , som er lignende kemiske forbindelser.

Dioxiner er primært biprodukter fra industrielle processer, men kan også produceres i naturlige processer som vulkanudbrud og skovbrande. Dioxiner er uønskede biprodukter fra mange fremstillingsprocesser såsom smeltning, klorblegning af papirmasse eller fremstilling af nogle herbicider og pesticider . Med hensyn til frigivelse af dioxiner til miljøet er ukontrolleret forbrænding af affald (fast og hospital) normalt den alvorligste årsag, da forbrændingen er ufuldstændig. Der findes teknologi, der tillader kontrolleret forbrænding af affald med lave emissioner. [ 5 ]

Dioxiner fremstilles ikke bevidst undtagen i små mængder til forskningsformål.

Der er flere hundrede dioxiner og furaner. En enkelt dosis på 6 milliontedele af et gram af det mest dødelige dioxin, 2,3,7,8-TCDD , kan dræbe en rotte [ anmodning om citat ] . Det er stadig ikke velkendt, hvordan disse stoffer påvirker -specifikt- mennesker. Det har været muligt at observere virkningen af ​​disse forbindelser, når en person ved et uheld er blevet udsat for dem, men i disse tilfælde er det kun muligt at kende den dosis, de har fået meget omtrentligt. Af denne grund er det risikabelt at udtale sig om virkningerne af de forskellige doser, især når vi taler om kontakt med disse stoffer i længere perioder.

Dioxin 2,4,5-T er en af ​​komponenterne i Agent Orange , et kemisk våben brugt af USA i Vietnamkrigen .

Effekter på mennesker og miljø

Dioxiner er meget giftige og kan give reproduktions- og udviklingsproblemer, påvirke immunforsvaret, forstyrre hormoner og derved forårsage kræft. [ 2 ]​ Når nogle mennesker har været udsat for høje koncentrationer af 2,3,7,8-TCDD, har de haft chloracne ([#Viktor Yushchenko]), med virkninger, der kan tage årtier at eliminere. [ 6 ]

Der er for nylig fundet en sammenhæng mellem dioxiner og tilblivelsen af ​​endometriose , [ 7 ] en gynækologisk sygdom karakteriseret ved vækst af endometrievæv uden for livmoderhulen, og som kan forårsage bækkensmerter, dysmenoré eller menstruationssmerter og infertilitet.

Mange forskere er mere bekymrede over de langsigtede virkninger, der kan opstå hos mennesker, der udsættes for meget lave doser, som ikke forårsager nævneværdige kortsigtede virkninger . Problemet med denne type stoffer er, at de ikke let elimineres (de tager fem år at reducere til det halve, og de nedbrydes heller ikke og akkumuleres derfor i vævene. I laboratorieforsøg med dyr [ citat nødvendig ] er det bevist at ikke-dødelige doser kan forårsage kræft, fødselsdefekter, nedsat fertilitet og ændringer i immunsystemet.

Kræftfremkaldende virkninger

Flere undersøgelser af mennesker udsat for disse produkter har forbundet dioxineksponering med en øget chance for kræft. [ 8 ] På den anden side er der undersøgelser udført og afsløret i Occupational & Environmental Medicine , der tilskriver, efter en opfølgning på 23 år efter, at et kemisk anlæg i Hamborg blev lukket, konkluderer, at dødeligheden af ​​dets arbejdere pga. kræft har været forankret i eksponeringen for PCDD/F-forbindelser. [ 9 ] Unormalt høje forekomster af en sjælden type kræft blandt mennesker, der arbejdede med herbicider indeholdende meget små mængder af 2,3,7,8-TCDD. [ 10 ]

Effekter på seksuel reproduktion

Dioxiner og furaner reducerer også reproduktionssucces hos forsøgsdyr ved at forårsage lav fødselsvægt, mindre kuld og for tidlige aborter . Problemerne opstår kun, når moderen udsættes for 2,3,7,8-TCDD, aldrig når det er manden, hvilket viser, at der ikke er nogen DNA- ændring, men ændringer i processen med embryodannelse [ reference nødvendig ] .

Der er lavet mange undersøgelser af fødselsdefekter blandt kvinder udsat for 2,3,7,8 - TCDD . Nogle har fundet et højere antal defekte fødsler end normalt, men det meste af forskningen har ikke fundet tegn på fødselsdefekter eller reproduktionsproblemer af denne grund.

Ud fra hvad vi hidtil ved, med grundige og detaljerede undersøgelser [ citation nødvendig ] , bevarer personer , der har modtaget unormalt høje doser af disse stoffer , et normalt helbred [ citat nødvendig ] . Alt tyder på [ citation nødvendig ] , at mennesket tolererer disse stoffer meget bedre end de fleste forsøgsdyr [ citat krævet ] . Det er også klart, at der er fundet spor (meget lave, næsten ubetydelige koncentrationer) af disse stoffer i væv og modermælk hos mennesker i mange lande; men intet kan siges sikkert [ citat nødvendig ] om de langsigtede virkninger, som denne forurening kan have, før nye og mere detaljerede undersøgelser er udført.

Dannelsesmekanismer

Dioxiner kommer primært fra emissioner fra forbrændingsanlæg og andre forbrændingskilder. Dets dannelse sker som en konsekvens af kemiske processer, der opstår under forbrænding, hovedsageligt fra beslægtede kemiske forbindelser såsom chlorbenzener , chlorphenoler og polybiphenylchlorider . På grund af dioxiners høje toksicitet er der udført adskillige undersøgelser af deres dannelsesmekanismer, da denne viden er af afgørende betydning, når man skal studere mulige processer for deres nedbrydning. En gasfasemekanisme er blevet foreslået, der fortsætter gennem en række radikale reaktioner:

1. P → P• + H

2. P + OH → P• + H2O

3. P• → Pr

4. P + P• → PD + Cl

5. PD → D + HCI

6. PD + OH → D + H2O

7. P• + R → P + R•

8. P• + OH → Pr

9. D → Pr

10. D + OH → Pr

11. P• + O2 → Pr

12. R + OH → R• + H2O

13. R → Pr

Hvor P er polychlorerede phenoler, P• er polychlorerede phenoxyradikaler, PD er polychlorerede 2-phenoxyphenoler (dioxinprækursorer), D er PCDD'er, R er en organisk brændstofkomponent, R• er et brændstofmolekyle uden et brintatom og Pr er uspecificerede produkter .

Dannelsen af ​​dioxiner i gasfasen vil kun forklare en del af det samlede indhold af disse forbindelser fundet i emissioner fra forbrændingsprocesser, så der er også foreslået en mekanisme baseret på heterogen katalyse. Det foreslås, at en Langmuir-Hinshelwood-mekanisme, der involverer overfladeradikal-radikale reaktioner, og en Eley-Rideal-mekanisme, der involverer reaktioner mellem et molekyle i gasfasen og et andet adsorberet, er ansvarlige for dannelsen af ​​henholdsvis PCDF'er og PCDD'er på overflader. De væsentligste forskelle mellem denne mekanisme og gasfasemekanismen er dannelsen af ​​det chlorerede phenoxyradikal ved kemisorptionspåvirkningen af ​​polychloreret phenol på den katalytiske overflade (normalt metaloxider såsom CuO) og den steriske hindring af oxygencentrerede radikaler adsorberet på den katalytiske overflade overfladen, som hæmmer radikal-radikale reaktioner, der fører til dannelsen af ​​dibenzo-p-dioxin.

Disse typer reaktioner er meget komplekse og vanskelige at studere, da de involverede radikaler er ekstremt reaktive. Derudover gør variabiliteten af ​​det forbrændte organiske materiale og det brede udvalg af forbrændingsteknologier undersøgelsen endnu mere kompleks. Derfor er den præcise mekanisme for dioxindannelse stadig ikke helt klar, selvom flere teorier er under udvikling.

Det er vigtigt at nævne, at der også kan findes undersøgelser af mulige mekanismer til hæmning af disse reaktioner, hvilket tyder på, at tilstedeværelsen af ​​nogle basiske forbindelser såsom ammoniak, calciumoxid eller natriumhydroxid hæmmer dannelsen af ​​PCDD'er og PCDF'er fra phenoler og klorerede stoffer. benzener med effektivitet på op til 99 %.

Nedbrydningsmekanismer

Der er beviser [ citation nødvendig ] for at dioxiner er modtagelige for biologisk nedbrydning i miljøet som en del af det naturlige klorkredsløb . Lavt chlorerede dioxiner kan nedbrydes af aerobe bakterier af slægten Sphingomonas , Pseudomonas og Burkholderia [ reference nødvendig ] . Nedbrydningen initieres normalt af kantede dioxygenaser, der angriber ringen, der støder op til etheroxygen , og til sidst opnår de chlorerede phenoler [ reference nødvendig ] . Disse dioxiner kan også metabolisk angribes under aerobe forhold af svampe , der bruger ekstracellulære ligninperoxidaser . Højt chlorerede dioxiner kan dechloreres reduktivt i anaerobe sedimenter af bakterier af slægten Dehalococcoides [ reference nødvendig ] . Disse undersøgelser indikerer , at bionedbrydning kan bidrage til den naturlige dæmpning af dioxinniveauer i jord, overfladevand eller sedimenter, men denne nedbrydning er meget langsom, med halveringstider fra 2 til 170 år afhængigt af typen af ​​dioxin, og for nogle af dem er den observerede nedbrydning nul. Af denne grund er adskillige undersøgelser blevet udført [ citat nødvendig ] for at øge effektiviteten af ​​denne nedbrydning ad unaturlige veje.

Nedbrydningen af ​​PCDD'er ved koncentrationer på 10 ng/L bliver fuldstændig [ citat nødvendig ] med Fe(II)/H2O2/UV-systemer i vandig opløsning på tidspunkter mellem 20 og 300 minutter under optimale forhold. Hastigheden af ​​denne fotonedbrydning falder med antallet af chloratomer i dioxinet. Denne proces synes at være initieret af en oxidativ reaktion frembragt ved angreb af OH• -radikaler på de fire carbonatomer, der støder op til oxygenatomerne, og til sidst producerer chlorerede phenoler. Produktionen af ​​disse radikaler ville være fotokemisk induceret fra jernhydroxid. Andre undersøgelser antyder , at hastigheden af ​​denne proces kan øges ved at tilføje ultralyd til systemet, der favoriserer dannelsen af ​​OH•-radikaler. Baseret på disse resultater kan disse systemer være en nyttig teknologi til behandling af spildevand , der indeholder disse forurenende stoffer .

En proces, hvorved dioxiner kan dechloreres i organiske opløsningsmidler såsom ethanol , n-nonan og toluen , er også blevet fundet [ citat nødvendig ] . Den er baseret på en y - stråle radiolytisk nedbrydning af en isotop af Co. De reaktive arter produceret ved bestråling af opløsningsmidler er hydrogenatomer, opløsningsmiddelradikaler og frie eller solvatiserede elektroner. Nedbrydningen tilskrives hovedsageligt deklorering af elektroner og til dels af opløsningsmiddelradikaler. Den foreslåede mekanisme [ citat nødvendig ] til nedbrydning af octachlordibenzo-p-dioxin (OCDD) i ethanol:

1. OCDD + e- → hepta-CDD• + Cl-

2. hepta-CDD• + CH3CH2OH → hepta-CDD + CH3C•HOH

3. OCDD + CH3C•HOH → hepta-CDD• + HCl + CH3CHO

4. hepta-CDD• + CH3C•HOH → hepta-CDD-CH3CHOH(addukt)

Tilsvarende reduceres hepta-CDD til hexa-CDD [ angivelse er nødvendig ] , og dibenzo-p-dioxin produceres gennem sekventiel deklorering. Denne undersøgelse viser , at tilsætning af ethanol til flydende affald producerer nedbrydning af mere end 90% af dioxiner.

Referencer

  1. ↑ [1] Praktisk miljøordforråd: juridisk, teknisk, etymologisk, med... Skrevet af Silvia Jaquenod de Zsögön(books.google.es)
  2. ↑ a b "Dioxin og dets virkninger på menneskers sundhed" . 
  3. ↑ AK Liem, P. Furst, C. Rappe, Eksponering af populationer for dioxiner og beslægtede forbindelser, Fødevaretilsætning. Contam. 17 (2000) 241-259
  4. ↑ [2] Miljøteknik . Skrevet af J. Glynn Henry, Gary W. Heinke (books.google.es)
  5. ^ "http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs225/en/index.html" . 
  6. ↑ Bologna, Jean L.; Schaffer, Julie V.; Cerroni, Lorenzo (23. november 2018). dermatologi . Elsevier Health Sciences. ISBN  978-84-9113-463-3 . Hentet 22. maj 2020 . 
  7. ^ "Kaylon L. Bruner-Tran, Ph.D., Grant R. Yeaman, Ph.D., Marta A. Crispens, MD, Toshio M. Igarashi, MD, Ph.D., og Kevin G. Osteen, Ph.D. d 2008. Dioxin kan fremme inflammationsrelateret udvikling af endometriose Fertil Steril. maj 2008; 89(5 Suppl): 1287-1298." . 
  8. ^ "Kræftdødelighed hos arbejdere udsat for 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-P-dioxin. Marilyn A. Fingerhut, Ph.D., William E. Halperin, MD, David A. Marlow, BS, Laurie A. Piacitelli, MS, Patricia A. Honchar, Ph.D., Marie H. Sweeney, Ph.D. , Alice L. Greife, Ph.D., Patricia A. Dill, AB, Kyle Steenland, Ph.D., og Anthony J. Suruda, MD» . 
  9. ↑ [3]
  10. ^ "Dioxin - EcuRed" . www.ecured.cu . Hentet 22. maj 2020 . 

Bibliografi

  • WM Shaub, W. Tsang, "Dioxindannelse i forbrændingsanlæg", Environ. Sci.Technol. 17 (1983) 721-730.
  • VI Babushok, W. Tsang, "Gasfasemekanisme til dioxindannelse", Chemosphere 51 (2003) 1023-1029.
  • L. Khachatryan, S. Lomnicki, B. Dellinger, "En udvidet reaktionskinetisk model af CuO-overflademedieret dannelse af PCDD/F fra pyrolyse af 2-chlorphenol", Chemosphere 68 (2007) 1741-1750.
  • W. Liu, M. Zheng, B. Zhang, Y. Qian, X. Ma, W. Liu, "Inhibering af PCDD/Fs-dannelse fra dioxinprækursorer af calciumoxid", Chemosphere 60 (2005) 785-790.
  • JA Field, R. Sierra-Alvarez, "Microbial degradation of chlorinated dioxins", Chemosphere 71 (2008) 1005-1018.
  • H. Katsumata, S. Kaneco, T. Suzuki, K. Ohta, Y. Yobiko, "Nedbrydning af polychlorerede dibenzo-p-dioxiner i vandig opløsning ved Fe(II)/H2O2/UV-system", Chemosphere 63 (2006) 592 -599.
  • C. Zhao, K. Hirota. M. Taguchi, M. Takigami, T. Kojima, "Radiolytisk nedbrydning af octachlordibenzo-p-dioxin og octachlordibenzofuran i organiske opløsningsmidler og behandling af dioxinholdigt flydende affald", Radiation Physics and Chemistry 76 (2007) 37-45.

Eksterne links


Hentet fra « https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Dioxina&oldid=143361717 »