二惡英環境暴露

二惡英環境暴露

二噁英是一種無色無味的脂溶性物質,二噁英實際上是一個簡稱,它指的並不是一種單一物質,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,多氯二苯並-對-二噁英(簡稱PCDDs)和多氯二苯並呋喃(簡稱PCDFs)。二噁英的暴露途徑主要包括:呼吸道、皮膚和消化道。

環境遷移、擴散和轉化


遷移、擴散

環境中的二噁英很難自然降解消除。依靠大氣環流有長距離的遷移能力,其遷移距離甚至是洲際間。二噁英類有較低蒸氣壓,在熱帶或溫帶的夏季可從土壤表層揮發,凝結於氣溶膠上,參加大氣的長程傳輸。在亞熱帶和溫帶區域,大氣向土壤中的二噁英沉降量可達0.61mg/(m ·a)。全球由大氣向土壤的二噁英總沉降量為12 500kg/a。雖然在土壤中的二噁英類有小部分會揮發,但它們主要的轉歸還是或者吸附存留於接近土壤表層的部位,或者由於土壤層的破壞而進入水體,或者吸附於微粒重新懸浮於空氣。進入水體的二噁英類主要吸附沉積於底泥中。環境中二噁英類的最終歸宿是水體底泥。

轉化

已有資料表明,二噁英類在很多環境條件下相當穩定,尤其是四氯代和更高氯代的同系物,可在環境中存在數十年之久。它們在環境中唯一發生的顯著轉化過程,就是那些在氣相或土-氣或水-氣交界面的未與微粒結合的部分發生的光解反應,光降解為低氯代同系物后,進行緩慢的需氧或厭氧生物降解。進入大氣的二噁英類或者通過光解去除,或者發生干或濕沉降。

環境水平及人體暴露


環境水平和人體暴露

二噁英類物質常以微小的顆粒存在於大氣、土壤和水中。大氣中的二噁英濃度一般很低。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噁英。從事某些特殊職業(如紙漿廠、造紙廠、焚燒廠以及有危險廢棄物場所)的工人們可能會暴露於二噁英濃度較高的環境中。排放到大氣環境中的二噁英可以吸附在顆粒物上,沉降到水體和土壤,然後通過食物鏈的富集作用進入人體。

暴露途徑

二噁英的暴露途徑主要包括:呼吸道、皮膚和消化道。經胎盤和哺乳可以造成胎兒和嬰幼兒的二噁英暴露。一般人群通過呼吸途徑暴露的二噁英量是很少的,即估計為經消化道攝入量的1%左右,約為0.03pg/(kg·d)(以毒性當量計)。在一些特殊情況下,經呼吸途徑暴露的二噁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噁英含量為806pg/L(以毒性當量計),是正常人群水平的40倍左右。食物是人體內二噁英的主要來源,飲食暴露佔35%以上,是最主要的進入人體的途徑。據估計,有90%的人群是通過飲食(以動物類食品為主)而意外地暴露於二噁英。食品中的二噁英污染主要由各種類型排放物(如焚燒垃圾、生產化學製品)通過生物累積形成的水陸食品鏈造成二噁英在農田和液體重的沉積所致。其他污染方式還包括動物飼料受到污染、處理下水道污物的方式不對、畜牧業泛濫以及廢液的排放和特殊方式的食品加工等。

毒性閾值

由於二噁英類是一種劇毒致癌物質,為了保障人體健康,保護環境,世界各國先後制定了二噁英類控制標準:世界衛生組織最新規定的人日容許攝入量(Tolerable Daily Intake,簡稱TDI)值為1~4pg/(kg·d),普通人的實際攝取量超過TDI的概率很小,目前工業化國家每人每日攝取量約1~3pg/(kg·d)。

生物效應


二噁英類研究最多也是最典型和毒性最強的物質為2,3,7,8-四氯代二苯並二噁英(2,3,7,8Tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2,3,7,8-TCDD)。它們在嚙齒類動物中產生的毒性效應包括:氯痤瘡,衰竭綜合征,肝毒性,致畸毒性,生殖和發育毒性,致癌,神經和行為毒性免疫抑制,體內多種代謝酶的誘導(如P4501A1),內分泌系統的干擾等。在人類由於職業接觸或意外事故觀察到的癥狀主要有:氯痤瘡,肝損害,卟啉血症,感覺障礙精神障礙食慾減退,體重減輕且接觸人群腫瘤發病率升高(其中2,3,7,8-TCDD已被美國環境保護署確證為一級致癌物)。二噁英類有多種異構體,各異構體的毒性與所含氯原子的數量及氯原子在苯環上取代位置有很大關係。含有1~3個氯原子的異構體被認為無明顯毒性;含4~8個氯原子的化合物有毒,其中毒性最強的是2,3,7,8-四氯二苯並二噁英(2,3,7,8-TCDD)。由於環境二噁英類主要以混合物形式存在,在對二噁英類的毒性進行評價時,國際上常把不同組分折算成相當於2,3,7,8-TCDD的量來表示,稱為毒性當量(ToxicEquivalentQuantity,簡稱TEQ)。為此引入毒性當量因子(Toxic Equivalent Factor,簡稱TEF)的概念,即將某PCDDs/PCDFs的毒性與2,3,7,8-TCDD的毒性相比得到的係數。樣品中某PCDDs或PCDFs的濃度與其毒性當量因子TEF的乘積,即為其毒性當量TEQ。而樣品的毒性大小就等於樣品中所有TEQ的總和。
GB18485—2001列出的二噁英同類物毒性當量因子(TEF)
名稱縮寫TEF
2,3,7,8-四氯二噁英類2,3,7,8-TCDD1
1,2,3,7,8-五氯二噁英類1,2,3,7,8-P5CDD0.5
1,2,3,4,7,8-六氯二噁英類1,2,3,4,7,8-H6CDD0.1
1,2,3,7,8,9-六氯二噁英類1,2,3,7,8,9-H6CDD0.1
1,2,3,4,6,7,8-七氯二噁英類1,2,3,4,6,7,8-H7CDD0.01
八氯二噁英類O8CDD0.001
2,3,7,8-四氯二苯呋喃2,3,7,8-T4CDF0.1
1,2,3,7,8-五氯二苯呋喃1,2,3,7,8-P5CDF0.05
2,3,4,7,8-五氯二苯呋喃2,3,4,7,8-P5CDF0.5
1,2,3,7,8,9-六氯二苯呋喃1,2,3,7,8,9-H6CDF0.1
1,2,3,4,6,7,8-七氯二苯呋喃1,2,3,4,6,7,8-H7CDF0.01
八氯二苯呋喃O8CDF0.001
二噁英類化學物質對人體的毒性作用主要包括以下幾個方面:
(1)氯痤瘡:病人皮膚出疹,出現囊皰、小膿皰,重者全身疼痛,可持續數年。實驗動物研究顯示,當二噁英量達到23~13 900ng/kg時,就發生氯痤瘡,人則僅需96~3 000ng/kg才發病,高於美國市民含量的7倍,美國環境保護署(EPA)的研究是3倍。
(2)癌症:二噁英被列為國際癌研究所致力研究的強致癌物質之一,人生活在二噁英污染的環境中,易發生癌症。某些特定的人群中,當二噁英達到109ng/kg時,易發癌症,超過8倍時,發生率就更高。
(3)雄性激素減少:職業工人的血液中殘留二噁英時,睾丸酮量減少,其他性激素也減少。
(4)糖尿病:體內積蓄達到99~140ng/kg時糖尿病的發生率增加。對糖的調節機能降低。
(5)免疫毒性作用:狨猴積蓄量為10ng/kg時,其免疫力發生變化,易導對致病毒的易感性增加。即使攝取極少量,也足以導致人類的免疫機能衰退。
(6)精子活力降低和子宮內膜炎:雌性羅猴二噁英高於平均值5倍時,子宮內膜炎增加。雄鼠在同樣濃度時,精子活力降低。
(7)致畸胎作用:二噁英對人的致畸胎作用尚未得到證實,但在小鼠已經證明二噁英及其類似物可以引起齶裂腎盂積水、先天性輸尿管阻塞等。

人體健康防治措施


為了降低環境中二噁英類物質對人體長期低劑量暴露所產生的健康威脅,有效的方法是降低二噁英類的排放量,例如:嚴格控制氯酚類殺蟲劑、消毒劑的生產、使用;全面禁止垃圾、農作物秸稈的無序焚燒;控制生活垃圾焚燒爐的溫度與焚化過程中產生的飛灰;對工業“三廢”及紙漿漂白液進行凈化處理;加強汽車尾氣凈化等。