二恶英类主要来源及对人类健康的严重危害
严循东 2007年4月2日
一、什么是是二恶英,二恶英是如何产生的?
二恶英实际上是一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,全称分别叫多氯二苯并-对-二恶英(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs),我国的环境标准中把它们统称为二恶英类。
多氯二苯并-对-二恶英(PCDDs)由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环;为多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环。每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。所以,二恶英包括210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小,因此,环境中的二恶英很难自然降解消除。
二、二恶英类的主要来源
据美国环保局的报告,90%以上的二恶英类是由人为活动引起的,另外有少量是由森林火灾、火山喷发等一些自然过程产生的。科学家分析了2800年前智利木乃伊体内的二恶英含量,发现还不及现代人的千分之一。通过对美国湖泊底泥和英国的土壤、植被的研究发现,二恶英的含量在20世纪30~40年代才开始快速上升,而这段时间正对应于全球氯化工业迅猛发展的时期。同时,废物焚烧、钢铁生产、有色金属冶炼等也被发现是二恶英的重要排放源。
根据斯德哥尔摩公约,下列工业来源类别具有相对较高的形成和向环境中排放这些化学品的潜在性:(1)废物焚烧炉,包括城市生活废物、危险性或医疗废物或下水道中污物的多用途焚烧炉;(2)燃烧危险废物的水泥窑;(3)以元素氯或可生成元素氯的化学品为漂白剂的纸浆生产;(4)冶金工业中的下列热处理过程:铜的再生生产、钢铁工业的烧结工厂、铝的再生生产、锌的再生生产。
二恶英也可从下列来源类别无意生成和排放出来,包括:(1)废物的露天焚烧,包括在填埋场的焚烧;(2)冶金工业中的其他热处理过程;(3)住户燃烧源;(4)使用矿物燃料的设施和工业锅炉;(5)使用木材和其他生物质能的燃烧装置;(6)排放无意形成的持久性有机污染物的特定化学品生产过程,特别是氯代酚和氯代醌的生产;(7)焚尸炉;(8)机动车辆,特别是使用含铅汽油的车辆;(9)动物遗骸的销毁;(10)纺织品和皮革染色(使用氯代醌)和修整(碱萃取);(11)处理报废车辆的破碎作业工厂;(12)铜制电缆线的低温燃烧;(13)废油提炼。
三、二恶英对人类健康所产生的严重危害
二恶英的最大危害是具有不可逆的“三致”毒性,即致畸、致癌、致突变。可能引起发育初期胎儿的死亡、器官结构的破坏以及对器官的永久性伤害,或发育迟缓、生殖缺陷;它可以通过干扰生殖系统和内分泌系统的激素分泌,造成男性的精子数减少、精子质量下降、睾丸发育中断、永久性性功能障碍、性别的自我认知障碍等;造成女性子宫癌变畸形、乳腺癌等;还可能造成儿童的免疫能力、智力和运动能力的永久性障碍,比如多动症、痴呆、免疫功能低下等。根据病例报告和动物实验的最新报告结果,一生持续摄入1pg/kg bw(每公斤体重10-12克)的2,3,7,8-TCDD,其致癌概率可达1/1000~1/100。
二恶英类物质是目前已经认识的环境荷尔蒙中毒性最大的一种。环境荷尔蒙是指那些干扰人体正常激素功能的外因性化学物质,具有与内分泌激素类似的结构,能引起生物内分泌紊乱,又称环境激素或内分泌干扰物质。环境激素通过环境介质和食物链进入人体或野生动物体内,干扰其内分泌系统和生殖功能系统,影响后代的生存和繁衍。
二恶英又是一类持久性有机污染物(POPs),在环境中持久存在并不断富集。一旦摄入生物体就很难分解或排出,会随食物链不断传递和积累放大。人类处于食物链的顶端,是此类污染的最后集结地。
二恶英对人的影响可谓“一棰定音”。一般的污染物质要达到一定的剂量才会产生明显的有害作用(即作用阈值),而至今还没有研究出二恶英的作用阈值,只要“超微量”的剂量,就可能产生危害,对于婴幼儿的损害更明显和无可挽回。
二恶英危害的另一个特点是它的长期性和隐匿性,在表现出明显的症状之前有一个漫长的潜伏过程,它影响的可能是人类的子孙后代。因此,有科学家甚至担心,人类的进化是否将会被这类物质终止。