Biodiversitet International Journal

udtrykket dioxin refererer til en gruppe af kemiske forbindelser, som deler visse ensartede strukturer og biologiske egenskaber.1 Dioxin er det fælles navn for 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-para-dioxin (TCDD), men er også bruges til strukturelt og kemisk beslægtet polychlorerede dibenzo-para-dioxiner (PCDD), dibenzofuraner (PCDF) og koplanare polychlorerede biphenyler (PCB). Der er 75 PCDD kongenere, 135 PCDF og 209 PCB., Syv PCDD og 10 PCDF med substitutioner i 2,3,7 og 8 positioner betragtes som toksiske, og 11 PCB har Dio .inlignende toksicitet. Dio .inforbindelser skabes ikke med vilje, men dannes utilsigtet af en række menneskelige og naturlige aktiviteter. Disse aktiviteter omfatter forbrænding og forbrænding, skovbrande, klorblegning af papirmasse og papir, visse former for kemisk fremstilling og forarbejdning og andre industrielle processer.2 der findes mange former for Dio .in. En form, 2,3,7,8-tetra-chlorodiben .o-p-Dio .in (2,3,7,8-TCDD) betragtes som den mest giftige form., Det er også den mest studerede form. Toksiske ækvivalenter (te .s) anvendes til at beskrive toksiciteten af 16 andre former i forhold til 2,3,7,8-TCDD. Persistente, bioakkumulerende og giftige kemikalier (PBT’ er) er stoffer, der kan bygge op til niveauer, der kan være skadelige for menneskers og økologiske sundhed. Disse forurenende stoffer kan rejse lange afstande i atmosfæren og kan bevæge sig let fra land til luft og vand. Bioakkumulering er akkumulering af kemikalier i organismer fra det omgivende miljø gennem absorption, indtagelse og indånding.,3 Dio .iner opløses lettere eller tiltrækkes mere af olieagtige eller fede forbindelser end vand. På grund af dette er de mere udbredt hos dyr med kropsfedt, jord og sedimenter, end de er i vand. Det samme gælder for andre dyreliv. Dio .in arbejder sig til toppen af fødekæden. Dio .in var den primære giftige komponent i Agent Orange, blev fundet ved Love Canal i Niagara Falls, NY og var grundlaget for evakueringer På Times Beach, MO og Seveso, Italien (tabel 1).,

Source and origin of dioxins

The majority of toxic dioxin is and has been derived from industrial chlorination processes, incineration of municipal waste and production of certain herbicides., Toksiciteten af andre Dio .iner og kemikalier som PCB, der virker som Dio .in, måles i forhold til TCDD. Dio .in dannes som et utilsigtet biprodukt fra mange industrielle processer, der involverer klor, såsom affaldsforbrænding, kemisk og pesticidfremstilling og blegning af papirmasse og papir. Dio .in dannes ved at brænde klorbaserede kemiske forbindelser med kulbrinter. Den vigtigste kilde til dio .in i miljøet kommer fra forskellige former for affaldsforbrændingsanlæg og også fra baggårdsbrændingstønder., Dioxin-forurening er også tilknyttet papirfabrikker, der bruger klorblegning i deres proces, og med produktion af Polyvinylchlorid (PVC) plast og med produktionen af visse klorerede kemikalier som mange pesticider. De vigtigste kilder til dio .in er i vores kost. Da Dio .in er fedtopløseligt, bioakkumulerer det og klatrer op i fødekæden. En nordamerikansk spiser en typisk nordamerikanske kost vil modtage 93% af deres eksponering med dioxin fra kød og mejeriprodukter (23% er fremstillet af mælk og mejeriprodukter alene; de andre store kilder til eksponering er oksekød, fisk, svinekød, fjerkræ og æg)., I fisk bioakkumulerer disse toksiner fødekæden, så Dio .inniveauerne i fisk er 100.000 gange det omgivende miljø. Dio .in frigives af papirfabrikker, af metalsmeltere, af mange kemiske anlæg, af mange pesticidfabrikker og af alle forbrændingsanlæg.

Dio .indannelse i cementovne

den lange opholdstid og høje temperatur i cementovnen sammenlignet med kommunale affaldsforbrændingsanlæg fører til meget lav mængde PCDD / Fs., Faktisk kan PCDD / FS og andre komponenter af farligt affald faktisk blive ødelagt korrekt i cementovne, hvis de tilsættes direkte til brænderen.4 størstedelen af forskningen i dannelse af Dio .iner i cementovne antyder, at disse forbindelser hovedsageligt dannes ved de køligere dele af processerne, herunder forvarmerområdet (rød farve .one) og postforvarmerområdet (blå farve .one). Destruktion af farligt affald i cementovne, herunder chlorerede kulbrinter er blevet analyseret af mange forskere og fundet mere end 99,99% ødelæggelse effektivitet.,5,6 på grund af høj temperatur i cementovne ødelægges alle organiske stoffer, derfor kan dannelse af Dio .iner i cementovne tilskrives forvarmer zoneonen og postforvarmer zoneonen. I forvarmerregionen (rød) tilsættes råmel, opvarmes med den varme gas, der kommer fra roterovnen, og der forekommer kalcinering i denne region. Temperaturen i dette område varierer fra ca 250-850.C med nedre del af forvarmnings zoneonen ved højere temperatur og øvre del ved lavere temperatur., Det rå måltid kan udgøre mange partikeloverflader, hvilket kan lette den overfladekatalyserede dannelse af PCDD / FS.7 samtidig kan den nedre del af forvarmer zoneonen lette den homogene gasfasedannelse, og den øvre del kan deltage i heterogen dannelse af Dio .iner. Det organiske materiale, der findes i det rå måltid, fordampes i forvarmer zoneonen og bliver tilgængeligt i gasstrømmen. Normalt er der nok klor til stede i det rå måltid til at opretholde dannelsesreaktionerne af de chlorerede organiske forbindelser (chlorphenoler, chlorben .en osv.,) behov for PCDD / FS formationer.8 den rå gas (ovngas), kan indeholde kulstofrester og aflejres på overflader af væggene i air pollution control devices (APCD) blå farve region. Temperatur – og iltkoncentrationen kan også være ansvarlig for dannelsen af Dio .iner i APCD. APCD såsom elektrostatisk præcipitator (ESP) anvendes i cementindustrien til at fjerne partikler fra røggassen. Dette partikler kan adsorbere nogle Dio .iner på deres overflader.

i moderne forvarmerovne er emissionen lavere på grund af lavere temperatur på APCD., De rå gasser fra roterovne gå gennem forvarmeren derefter gennem rå Mølle tørretumbler til at opvarme det rå måltid, indgå APCD og derefter stable gas. Denne driftstilstand reducerer den varme gastemperatur og øger muligheden for adsorption af PCDD/FS i APCD. På grund af lavere temperatur og adsorption af PCDD/Fs, lavt niveau af Dio .iner påvist i stack gas. På den anden side, nogle undersøgelser viser, at der er flere chancer for dannelsen af dioxiner i APCD, på grund af adsorption af kulstof strukturer og temperatur-profil næsten 250-350°C. 9

Karstensen et al.,,6 identificeret følgende primære kilder til dioxin emissioner i cementovne:

1. Rå måltid, som indeholder naturligt forekommende PCDD/Fs
2. PCDD/Fs dannet i forvarmer zone

• PCDD/Fs, der er forbundet med cementindustrien støv (kroniske nyresygdomme), med oprindelse fra ESP.

Cement ovnstøv (CKD) indeholdende adsorberede Dio .iner opsamlet og genindført i processen sammen med råt måltid. Karstensen et al., 6 foreslog, at der er region mellem ESP og forvarmerregion, hvor PCDD/Fs produceres og er til stede i gasformig såvel som adsorberet form., Når Dio .iner er produceret, vil de cirkulere mellem gasformig og partikel adsorberet form.10 Derfor, i cement industrien dioxin-dannelse kunne tilskrives de allerede dioxiner er til stede i rå måltid og den kombination af homogene og heterogene mekanisme i forvarmer og post-combustion zone for dannelsen af PCDD/Fs, er betydelige.11 Homolog profil eller disse kongenere mønster af dioxiner i hver homolog gruppe kan bruges til at identificere de væsentligste kilder og dannelsen veje, der er ansvarlig for dannelsen af dioxiner i en konkret sag., Homologprofil giver oplysninger om de relative andele af mono til Oktchlorerede forbindelser og beskrives simpelthen som et enkelt tal, der angiver den gennemsnitlige chloreringsgrad. Graden af chlorering varierer mellem 1 og 8, hvor 8 angiver PCDD eller PCDF som OCDD eller OCDF. Nogle undersøgelser viser, at homologprofilen adskiller sig, hvis der er ændringer i brændstofsammensætning og forbrændingsforhold.,

Dioxin og sundhed

potentielle sundhedsmæssige risici som følge af kræft-fremme, immunmodulerende og teratogene aktiviteter af dioxiner i gnavere har udtrykt bekymring over, at deres tilstedeværelse i den menneskelige fødekæde. Dio .ins lipofile karakter resulterer i højere koncentrationer i fedtindholdet i animalske produkter og fiskeprodukter, og deres udskillelse via mælkesekretion hos malkekvæg kan resultere i relativt høje koncentrationer af Dio .inforurening i mejeriprodukter med højt fedtindhold., Overfladeforurening af vegetabilske fødevarer og jord på grund af aflejring af atmosfæriske emissioner kan også være en væsentlig, direkte kilde til dioxin indtagelse for husdyr og dermed en indirekte kilde til dioxin for mennesker. På trods af adskillige epidemiologiske undersøgelser er Dio .in ikke endeligt bestemt til at være problematisk for mennesker. Visse ledelsespraksis såsom trimning af fedt fra kød, indtagelse af fedtfattige mejeriprodukter og simpelthen madlavning kan reducere eksponeringen for Dio .inforbindelser væsentligt. EPA-rapporten bekræftede, at dio .in er en kræftfare for mennesker., I 1997, International Agency for Research on Cancer (IARC), en del af World Health Organisation, der blev offentliggjort deres forskning i dioxiner og furaner og meddelte den 14 februar 1997, at den mest potente dioxin, 2,3,7,8-TCDD, er nu betragtes som en Gruppe 1 karcinogen, hvilket betyder, at det er kræftfremkaldende for mennesker. Ud over kræft kan eksponering for Dio .in også forårsage alvorlige reproduktive og udviklingsmæssige problemer i niveauer 100 gange lavere end dem, der er forbundet med dets kræftfremkaldende virkninger., Dio .in er kendt for sin evne til at skade immunsystemet og forstyrre hormonelle systemer. Dioxin eksponering, der har været forbundet med fødselsdefekter, manglende evne til at opretholde graviditeten, nedsat fertilitet, nedsat sædtal, endometriose, diabetes, indlæringsvanskeligheder, immunsystemet undertrykkelse, lunge problemer, hudproblemer, nedsat testosteron niveauer og meget mere.

en meget stor del af Dio .in kommer fra humane kilder., Dio .in begyndte at akkumulere i miljøet omkring 1900, da grundlæggeren af Do.Chemical (Midland, Michigan) opfandt en måde at opdele bordsalt i natriumatomer og kloratomer, hvilket gjorde store mængder fri klor tilgængelig for første gang. Dio .inet er på overraskende mange måder giftigt for mennesker, og at offentligheden ikke er tilstrækkeligt beskyttet mod skadelige virkninger af en traditionel sikkerhedsmargin. Chloracne var den første sygdom forbundet med eksponering for Dio .in, først beskrevet i 1897., Chloracne optrådte som et erhvervsproblem i 1930 ‘erne blandt pesticidarbejdere og blandt arbejdere, der fremstillede industrielle kemikalier kaldet PCB’ er (polychlorerede biphenyler). Imidlertid blev Dio .in ikke identificeret som årsagen til chloracne før omkring 1960. (Dio .in var en uønsket forurening af pesticiderne og PCB ‘ erne.) Chloracne producerer hududbrud, cyster og pustler som et meget dårligt tilfælde af teenage acne; bortset fra at sårene kan forekomme over hele kroppen og i alvorlige tilfælde kan vare i mange år.,

mandlig krop har ingen måder at slippe af med andet Dio .in end at lade det bryde ned i henhold til dets kemiske halveringstider. Kvinde, på den anden side, er der to måder, som det kan afslutte deres organer:

1. Det passerer placenta i voksende spædbarn;
2. Det er til stede i den fede modermælk, som også er en rute af en eksponering, som de doser, de spædbarn, hvilket gør amning til ikke-vegansk/vegetarisk mødre ganske farligt (Figur 1).

Figur 1 Dioxin Revurdering af EPA.,

EN TEQ er en dioxin Giftige Tilsvarende beregnet ved at se på alle giftige dioxiner og furaner og måle dem i form af den mest giftige form af dioxin, 2,3,7,8-TCDD. Det betyder, at nogle Dio .iner / furaner måske kun tæller som en halv te., hvis det er halvt så giftigt som 2,3,7,8-TCDD. Forskere ved National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) fandt reducerede niveauer af testosteron (mandligt kønshormon), der cirkulerer i blodet af Dio .ineksponerede mandlige arbejdere. Andre kønshormonniveauer hos disse mænd blev også påvirket., Kropsbyrderne, der ser ud til at producere en stigning i diabetes, spænder fra 99 til 140 ng/kg. Således er den gennemsnitlige amerikaner med en kropsbyrde på 13ng/kg en faktor på 8 under det laveste niveau, der menes at skabe en diabetesfare. Dio .in er en forbløffende alsidig og potent gift.

EPA12 karakteriserer 2,3,7,8-TCDD som et humant kræftfremkaldende stof baseret på vægten af beviser for dyre-og humane undersøgelser og karakteriserer andre Dio EPINLIGNENDE forbindelser, dvs., andre dioxin-lignende chlorerede dibenzo-p-dioxiner og dioxinlignende pcb og klorerede dibenzofuraner og dioxin-lignende polychlorerede biphenyler ; som sandsynlige humane carcinogener. Det amerikanske Department of Health and Human Services fastslog, at det er rimeligt at forvente, at 2,3,7,8-TCDD kan forårsage kræft.13 Det Internationale Agentur for Kræftforskning fastslog, at 2,3,7,8-TCDD er et kendt humant kræftfremkaldende stof.,14 Mulige virkninger på menneskers sundhed, der er forbundet med hormonforstyrrende virkninger kan omfatte brystkræft og endometriose hos kvinder, testikelkræft og prostatakræft hos mænd, unormal seksuel udvikling, nedsat frugtbarhed hos mænd, ændring i hypofyse og skjoldbruskkirtel funktioner, immunsuppression og neurobiologisk effekter.15 selv om der er observeret fødselsdefekter hos dyr (særligt følsomme udviklingslande), som er udsat for et højere niveau end baggrundsniveauet på 2,3,7,8-TCDD, kan humane fødselsdefekter som følge af eksponering for Dio .iner i øjeblikket ikke bekræftes.,13

Dioxin-toksicitet vurdering

undersøgelsen blev gennemført af Latchoumycandane & Mathur16 til at undersøge, om behandling med vitamin E beskytter rotte testis mod oxidativt stress induceret af 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). Hanrotter af strainistar-stamme blev administreret TCDD i doser på 1, 10 og 100 ng pr.kg kropsvægt. per dag i 45 dage. Andre grupper af dyr blev administreret samtidig med TCDD (1, 10 og 100 ng pr. kg legemsvægt. per dag) og E-vitamin (20 mg per kg kropsvægt. per dag) i 45 dage., De dyr, der fik TCDD, og de samtidig administrerede TCDD og E-vitamin viste ingen signifikant ændring i kropsvægt. Administration af TCDD reducerede vægten af testis, epididymis, sædblærer og ventral prostata. Den daglige sædproduktion faldt hos de dyr, der blev administreret TCDD fra kontrolværdierne fra 22.19+/-2.67 til 13.10+ / -3.16.106. Der var en betydelig nedgang i aktiviteter af superoxid dismutase, katalase, glutathionereductase og glutathion peroxidase, med deraf følgende øgede niveauer af hydrogenperoxid og lipid peroxidation., Samtidig administration af TCDD og E-vitamin viste ingen signifikante ændringer i vægten af testis, epididymis, sædvesikler og ventral prostata. Den daglige produktionen af sædceller forblevet uændret i de dyr, co-administreres TCDD og vitamin E. De aktiviteter, der af antioxidant enzymer, og det niveauer af hydrogen peroxid og lipid peroxidation ikke ændre i dyr co-administreres TCDD og vitamin E. Disse resultater foreslog, at administrationen af TCDD medfører, at oxidativt stress i testiklerne og E-vitamin kan give en beskyttende effekt mod TCDD-induceret oxidativ stress.,17

toksiciteten af Tcddformidles ved aktivering af arylcarbonhydridreceptoren (AhR), en forældreløs receptor tilhørende den grundlæggende Heli.-loop-Heli. Per-ARNT-Sim-familie af transkriptionsfaktorer. TCDD og relaterede kemikalier binder til AhR med høj affinitet, hvilket fører til dens translokation i kernen og dimerisering med AhR nukleare translocator (ARNT). Dette heterodimeriske kompleks binder derefter Dio .inresponselementer i promotorerne af målgener og regulerer deres transkriptionelle ekspression.,18 mus, hvor AhR er blevet genetisk slettet, udviser ikke nogen åbenlys toksisk respons, der typisk observeres efter TCDD-eksponering,19-24 viser, at AhR-aktivering er nødvendig for at formidle TCDD-toksicitet.