biologisk Mangfold International Journal

begrepet dioksiner refererer til en gruppe av kjemiske forbindelser deling av lignende strukturer og biologiske egenskaper.1 Dioksiner er det vanlige navnet for 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-para-dioksin (TCDD), men er også brukt til både strukturelt og kjemisk beslektet polyklorinerte dibenzo-para-dioksiner (PCDD), dibenzofurans (PCDF) og er på samme plan polyklorinerte bifenyler (PCB). Det er 75 PCDD congeners, 135 PCDF og 209 PCB., Sju PCDD og 10 PCDF med innbytter på 2,3,7 og 8 stillinger er regnet som giftig og 11 PCB har dioksinliknende toksisitet. Dioksiner forbindelser er ikke skapt med vilje, men er dannet ved en feiltagelse av en rekke menneskelige og naturlige aktiviteter. Disse aktivitetene omfatter forbrenning og forbrenning, skogbranner, klor bleking av papirmasse og papir, visse typer av kjemisk produksjon og prosessering og andre industrielle prosesser.2 Mange former av dioksiner finnes. Ett skjema, 2,3,7,8-tetra-chlorodibenzo-p-dioksiner (2,3,7,8-TCDD) er ansett som den mest giftige formen., Det er også den mest studerte form. Toksiske ekvivalenter (TEQs) er brukt for å beskrive toksisitet av 16 andre former forhold til 2,3,7,8-TCDD. Persistent, bioakkumulerende og giftige kjemikalier (PBTs) er stoffer som kan bygge opp til nivåer som kan være skadelig for menneskelige og økologiske helse. Disse miljøgiftene kan reise lange avstander i atmosfæren og kan bevege seg lett fra land til luft og vann. Bioakkumulering er opphopning av kjemikalier i organismer fra det omkringliggende miljøet gjennom absorpsjon, svelging og innånding.,3 Dioksiner oppløse lettere eller er mer tiltrukket til fet eller fet stoffer enn vann. På grunn av dette, de er mer utbredt hos dyr med kroppsfett, jordsmonn og sedimenter enn de er i vann. Det samme gjelder for annet dyreliv. Dioksiner virker sin vei til toppen av næringskjeden. Dioksiner var den primære giftige komponenten av Agent Orange, ble funnet på Kjærligheten Kanalen i Niagara Falls, new york og var grunnlaget for evakuering til Tider Beach, MO og Seveso, Italia (Tabell 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., Giftigheten av andre dioksiner og kjemikalier som Pcb som fungerer som dioksiner måles i forhold til TCDD. Dioksiner er dannet som en utilsiktet biprodukt av mange industrielle prosesser med klor, for eksempel avfallsforbrenning, kjemiske og plantevernmidler produksjon og papirmasse og papir bleking. Dioksiner dannes ved forbrenning av klor-basert kjemiske forbindelser med hydrokarboner. Den største kilden til dioksiner i miljøet kommer fra avfall-brenning forbrenningsovner av ulike slag og også fra bakgården brenne-fat., Dioksiner forurensning er også tilknyttet papirfabrikker som bruker klor bleking i deres prosess og med produksjon av polyvinylklorid (PVC) – plast, og med produksjon av visse klorerte kjemikalier som mange plantevernmidler. De viktigste kildene til dioksiner er i vårt kosthold. Siden dioksiner er fettløselige, det bioaccumulates, klatring oppover i næringskjeden. En Nord-Amerikansk spiser en typisk Amerikansk kosthold får 93% av dioksiner eksponering fra kjøtt og meieriprodukter (23% er fra melk og melkeprodukter alene, de andre store kilder til eksponering er biff, fisk, svin, fjørfe og egg)., I fisk, disse toksiner bioakkumulere opp i næringskjeden, slik at dioksiner nivåer i fisk er 100.000 ganger at av det omkringliggende miljøet. Dioksiner er utgitt av papirfabrikker, av metall smelteverk, av mange kjemiske anlegg av mange av plantevernmidler fabrikker og av alle forbrenningsovner.

Dioksiner dannes i sement kilns

lang botid og høy temperatur i sement ovnen sammenlignet med kommunalt avfall forbrenningsovner føre til svært lav sum PCDD/Fs., Faktisk, PCDD/Fs og andre komponenter som er farlig avfall som faktisk kan være ødelagt på riktig måte i sement kilns hvis det er lagt direkte til brenneren.4 Fleste av forskning gjort på dannelsen av dioksiner i sement kilns tyder på at disse forbindelsene i hovedsak er dannet i de kjøligere delene av prosesser, inkludert preheater regionen (rød farge sone) og post preheater regionen (blå farge sone). Destruksjon av farlig avfall i sement kilns, inkludert klorerte hydrokarboner har blitt analysert av mange forskere og funnet mer enn 99.99% ødeleggelse effektivitet.,5,6 på Grunn av høy temperatur i sement kilns, alle organics er ødelagt, derfor dannelse av dioksiner i sement kilns kan knyttes til preheater sone og post preheater sone. I preheater regionen (red), raw-måltid er lagt, oppvarmede sidespeil med varme gassen som kommer fra roterende ovn og calcination skjer i denne regionen. Temperaturen i dette området varierer fra ca 250-850°C med nedre del av pre-varmeelement sone ved høyere temperatur og øvre del ved lavere temperatur., Rå måltid kan utgjøre mange partikkel overflater, som kan bidra til overflaten catalyzed dannelsen av PCDD/Fs.7 På samme tid, den nedre delen av preheater sone kan lette homogen gass fase dannelse og øvre del kan delta i heterogene dannelsen av dioksiner. Det organiske materialet er til stede i rå mat, volatilize i preheater sone og bli tilgjengelig i gasstrøm. Vanligvis er det nok klor til stede i rå måltid for å opprettholde dannelsen reaksjoner av klorerte organiske forbindelser (chlorophenols, chlorobenzene etc.,) behov for PCDD/Fs formasjoner.8 rå gass (ovn bensin), karbon kan inneholde rester og settes på overflater på vegger av luftforurensning kontroll enheter (APCD) blå farge regionen. Temperatur og oksygen konsentrasjon kan også være ansvarlig for dannelsen av dioksiner i APCD. APCD for eksempel elektrostatisk precipitator (ESP) er brukt i sement bransjer for å fjerne svevestøv fra skorsteinen gass. Dette svevestøv kan adsorbere noen dioksiner på deres overflater.

I moderne preheater kilns utslipp er lavere på grunn av lavere temperatur på APCD., Raw-gasser fra rotary kilns gå gjennom preheater deretter gjennom raw mill hårføner for å varme den rå mat, gå inn i APCD og deretter stable gass. Denne operative modus reduserer varm gass temperatur og øke muligheten for adsorpsjon av PCDD/Fs i APCD. På grunn av lavere temperatur og adsorpsjon av PCDD/Fs, lavt nivå av dioksiner oppdaget i stabel gass. På den annen side, noen studier viser at det er flere muligheter for dannelse av dioksiner i APCD, på grunn av adsorpsjon av karbon strukturer og temperatur profil nesten 250-350°C. 9

Karstensen et al.,,6 identifisert følgende viktigste kildene for utslipp dioksiner i sement kilns:

1. Rå mat, som inneholder naturlig forekommende PCDD/Fs
2. PCDD/Fs dannet i preheater sone

• PCDD/Fs forbundet med sement ovnen støv (CKD), som stammer fra ESP.

Sement ovnen støv (CKD) inneholder adsorbert dioksiner samlet inn og gjeninnført i prosessen sammen med rå mat. Karstensen et al.,6 foreslått at det er området mellom ESP og preheater regionen der PCDD/Fs produsert og er til stede i gassform samt adsorbert form., Når dioksiner er produsert, vil de sirkulerer mellom gassform og partikkel adsorbert form.10 Derfor, i sementindustrien dioksiner dannelse kan tilskrives den allerede dioksiner til stede i rå måltid og kombinasjonen av homogene og heterogene mekanisme i preheater og etter forbrenning sone for dannelsen av PCDD/Fs er betydelige.11 Homologue profil eller congener mønster av dioksiner innenfor hver homologue gruppe kan brukes for å identifisere de viktigste kildene og dannelse trasé, som er ansvarlig for dioksiner dannes i en konkret sak., Homologue profil-gir informasjon om de relative andelene av mono til Jan-klorerte forbindelser og rett og slett beskrives som et enkelt tall som viser gjennomsnittlig grad av klorering. Den grad av klorering varierer mellom 1 og 8, der 8 viser PCDD eller PCDF som OCDD eller OCDF. Noen studier viser at homologue profil skiller seg hvis det er endringer i drivstoff sammensetning og forbrenning forhold.,

Dioksiner og helse

potensialet for helserisiko på grunn av kreft-fremme, immunmodulerende og teratogene aktiviteter av dioksiner i gnagere har reist bekymringer for deres tilstedeværelse i den menneskelige næringskjeden. Den lipofile arten av dioksiner resulterer i høyere konsentrasjoner i fett av animalsk og fiskeprodukter og deres utskillelse via melkesekresjon i melkeku kan resultere i relativt høye konsentrasjoner av dioksiner forurensning i høy-fett meieriprodukter., Overflaten forurensning av plante-mat og jord på grunn av nedfall av atmosfærisk utslipp kan også være en betydelig direkte kilde til dioksiner inntak for husdyr og dermed en indirekte kilde til dioksiner for mennesker. Til tross for en rekke epidemiologiske studier, dioksiner har ikke vært entydig bestemt på å være problematisk for mennesker. Visse praksis slik som trimming fett fra kjøtt, spiser lav-fett meieriprodukter og bare lager mat kan betydelig redusere eksponering for dioksiner forbindelser. EPA rapporten bekreftet at dioksin er en kreft fare for mennesker., I 1997, International Agency for Research on Cancer (IARC), som er en del av Verdens helseorganisasjon, publisert forskningen sin til dioksiner og furaner og annonsert på februar 14, 1997, at den mest potente dioksiner, 2,3,7,8-TCDD, er nå betraktet som en Gruppe 1 kreftfremkallende, noe som betyr at det er et kjent kreftfremkallende stoff for mennesker. I tillegg til kreft, eksponering for dioksiner kan også forårsake alvorlige reproduktive og utviklingsmessige problemer på nivåer som er 100 ganger lavere enn de som er forbundet med sin kreft forårsaker effekter., Dioksiner er godt kjent for sin evne til å skade immunsystemet og påvirke hormonelle systemer. Dioksiner eksponering har vært knyttet til misdannelser, manglende evne til å opprettholde svangerskapet, redusert fruktbarhet, redusert sperm teller, endometriose, diabetes, lærevansker, immunsystem undertrykkelse, lunge problemer, hud lidelser, redusert testosteronnivå og mye mer.

En svært stor andel av dioksiner kommer fra menneskelige kilder., Dioksiner begynte å akkumuleres i miljøet rundt 1900 da grunnleggeren av Dow Chemical (Midland, Michigan) oppfunnet en måte å dele bord salt i natrium atomer og kloratomer, og dermed gjøre store mengder av fritt klor tilgjengelig for første gang. Den dioksiner er giftig for mennesker i overraskende mange måter, og at allmennheten ikke er tilstrekkelig beskyttet mot negative effekter av en tradisjonell sikkerhetsmargin. Chloracne var den første sykdom forbundet med eksponering for dioksiner, først beskrevet i 1897., Chloracne dukket opp som en yrkesmessig problem på 1930-tallet blant plantevernmiddel arbeidstakere og blant arbeidstakere som er produsert industrielle kjemikalier kalles Pcb (polychlorinated biphenyls). Imidlertid, dioksiner ble ikke identifisert som årsak av chloracne frem til ca 1960. (Dioksiner var en uønsket forurensning av pesticider og Pcb.) Chloracne produserer hud utbrudd, cyster og pustler som et svært alvorlig tilfelle av teenage akne, bortsett fra at sårene kan oppstå over hele kroppen, og i alvorlige tilfeller kan vare i mange år.,

Mannlige kroppen har ingen måter å kvitte seg av dioksiner annet enn å la det bryte ned i henhold til dens kjemiske halve livet. Kvinner, på den annen side, har to måter som det kan avslutte sine organer:

1. Den krysser placenta til det voksende barnet;
2. Det er tilstede i fet bryst melk, som også er en opptaksvei doser som spedbarn, noe som gjør amming for ikke-vegansk/vegetarisk mødre ganske farlig (Figur 1).

Figur 1 Dioksiner Revurdering av EPA.,

EN TEQ er en dioksiner Giftig Tilsvarende, beregnet ved å se på alle giftige dioksiner og furaner og måler dem i form av den mest giftige formen for dioksiner, 2,3,7,8-TCDD. Dette betyr at noen dioksiner/furaner kan bare teller som en halv TEQ hvis det er halvparten så giftig som 2,3,7,8-TCDD. Forskere ved National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) fant reduserte nivåer av testosteron (mannlig kjønnshormon) sirkulerer i blodet av dioksin-utsatt mannlige arbeidere. Andre sex hormon nivåer i disse mennene var påvirket så vel., Kroppen byrder som ser ut til å føre til en økning i diabetes spenner fra 99 til 140ng/kg. Dermed er den gjennomsnittlige Amerikaner, med en kropp byrden av 13ng/kg, som er en faktor på 8 under det laveste nivået tenkte å lage en diabetes fare. Dioksiner er en utrolig allsidig og sterk gift.

EPA12 karakteriserer 2,3,7,8-TCDD som kreftfremkallende for mennesker basert på vekten av bevis av dyre-og humane studier og karakteriserer andre dioksin lignende forbindelser dvs., andre dioksinliknende klorerte dibenzo-p-dioksiner, klorerte dibenzofurans og dioksinliknende polyklorinerte bifenyler, som trolig humane karsinogener. The US Department of Health and Human Services bestemt at det er rimelig å forvente at 2,3,7,8-TCDD kan forårsake kreft.13 International Agency for Research on Cancer bestemt at 2,3,7,8-TCDD er et kjent kreftfremkallende stoff for mennesker.,14 Mulige helse-effekter forbundet med endokrine forstyrrelser kan omfatte brystkreft og endometriose hos kvinner, testikkelkreft og prostatakreft hos menn, unormal seksuell utvikling, redusert mannlig fruktbarhet, endring i hypofysen og skjoldbrusk-kjertel funksjoner, immunsystemet undertrykkelse og neurobehavioral effekter.15 Selv om fødselsskader har blitt observert i dyr (utvikling av dyr er spesielt sensitive) eksponert for høyere enn bakgrunnen nivåer av 2,3,7,8-TCDD, menneskelige misdannelser som følge av eksponering for dioksiner i dag kan ikke bekreftes.,13

Dioksiner toksisitet vurdering

studien ble foretatt av Latchoumycandane & Mathur16 å undersøke om behandling med vitamin E beskytter rotte testis fra oksidativt stress forårsaket av 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksin (TCDD). Hannrotter av Wistar belastning ble administrert TCDD ved doser på 1, 10 og 100ng per kg kroppen wt. per dag i 45 dager. Andre grupper av dyr var co-administrert TCDD (1, 10 og 100ng per kg kroppen wt. per dag) og vitamin E (20 mg per kg kroppen wt. per dag) for 45 dager., Dyr administreres TCDD og de co-administrert TCDD-og E-vitamin som ikke viser noen signifikant endring i kroppsvekt. Administrasjon av TCDD redusert vekt av testis, bitestikkel, sædblærene og ventrale prostata. Den daglige sperm produksjon redusert i dyr administreres TCDD fra kontroll-verdier av 22.19+/-2.67 å 13.10+/-3.16 x 106. Det var en betydelig nedgang i aktiviteter av superoxide dismutase, catalase, glutathionereductase og glutathione peroxidase med samtidig økte nivåer av hydrogen peroxide og lipid peroxidation., Samtidig administrering av TCDD-og E-vitamin som ikke viser vesentlige endringer i vektingen av testis, bitestikkel, sædblærene og ventrale prostata. Den daglige sperm produksjon forble uendret i dyr co-administrert TCDD og vitamin E. aktiviteter av antioksidant enzymer og nivåer av hydrogen peroxide og lipid peroxidation ikke endring i dyr co-administrert TCDD og vitamin E. Disse resultatene antydet at administrasjonen av TCDD fører til oksidativt stress i testis og E-vitamin kan gi en beskyttende effekt mot TCDD-indusert oksidativt stress.,17

toksisitet av TCDDis mediert ved aktivering av aryl hydrokarbon-reseptor (Ah), en foreldreløs reseptor som hører til de grunnleggende helix-loop-helix Per-ARNT-Sim-familien av transkripsjon faktorer. TCDD og beslektede kjemikalier binder seg til Ah med høy affinitet, som førte til at den translocation inn i cellekjernen og dimerization med AhR kjernefysiske translocator (ARNT). Dette heterodimeric komplekse deretter binder dioksiner svar elementer i arrangører av mål gener og regulerer deres transcriptional uttrykk.,18 Mus som AhR har blitt genetisk slettes ikke klarer å vise noen åpenbare giftig responser som vanligvis observeres etter TCDD-eksponering,19-24 viser at AhR aktivering er påkrevd for å megle TCDD toksisitet.