Biodiversity International Journal (Română)

termenul dioxină se referă la un grup de compuși chimici care împărtășesc anumite structuri similare și caracteristici biologice.1 dioxina este denumirea comună pentru 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-para-dioxină (TCDD), dar este utilizată și pentru dibenzo-para-dioxinele policlorurate înrudite structural și chimic (PCDD), dibenzofuranii (PCDF) și bifenilii policlorurați coplanari (PCB). Există 75 de congeneri PCDD, 135 PCDF și 209 PCB., Șapte PCDD și 10 PCDF cu substituții la pozițiile 2,3,7 și 8 sunt considerate toxice, iar 11 PCB au toxicitate asemănătoare dioxinei. Compușii de dioxină nu sunt creați intenționat, ci sunt formați din neatenție de o serie de activități umane și naturale. Aceste activități includ arderea și incinerarea, incendiile forestiere, albirea cu clor a celulozei și hârtiei, anumite tipuri de producție și prelucrare chimică și alte procese industriale.2 Există multe forme de dioxină. O formă, 2,3,7,8-tetra-clorodibenzo-p-dioxină (2,3,7,8-TCDD) este considerată cea mai toxică formă., Este, de asemenea, forma cea mai studiată. Echivalenții toxici (TEQs) sunt utilizați pentru a descrie toxicitatea altor 16 forme în raport cu 2,3,7,8-TCDD. Substanțele chimice persistente, bioacumulative și toxice (PBT) sunt substanțe care se pot acumula până la niveluri care pot fi dăunătoare sănătății umane și ecologice. Acești contaminanți pot călători pe distanțe lungi în atmosferă și se pot deplasa ușor de pe uscat în aer și apă. Bioacumularea este acumularea de substanțe chimice în organisme din mediul înconjurător prin absorbție, ingestie și inhalare.,3 dioxinele se dizolvă mai ușor sau sunt mai atrase de compușii grași sau grași decât apa. Din acest motiv, ele sunt mai răspândite la animalele cu grăsimi corporale, soluri și sedimente decât în apă. Același lucru este valabil și pentru alte animale sălbatice. Dioxina se îndreaptă spre vârful lanțului alimentar. Dioxina a fost componenta toxică primară a agentului Orange, a fost găsită la canalul Love Din Niagara Falls, NY și a fost baza evacuărilor La Times Beach, Mo și Seveso, Italia (Tabelul 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., Toxicitatea altor dioxine și substanțe chimice, cum ar fi PCB-urile care acționează ca dioxina, este măsurată în raport cu TCDD. Dioxina este formată ca un produs secundar neintenționat al multor procese industriale care implică clor, cum ar fi incinerarea deșeurilor, Fabricarea chimică și a pesticidelor și albirea celulozei și a hârtiei. Dioxina se formează prin arderea compușilor chimici pe bază de clor cu hidrocarburi. Principala sursă de dioxină în mediu provine din incineratoare de ardere a deșeurilor de diferite tipuri și, de asemenea, din butoaiele de ardere din curte., Poluarea cu dioxină este, de asemenea, afiliată cu fabricile de hârtie care utilizează înălbirea cu clor în procesul lor și cu producția de materiale plastice din clorură de polivinil (PVC) și cu producerea anumitor substanțe chimice clorurate, cum ar fi multe pesticide. Principalele surse de dioxină sunt în dieta noastră. Deoarece dioxina este solubilă în grăsimi, se bioacumulează, urcând în lanțul alimentar. Un Nord-American de a manca un tipic Nord-Americană dieta va primi 93% din expunerea la dioxină din carne și produse lactate (23% este de la lapte și produse lactate singur; alte surse mari de expunere sunt carnea de vită, pește, carne de porc, carne de pasăre și ouă)., La pești, aceste toxine bioacumulează lanțul alimentar, astfel încât nivelurile de dioxină din pești să fie de 100.000 de ori mai mari decât cele ale mediului înconjurător. Dioxina este eliberată de fabricile de hârtie, de topitorii de metale, de multe fabrici chimice, de multe fabrici de pesticide și de toate incineratoarele.formarea dioxinei în cuptoarele de ciment timpul lung de ședere și temperatura ridicată în cuptorul de ciment în comparație cu incineratoarele de deșeuri municipale conduc la o cantitate foarte mică de PCDD/Fs., De fapt, PCDD/Fs și alte componente ale deșeurilor periculoase pot fi efectiv distruse în mod corespunzător în cuptoarele de ciment dacă sunt adăugate direct la arzător.4 majoritatea cercetărilor efectuate asupra formării dioxinelor în cuptoarele de ciment sugerează că acești compuși se formează în principal în părțile mai reci ale proceselor, inclusiv regiunea preîncălzitorului (zona de culoare roșie) și regiunea post preîncălzitorului (zona de culoare albastră). Distrugerea deșeurilor periculoase în cuptoarele de ciment, inclusiv hidrocarburile clorurate au fost analizate de mulți cercetători și au găsit o eficiență de distrugere de peste 99,99%.,5,6 datorită temperaturii ridicate în cuptoarele de ciment, toate substanțele organice sunt distruse, prin urmare formarea dioxinelor în cuptoarele de ciment poate fi atribuită zonei de preîncălzire și zonei post preîncălzire. În regiunea de preîncălzire (roșu), se adaugă făină brută, încălzită cu gazul fierbinte provenit din cuptorul rotativ și calcinarea are loc în această regiune. Temperatura în această regiune variază de la aproximativ 250-850°C, cu partea inferioară a zonei de preîncălzire la temperatură mai ridicată și partea superioară la temperatură mai scăzută., Masa brută poate constitui multe suprafețe de particule, ceea ce poate facilita formarea catalizată pe suprafață a PCDD/Fs.7 în același timp, partea inferioară a zonei de preîncălzire poate facilita formarea omogenă a fazei gazoase, iar partea superioară poate participa la formarea eterogenă a dioxinelor. Materialul organic prezent în făina brută se volatilizează în zona preîncălzitorului și devine disponibil în fluxul de gaz. De obicei, există suficient clor prezent în făina brută pentru a menține reacțiile de formare a compușilor organici clorurați (clorofenoli, clorobenzen etc.,) necesar pentru formațiunile PCDD / Fs.8 gazul brut (gaz de cuptor) poate conține reziduuri de carbon și depus pe suprafețele pereților zonei de culoare albastră a dispozitivelor de control al poluării aerului (APCD). Temperatura și concentrația de oxigen pot fi, de asemenea, responsabile pentru formarea dioxinelor în APCD. APCD, cum ar fi precipitatorul electrostatic (ESP), este utilizat în industria cimentului pentru a îndepărta particulele din gazele de ardere. Aceste particule pot adsorbi unele dioxine pe suprafețele lor.

în cuptoarele moderne de preîncălzire, emisia este mai mică din cauza temperaturii mai scăzute a APCD., Gazele brute din cuptoarele rotative trec prin preîncălzitor, apoi prin uscătorul brut pentru a încălzi masa brută, intră în APCD și apoi stivă de gaz. Acest mod operațional scade temperatura gazului fierbinte și crește posibilitatea de adsorbție a PCDD/Fs în APCD. Datorită temperaturii mai scăzute și adsorbției PCDD/Fs, nivelul scăzut de dioxine detectat în gazul de stivă. Pe de altă parte, unele studii arată că există mai multe șanse pentru formarea de dioxine în APCD, din cauza adsorbției de structuri de carbon și temperatura profil aproape 250-350°C. 9

Karstensen et al.,,6 au identificat următoarele surse principale pentru emisiile de dioxine în cuptoarele de ciment:

1. făină brută, care conține PCDD/Fs natural
2. PCDD / Fs formate în zona de preîncălzire

• PCDD / Fs asociate cu praful de ciment din cuptor (CKD), provenit din ESP.

praf de cuptor de ciment (CKD) care conține dioxine adsorbite colectate și reintroduse în proces împreună cu făină brută. Karstensen și colab.,6 propus că nu există regiune între ESP și preîncălzitor regiune unde PCDD/F-uri produs și sunt prezente în gazoase precum și adsorbit formă., Odată ce dioxinele sunt produse, ele vor circula între forma adsorbită gazoasă și cea a particulelor.10 prin urmare, în industria cimentului, formarea dioxinelor ar putea fi atribuită dioxinelor deja prezente în făina brută, iar combinarea mecanismului omogen și eterogen în zona de preîncălzire și post-combustie pentru formarea PCDD/Fs este semnificativă.11 profilul omologului sau modelul congener al dioxinelor din cadrul fiecărui grup omologat pot fi utilizate pentru a identifica principalele surse și căi de formare, responsabile de formarea dioxinelor într-un caz specific., Profilul omologului oferă informații despre proporțiile relative ale compușilor mono-Oct-clorurați și pur și simplu descris ca un singur număr care indică gradul mediu de clorurare. Gradul de clorurare variază între 1 și 8, unde 8 indică PCDD sau PCDF ca TOCD sau TOCF. Unele studii arată că profilul omologului diferă dacă există modificări ale compoziției combustibilului și ale condițiilor de ardere.,potențialul de riscuri pentru sănătate datorat activităților de promovare a cancerului, imunomodulatoare și teratogene ale dioxinelor la rozătoare a ridicat îngrijorări cu privire la prezența lor în lanțul alimentar uman. Natura lipofilă a dioxinelor are ca rezultat concentrații mai mari în grăsimea animalelor și a produselor din pește, iar excreția lor prin secreția de lapte la vacile de lapte poate duce la concentrații relativ mari de contaminare cu dioxine în produsele lactate cu conținut ridicat de grăsimi., Contaminarea de suprafață a alimentelor vegetale și a solului din cauza depunerii emisiilor atmosferice poate fi, de asemenea, o sursă directă semnificativă de ingestie de dioxină pentru animale și, prin urmare, o sursă indirectă de dioxină pentru oameni. În ciuda numeroaselor studii epidemiologice, dioxina nu a fost determinată în mod concludent ca fiind problematică pentru oameni. Anumite practici de management, cum ar fi tunderea de grăsime din carne, consuma produse lactate degresate și pur și simplu de gătit alimente poate reduce expunerea la dioxină compuși. Raportul EPA a confirmat că dioxina este un risc de cancer pentru oameni., În 1997, Agenția Internațională de cercetare a cancerului (IARC), parte a Organizației Mondiale a sănătății, și-a publicat cercetările în dioxine și furani și a anunțat în februarie 14, 1997, că cea mai puternică dioxină, 2,3,7,8-TCDD, este considerată acum un cancerigen de grup 1, ceea ce înseamnă că este un cancerigen uman cunoscut. În plus față de cancer, expunerea la dioxină poate provoca, de asemenea, probleme severe de reproducere și dezvoltare la niveluri de 100 de ori mai mici decât cele asociate cu efectele sale cauzatoare de cancer., Dioxina este bine cunoscută pentru capacitatea sa de a deteriora sistemul imunitar și de a interfera cu sistemele hormonale. Expunerea la dioxină a fost legată de malformații congenitale, incapacitatea de a menține sarcina, scăderea fertilității, reducerea numărului de spermatozoizi, endometrioza, diabetul, dizabilități de învățare, suprimarea sistemului imunitar, probleme pulmonare, tulburări ale pielii, scăderea nivelului de testosteron și multe altele.o proporție foarte mare de dioxină provine din surse umane., Dioxina a început să se acumuleze în mediul înconjurător în jurul anului 1900, când fondatorul Dow Chemical (Midland, Michigan) a inventat o modalitate de a împărți sarea de masă în atomi de sodiu și atomi de clor, făcând astfel disponibile pentru prima dată cantități mari de clor liber. Dioxina este toxică pentru oameni în mod surprinzător de multe moduri și că publicul larg nu este protejat în mod adecvat de efectele negative printr-o marjă tradițională de siguranță. Cloracna a fost prima boală asociată cu expunerea la dioxină, descrisă pentru prima dată în 1897., Cloracna a apărut ca o problemă profesională în anii 1930 în rândul lucrătorilor de pesticide și în rândul lucrătorilor care au fabricat substanțe chimice industriale numite PCB-uri (bifenili policlorurați). Cu toate acestea, dioxina nu a fost identificată ca fiind cauza cloracnei până în jurul anului 1960. (Dioxina a fost un contaminant nedorit al pesticidelor și PCB-urilor.) Cloracne produce erupții cutanate, chisturi și pustule ca un caz foarte rău de acnee adolescente; cu excepția faptului că răni pot apărea pe tot corpul și în cazuri grave poate dura mai mulți ani.,corpul masculin nu are modalități de a scăpa de dioxină, în afară de a-l lăsa să se descompună în funcție de timpul de înjumătățire chimic. De sex feminin, pe de altă parte, au două moduri de care nu se poate ieși corpurile lor:

1. traversează placenta în creștere pentru sugari;
2. este prezent în gras laptele matern, care este, de asemenea, o cale de expunere care doze la sugari, ceea ce face alăptarea pentru non-vegan/vegetarian mame destul de periculoase (Figura 1).

Figura 1 Pcb Reevaluare de EPA.,un TEQ este un echivalent toxic de dioxină, calculat prin analizarea tuturor dioxinelor și furanilor toxici și măsurarea acestora în ceea ce privește cea mai toxică formă de dioxină, 2,3,7,8-TCDD. Aceasta înseamnă că unele dioxine / furani ar putea conta doar ca jumătate de TEQ dacă este jumătate la fel de toxic ca 2,3,7,8-TCDD. Cercetătorii de la Institutul Național de securitate și sănătate în muncă (NIOSH) au descoperit niveluri reduse de testosteron (hormon sexual masculin) care circulă în sângele lucrătorilor de sex masculin expuși la dioxină. Alte niveluri de hormoni sexuali la acești bărbați au fost afectate, de asemenea., Sarcinile corporale care par să producă o creștere a diabetului variază de la 99 la 140ng/kg. Astfel, americanul mediu, cu o povară corporală de 13ng/kg, este un factor de 8 sub cel mai scăzut nivel gândit pentru a crea un risc de diabet. Dioxina este o otravă uimitor de versatilă și puternică.EPA12 caracterizează 2,3,7,8-TCDD ca cancerigen uman pe baza greutății dovezilor studiilor la animale și la om și caracterizează alți compuși asemănători dioxinelor, adică, alte dibenzo-p-dioxine clorurate de tipul dioxinelor și dibenzofurani clorurați și bifenili policlorurați de tipul dioxinelor ; ca agenți cancerigeni umani probabili. Departamentul de sănătate și Servicii Umane al SUA a stabilit că este rezonabil să se aștepte ca 2,3,7,8-TCDD să provoace cancer.13 Agenția Internațională de cercetare a cancerului a stabilit că 2,3,7,8-TCDD este un cancerigen uman cunoscut.,14 efectele posibile asupra sănătății umane asociate cu tulburări endocrine pot include cancerul de sân și endometrioza la femei, cancerele testiculare și de prostată la bărbați, dezvoltarea sexuală anormală, fertilitatea masculină redusă, modificarea funcțiilor glandei pituitare și tiroidiene, supresia imună și efectele neuro-comportamentale.15 deși au fost observate defecte congenitale la animale (animalele în curs de dezvoltare sunt deosebit de sensibile) expuse la niveluri mai mari decât cele de fond de 2,3,7,8-TCDD, defectele congenitale umane rezultate din expunerea la dioxine nu pot fi confirmate în prezent.,13

Pcb evaluarea toxicității

studiul A fost realizat de către Latchoumycandane & Mathur16 pentru a investiga dacă tratamentul cu vitamina E protejeaza rat testicul de stresul oxidativ indus de 2,3,7,8-tetraclordibenzo-p-dioxină (TCDD). Șobolanii masculi din tulpina Wistar au fost administrați TCDD în doze de 1, 10 și 100ng pe kg greutate corporală. pe zi timp de 45 de zile. Alte grupuri de animale au fost administrate concomitent TCDD (1, 10 și 100ng pe kg corp greutate corporală. pe zi) și vitamina E (20mg pe kg corp wt. pe zi) timp de 45 de zile., Animale administrat TCDD și cele co-administrat TCDD si vitamina E nu a arătat nici o schimbare semnificativă în greutate. Administrarea TCDD a scăzut greutatea testiculelor, epididimului, veziculelor seminale și prostatei ventrale. Zilnic sperma producția a scăzut în animale administrat TCDD din valorile de control de 22.19+/-2.67 să 13.10+/-3.16 x 106. A existat o scădere semnificativă a activităților de superoxid dismutază, catalază, glutationereductază și peroxidază de glutation cu niveluri crescute concomitente de peroxid de hidrogen și peroxidare lipidică., Administrarea concomitentă de TCDD și vitamina E nu a prezentat modificări semnificative ale greutății testiculelor, epididimului, veziculelor seminale și prostatei ventrale. Zilnic productia de sperma a rămas neschimbată în animale de co-administrat TCDD și vitamina E. activități de enzime antioxidante și nivelurile de peroxid de hidrogen și peroxidarea lipidelor nu schimba în animale de co-administrat TCDD și vitamina E. Aceste rezultate au sugerat că administrarea de TCDD induce stres oxidativ în testicul și vitamina E ar putea da un efect protector împotriva TCDD induse de stresul oxidativ.,17

toxicitatea TCDDis mediată de activarea receptorului de hidrocarbură aril (AhR), un receptor orfan aparținând familiei de factori de transcripție Helix-loop-helix Per-ARNT-Sim de bază. TCDD și substanțele chimice conexe se leagă de AhR cu afinitate ridicată, ceea ce duce la translocarea sa în nucleu și dimerizarea cu translocatorul nuclear AhR (ARNT). Acest complex heterodimeric leagă apoi elementele de răspuns ale dioxinei în promotorii genelor țintă și reglează expresia lor transcripțională.,Șoarecii 18 la care AhR a fost șters genetic nu prezintă răspunsuri toxice evidente observate în mod obișnuit după expunerea la TCDD,19-24 demonstrând că activarea AhR este necesară pentru a media toxicitatea TCDD.