二惡英對環(huán)境的污染及對人類的危害

1、二惡英對環(huán)境的污染及對人類的危害人類對二惡英的認識1999年5月比利時的二惡英污染事件，引起全球震驚，美國、加拿大、中國、日本、香港等40 多個國家和地區(qū)的政府禁止進口和銷售比利時、法國等四國可能受污染的食品。這一事件造成巨大 的經(jīng)濟損失和社會影響，被認為是本世紀最大的化學毒物污染食品事件。二惡英是一類有機氯化合物的俗稱，美國環(huán)保局確認的二惡英類物質(zhì)有30種，其中包括多氯 二苯二惡英(PCDDs) 7種、多氯二苯呋喃(PCDFs) 10種、多氯聯(lián)苯(PCBs) 13種，以 毒性大、致癌作用強的2,3,7,82四氯雙苯并二惡英(TCDD)為代表。50年代，人類首次發(fā)現(xiàn)二惡英類化合物能引起一系列的

2、健康問題，但那僅僅是在一些生產(chǎn)殺蟲 劑的生產(chǎn)工人中發(fā)現(xiàn)。6070年代，以DD T、六六六為代表的殺蟲劑被廣泛使用。一種稱為“橙劑” 的化合物作為落葉劑在越南戰(zhàn)場上使用。然而人們很快發(fā)現(xiàn)由于這類化合物在環(huán)境中能長期存在， 不被破壞，對人類有難以估計的危害。1962年,美國的卡松女士在她的寂靜的春天一書中敘述了這樣一個事實：美國密西根州東蘭辛市為了殺滅榆樹上的甲蟲用DD T噴灑殺蟲。秋天樹葉落在地上，蠕蟲吃了樹葉，來年春天，樹上的知更鳥吃了蠕蟲，一周之內(nèi)，全市的知更鳥幾乎全部死光?？ㄋ膳棵鑼懙氖褂糜袡C氯殺蟲劑后荒蕪、寂靜的地 球景象震驚了整個世界。這一舉動直接導致了美國環(huán)境保護局的成立同時使有機

3、氯殺蟲劑被世界大多數(shù)國家禁止生產(chǎn)和使用。80年代，人們發(fā)現(xiàn)二惡英不僅僅來源于殺蟲劑，而更 廣泛來源于其它含氯的工業(yè)品。例如用氯漂白的紙張、婦女用衛(wèi)生棉條、嬰兒用紙尿布，以及PVC(聚 氯乙烯)塑料制成的一次性輸液用品、兒童玩具、餐具等等。上述工業(yè)品使用后的廢棄物作為垃圾 被焚燒時產(chǎn)生有強毒性和致癌性的TCDD，污染空氣、水體、土壤和野生動植物從局部的農(nóng)場到海洋 深處，甚至北極，無所不在。到80年代末，世界上的每一個人都暴露在二惡英的污染之下。直到90年 代，二惡英對人類健康和環(huán)境的危害才有了較明確的定論。1994年美國環(huán)保局EPA發(fā)布了人們期 待已久的“二惡英再評估”報告(EPA 1994a

4、,1994b)。這一報告的起源是由于美國的化學和造紙工 業(yè)認為隨著有機氯殺蟲劑被禁用，二惡英通常的污染源已經(jīng)減少，因而要求政府修改、調(diào)低對二惡英 的毒性和污染的評估。然而與化學和造紙業(yè)的觀點相反,EPA的重新評估報告認為二惡英能引起公眾 健康長時間、大范圍的損害。新的毒理和內(nèi)分泌學研究證明，二惡英除對人和動物具有致癌作用外, 極小劑量的二惡英也可能造成激素分泌的紊亂，影響青春期發(fā)育和引起神經(jīng)、免疫系統(tǒng)的損害。全球性的二惡英污染二惡英類化合物由于兩個方面的原因造成對環(huán)境的特殊影響：首先，二惡英具有超常的物理、 化學、生物學降解期，需要幾十年甚至更長時間(Paustenbach et al . ,

5、 1992 ; Webster andCommoner ,1994)由于在環(huán)境中長時間的積累，結(jié)果是能在水體沉淀物和食物鏈中達到非常高的含 量水平。由于它們非常長的半衰期以及能通過大氣長距離的轉(zhuǎn)移 因此可以說二惡英無處不在(Schecter ,1991 ;Brzuzy and Hites ,1996)。例如，在加拿大北極地區(qū)，由于工業(yè)污染和食物 鏈的傳遞作用，出現(xiàn)二惡英、呋喃類、多氯聯(lián)苯(PBCs)的最高含量的機體。其次，二惡英是高脂溶 性而非水溶性，可在脂肪組織中生物積累，在食物鏈上濃度不斷上升。在食物鏈的高層，高二惡英蓄 積的機體中的濃度高出周圍空氣、土壤和沉淀物中含量幾百萬倍(Envir

6、onment Canada ,1992)。二惡 英同樣在人體組織中蓄積，在人體的半衰期是510年(EPA ,1994)。二惡英對人體的污染主要通過 食物鏈，幾乎所有的人均由于食物而受到二惡英污染,二惡英主要污染魚、肉、蛋及奶制品。作為 食物鏈的最頂端,人體的污染是相當嚴重的。人體脂肪組織、血液和母乳常常受到二惡英類化合物的 污染(Schecter ,1991)。人體二惡英的另一個污染途徑是通過母嬰傳遞，胎兒通過胎盤從母體獲得, 而嬰兒通過母乳受到污染(Schecter ,1991)。在美國，一個嬰兒每天的獲得量是成人平均水平的10 20倍。所以嬰兒在生命的第一年中將得到他一生中所得到的總量的1

7、0 %( EPA,1994a)。借助高靈 敏度的儀器,正常人體中可測得一定量的二惡英，只是含量非常低,一般血清中其質(zhì)量分數(shù)的數(shù)量 級為10 - 12。到目前為止，人類TCDD中毒并沒有針對性的解毒藥物。由于TCDD的蓄積性,人體的 排泄速度很慢,目前也沒有有效的促進其排泄的手段。二惡英的主要來源有如下兩個方面。在美國，根據(jù)EPA的調(diào)查,90 %的二惡英主要來源于含氯。化合物的燃燒（表1）裹1美國二驀英的主要來源來源比例（）醫(yī)院般棄物囊燒45垃圾和固體廢棄物是烙42危險廢棄物、粘合劑裝燒4漂白加工3木材燃燎3桐的再循環(huán)利用2森林火坂孫衣叫秸稈燃埸0 7汽車燃料0. 7下水道行物燃燒0. 2含二表

8、英的化舉物C1鉛循環(huán)利用0 1煉鋼（數(shù)據(jù)缺）開故廢弄物燃燒（數(shù)據(jù)映）火災(zāi)（數(shù)據(jù)缺）*2 世界范圍大氣中二惡英的來源來釀排放景（蛔】叫小波動妝圍城市度棄物焚燒1130680 1580粘合劑及危險陵奔物焚燒68U400 -900金屬生產(chǎn)頑21() 490粘合劑（非燃危險品）320190 - 450氏院廢壽物焚燒 y桐再生循環(huán)剁用7847109含鉛汽油燃燒LI6 - 16不含相燃料燃燒L0. 6 - 1.4總計30002400-360。二惡英的另一個非常重要的來源是包括生產(chǎn)紙張的漂白過程和化學工業(yè)生產(chǎn)的殺蟲劑，與燃燒 無關(guān)。EPA估計,大約有100種左右的殺蟲劑與二惡英有關(guān)。含氯化合物有非常廣泛的應(yīng)

9、用和巨大的產(chǎn)量，據(jù)EPA估計，全球有機氯化合物產(chǎn)量每年高達110億t，含氯約25003000 萬t。盡管在這一過程中產(chǎn)生的二惡英的量是1/ 1010或1/ 1012 ,但仍然是二惡英的一個重要來源。 氯在冶金、水消毒和一些無機化工中的使用,也是二惡英重要的來源（Oehme , 1989 , Rappe , 1991 ,Heindl and Hutzinger ,1987），但比上面提到的來源要次要得多。二惡英對人體的危害生物化學研究認為：二惡英具有類似人體激素的作用，稱為“環(huán)境激素”。二惡英可以通過細胞膜 進入細胞內(nèi)，通過調(diào)控基因活性，調(diào)節(jié)機體的生長和自我調(diào)節(jié)過程。任何一個二惡英類分子能與細胞

10、內(nèi)的特殊蛋白受體結(jié)合成復合物，這一復合物能進入細胞核，作用于DNA，影響某些 基因的表達。這一變化的結(jié)果可激發(fā)一連串的生物化學反應(yīng)包括激素的合成和分泌，還影響激素受體、酶、生長因子和其它物質(zhì)。然而，二惡英不像天然激素，它不被代謝和降解，對 受體有高親合力，因此非常小劑量的“錯誤信號”能對激素調(diào)控產(chǎn)生極大的影響作用，包括影響細 胞分裂，組織再生，生長發(fā)育、代謝和免疫功能。因此，二惡英被稱為“毒素傳遞素”，影響和危害正 常人體系統(tǒng)，如內(nèi)分泌、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)等。表3二惡某類化臺物的毒理學數(shù)應(yīng)對激素、受it生m困子調(diào)m的影響致癌劑對免疫系統(tǒng),的影響推性*殖系毒性雎性牛殖系駐性其它影響同釁英激素閔|受休

11、(蜷性激素、 城性激素號上豚.皮質(zhì)激恭)； 瓶根激素4胰島素蝶生素土 EGF 和受體】TGF-h, TGF - b； IL1L c - R*, c - ErEA.維胞和體液免疫抑制：增加對傳 染源一的域逑升日：身免座反.應(yīng)， 先天缺陷：臘兒死亡;影響抻經(jīng) 系境發(fā)育智力障弭(低下)； 降低血滑雄性激素濃度；睪丸菱 編：孚丸結(jié)構(gòu)異常;牛殖器大小 異常；雌性化激素反應(yīng).雌性化 行為反J ,生育能力F降;流產(chǎn)、死胎(無保 持胚胎的能力)；卵巢功能卜降、 捎失：于直內(nèi)膜拜位.器宜毒性(肝.性、胸膜、皮膚、牙 齒)：撼尿病；彌重減輕：消瘦綜 合癥：糖制脂肪代謝改變一暴露于二惡英，尤其是2,3,7,8 -

12、TCDD的實驗動物，有明顯的劑量反應(yīng)關(guān)系，上述的很多 損害發(fā)生在長期的低劑量接觸。例如猴暴露于質(zhì)量分數(shù)為5 X10 - 12的2,3,7,8 - TCDD ,影響神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和引起子宮內(nèi)膜異位(Rier etal . ,1993 ,Bowman et al . ,1989);懷孕 的大鼠在孕期中15天接受小劑量的TCDD ,其雄性子代在出生時看上去很正常，但在 發(fā)育期，雄性征消失，隨后產(chǎn)生解剖學改變，精子數(shù)減少，雌性激素上升，雌性化行為等癥候交替出 現(xiàn)(Mably et al . ,1991)。非常小量的二惡英可以導致大鼠和猴免疫系統(tǒng)的改變(Hon g et al . ,1989 ;Neub

13、ert et al . ,1992 ; Yang et al . ,1994)。最近發(fā)現(xiàn) HIV21 病毒染色體能與二惡英 受體復合物結(jié)合，激活病毒基因的轉(zhuǎn)錄，對疾病的感染起促進作用(Yao et al . ,1995)。二惡英還可以導致癌癥,引起極大關(guān)注。有關(guān)2 ,3 ,7 ,8 -TCDD的所有18個致癌試驗，均呈 陽性結(jié)果。試驗證明,二惡英能引起無論何種性別的大鼠、小鼠、倉鼠及所有試驗組動物 的腫瘤(Huff ,1994)。美國EPA的評估指出:所測地區(qū)當前的本底暴露,使得癌癥的危險高達1/ 1000 ,這一水平超過可接受危害性標準的幾千倍。如果情況確實如此匕則目前美國每年可 能有350

14、0人死于暴露于二惡英引起的癌癥(EPA, 1994a)，而每年二惡英引起的新的癌癥患者 可能在2. 5萬25萬人之間。從因職業(yè)原因暴露于TCDD的流行病學調(diào)查得出這樣的 觀點：TCDD與人類呼吸系統(tǒng)、肺、胸腺、結(jié)締組織和軟組織、造血系統(tǒng)、肝等幾乎所有腫瘤 有關(guān)(Huff, 1994)。毒性最大的二惡英類化合物2,3,7,8 - TCDD最近被國際癌癥研究所 (IARC)認定為致癌物，也被EPA以及美國國家勞動與職業(yè)安全研究所認定為能引起人類腫瘤 的致癌物。新的IARC總結(jié)性報告提供了重要的全球性的共識：二惡英對人類健康有重要的影 響。人體攝入的二惡英約90%來自受環(huán)境污染的食物。由于食物污染造

15、成的中毒，已給人們帶 來極大的危害。近年來因食品污染或食品添加物等引起的食品恐慌事件屢有發(fā)生，從英國的 瘋牛病到荷爾蒙肉，直到二惡英雞、可口可樂中毒、法國葡萄酒可疑污染瘋牛病毒事件，每 一事件都牽動政府和民眾，都引起政府的對食品安全的高度重視。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展， 食品工業(yè)也迅速發(fā)展起來，加之現(xiàn)代化的交通，食品的流通也越來越快，因而如發(fā)生食品污 染事故，被污染的食品會很快運送到世界各地，會造成大范圍的中毒事件發(fā)生。同時，也由 于農(nóng)藥等化學物品的廣泛使用，使得污染事故不斷發(fā)生，特別是前期污染以及原料的污染特 別要引起政府足夠的重視。比利時這次因二惡英污染飼料而造成的危害是令人震驚的，它不 僅

16、導致了比利時政府的垮臺，還給其在政治上和經(jīng)濟上帶來了不可估量的損失。防治措施積極提倡垃圾分類收集和處理垃圾分類控制無組織的垃圾焚燒，通過采用新的焚燒技術(shù)，提高燃燒溫度(1200r以上)，降低 二惡英類的排放量。制定大氣二惡英的環(huán)境質(zhì)量標準以及每日可耐受攝入量(Tolerable Daily Intake TDI)。 1998年WHO-ECEH/IPCS重新審議了 2，3，7，8-TCDD的TDI，提議二惡英的TDE設(shè)定為 1-4pgTEQ/kg。一些國家根據(jù)最新的研究進展，相繼制定或修訂了 2，3，7，8-TCDD或二惡英 的TDI。美國EPA對2，3，7，8-TCDD設(shè)定的TDI值為0.006pgT