二恶英对环境的污染及对人类的危害

二恶英对环境的污染及对人类的危害
人类对二恶英的认识
1999 年5 月比利时的二恶英污染事件, 引起全球震惊,美国、加拿大、中国、日本、香港等40 多个国家和地区的政府禁止进口和销售比利时、法国等四国可能受污染的食品。

这一事件造成巨大的经济损失和社会影响, 被认为是本世纪最大的化学毒物污染食品事件。

二恶英是一类有机氯化合物的俗称, 美国环保局确认的二恶英类物质有30 种, 其中包括多氯二苯二恶英(PCDDs) 7种、多氯二苯呋喃(PCDFs) 10 种、多氯联苯(PCBs) 13 种, 以
毒性大、致癌作用强的2 , 3 , 7 , 82四氯双苯并二恶英( TCDD)为代表。

50 年代, 人类首次发现二恶英类化合物能引起一系列的健康问题,但那仅仅是在一些生产杀虫剂的生产工人中发现。

60～70 年代,以DD T 、六六六为代表的杀虫剂被广泛使用。

一种称为“橙剂”的化合物作为落叶剂在越南战场上使用。

然而人们很快发现由于这类化合物在环境中能长期存在, 不被破坏,对人类有难以估计的危害。

1962 年,美国的卡松女士在她
的《寂静的春天》一书中叙述了这样一个事实: 美国密西根州东兰辛市为了杀灭榆树上的甲虫,用DD T 喷洒杀虫。

秋天树叶落在地上, 蠕虫吃了树叶, 来年春天, 树上的知更鸟吃了蠕
虫, 一周之内, 全市的知更鸟几乎全部死光。

卡松女士描写的使用有机氯杀虫剂后荒芜、寂静的地球景象震惊了整个世界。

这一举动直接导致了美国环境保护局的成立,同时使有机
氯杀虫剂被世界大多数国家禁止生产和使用。

80 年代, 人们发现二恶英不仅仅来源于杀虫剂, 而更广泛来源于其它含氯的工业品。

例如用氯漂白的纸张、妇女用卫生棉条、婴儿用纸尿布, 以及PVC(聚氯乙烯) 塑料制成的一次性输液用品、儿童玩具、餐具等等。

上述工业品使用后的废弃物,作为垃圾被焚烧时产生有强毒性和致癌性的TCDD ,污染空气、水体、土壤和野生动植物,从局部的农场到海洋深处,甚至北极,无所不在。

到80 年代末,世界上的每一个人都暴露在二恶英的污染之下。

直到90 年代, 二恶英对人类健康和环境的危害才有了较明确的定论。

1994 年美国环保局EPA 发布了人们期待已久的“二恶英再评估”报告( EPA 1994a ,1994b) 。

这一报告的起源是由于美国的化学和造纸工业认为随着有机氯杀虫剂被禁用,二恶英通常的污染源已经减少,因而要求政府修改、调低对二恶英的毒性和污染的评估。

然而与化学和造纸业的观点相反, EPA 的重新评估报告认为二恶英能引起公众健康长时间、大范围的损害。

新的毒理和内分泌学研究证明,二恶英除对人和动物具有致癌作用外,极小剂量的二恶英也可能造成激素分泌的紊乱, 影响青春期发育和引起神经、免疫系统的损害。

全球性的二恶英污染
二恶英类化合物由于两个方面的原因造成对环境的特殊影响: 首先，二恶英具有超常的物理、化学、生物学降解期,需要几十年甚至更长时间(Paustenbach et al . , 1992 ; Webster and Commoner ,1994) 由于在环境中长时间的积累,结果是能在水体沉淀物和食物链中达到非常高的含量水平。

由于它们非常长的半衰期以及能通过大气长距离的转移, 因此可以说二恶
英无处不在(Schecter ,1991 ;Brzuzy and Hites ,1996) 。

例如,在加拿大北极地区, 由于工业污染和食物链的传递作用, 出现二恶英、呋喃类、多氯联苯(PBCs) 的最高含量的机体。

其次, 二恶英是高脂溶性而非水溶性, 可在脂肪组织中生物积累, 在食物链上浓度不断上升。

在食物链的高层, 高二恶英蓄积的机体中的浓度高出周围空气、土壤和沉淀物中含量几百万倍( Environment Canada ,1992) 。

二恶英同样在人体组织中蓄积,在人体的半衰期是5～10 年( EPA ,1994) 。

二恶英对人体的污染主要通过食物链, 几乎所有的人均由于食物而受到二恶英污染, 二恶英主要污染鱼、肉、蛋及奶制品。

作为食物链的最顶端,人体的污染是相当严重的。

人体脂肪组织、血液和母乳常常受到二恶英类化合物的污染(Schecter ,1991) 。

人体二恶英的另一个污染途径是通过母婴传递, 胎儿通过胎盘从母体获得, 而婴儿通过母乳受到污染(Schecter ,1991) 。

在美国, 一个婴儿每天的获得量是成人平均水平的10～20 倍。

所以婴儿在生命的第一年中将得到他一生中所得到的总量的10 %( EPA ,1994a) 。

借助高灵敏度的仪器, 正常人体中可测得一定量的二恶英, 只是含量非常低, 一般血清中其质量分数的数量级为10 - 12 。

到目前为止,人类TCDD 中毒并没有针对性的解毒药物。

由于TCDD 的蓄积性,人体的排泄速度很慢,目前也没有有效的促进其排泄的手段。

二恶英的主要来源有如下两个方面。

在美国, 根据EPA 的调查, 90 %的二恶英主要来源于含氯。

化合物的燃烧(表1)
二恶英的另一个非常重要的来源是包括生产纸张的漂白过程和化学工业生产的杀虫剂,与燃烧无关。

EPA 估计,大约有100 种左右的杀虫剂与二恶英有关。

含氯化合物有非常广
泛的应用和巨大的产量, 据EPA 估计, 全球有机氯化合物产量每年高达110 亿t ,含氯约2500～3000 万t 。

尽管在这一过程中产生的二恶英的量是1/ 1010 或1/ 1012 , 但仍然是二恶英的一个重要来源。

氯在冶金、水消毒和一些无机化工中的使用, 也是二恶英重要的来源(Oehme , 1989 , Rappe , 1991 ,Heindl and Hutzinger ,1987) ,但比上面提到的来源要次要得多。

二恶英对人体的危害
生物化学研究认为: 二恶英具有类似人体激素的作用, 称为“环境激素”。

二恶英可以通过细胞膜进入细胞内,通过调控基因活性,调节机体的生长和自我调节过程。

任何一个二恶英
类分子能与细胞内的特殊蛋白受体结合成复合物, 这一复合物能进入细胞核,作用于DNA ,影响某些基因的表达。

这一变化的结果可激发一连串的生物化学反应, 包括激素的合成和
分泌,还影响激素受体、酶、生长因子和其它物质。

然而,二恶英不像天然激素, 它不被代谢和降解, 对受体有高亲合力, 因此非常小剂量的“错误信号”能对激素调控产生极大的影响作用, 包括影响细胞分裂, 组织再生, 生长发育、代谢和免疫功能。

因此,二恶英被称为“毒素传递素”,影响和危害正常人体系统,如内分泌、免疫、神经系统等。

暴露于二恶英,尤其是2 , 3 , 7 , 8 - TCDD 的实验动物,有明显的剂量反应关系, 上述的很多损害发生在长期的低剂量接触。

例如猴暴露于质量分数为5 ×10 - 12 的2 , 3 , 7 , 8 -
TCDD , 影响神经系统的发育和引起子宫内膜异位(Rier etal . ,1993 ,Bowman et al . ,1989) ;怀孕的大鼠在孕期中15 天接受小剂量的TCDD , 其雄性子代在出生时看上去很正常, 但在
发育期,雄性征消失,随后产生解剖学改变,精子数减少,雌性激素上升,雌性化行为等症候交替出现(Mably et al . ,1991) 。

非常小量的二恶英可以导致大鼠和猴免疫系统的改变(Hon g
et al . ,1989 ;Neubert et al . ,1992 ; Yang et al . ,1994) 。

最近发现HIV21 病毒染色体能与二恶英受体复合物结合, 激活病毒基因的转录,对疾病的感染起促进作用( Yao et al . ,1995) 。

二恶英还可以导致癌症,引起极大关注。

有关2 ,3 ,7 ,8 -TCDD 的所有18 个致癌试验,均呈阳性结果。

试验证明,二恶英能引起无论何种性别的大鼠、小鼠、仓鼠及所有试验组动物
的肿瘤(Huff ,1994) 。

美国EPA 的评估指出:所测地区当前的本底暴露,使得癌症的危险高达1/ 1000 ,这一水平超过可接受危害性标准的几千倍。

如果情况确实如此,则目前美国每年可
能有3500 人死于暴露于二恶英引起的癌症( EPA , 1994a) ,而每年二恶英引起的新的癌症患者可能在2. 5 万～25 万人之间。

从因职业原因暴露于TCDD 的流行病学调查得出这样的
观点: TCDD 与人类呼吸系统、肺、胸腺、结缔组织和软组织、造血系统、肝等几乎所有肿瘤有关(Huff , 1994) 。

毒性最大的二恶英类化合物2 , 3 , 7 , 8 - TCDD 最近被国际癌症研究所
( IARC) 认定为致癌物, 也被EPA 以及美国国家劳动与职业安全研究所认定为能引起人类肿瘤的致癌物。

新的IARC 总结性报告提供了重要的全球性的共识: 二恶英对人类健康有重要的影响。

人体摄入的二恶英约90%来自受环境污染的食物。

由于食物污染造成的中毒，已给人们带来极大的危害。

近年来因食品污染或食品添加物等引起的食品恐慌事件屡有发生，从英国的疯牛病到荷尔蒙肉，直到二恶英鸡、可口可乐中毒、法国葡萄酒可疑污染疯牛病毒事件，每一事件都牵动政府和民众，都引起政府的对食品安全的高度重视。

随着现代科技的高速发展，食品工业也迅速发展起来，加之现代化的交通，食品的流通也越来越快，因而如发生食品污染事故，被污染的食品会很快运送到世界各地，会造成大范围的中毒事件发生。

同时，也由于农药等化学物品的广泛使用，使得污染事故不断发生，特别是前期污染以及原料的污染特别要引起政府足够的重视。

比利时这次因二恶英污染饲料而造成的危害是令人震惊的，它不仅导致了比利时政府的垮台，还给其在政治上和经济上带来了不可估量的损失。

防治措施
1.积极提倡垃圾分类收集和处理垃圾分类
2.控制无组织的垃圾焚烧，通过采用新的焚烧技术，提高燃烧温度（1200℃以上），降低二恶英类的排放量。

3.制定大气二恶英的环境质量标准以及每日可耐受摄入量（Tolerable Daily Intake TDI）。

1998年WHO-ECEH/IPCS重新审议了2，3，7，8-TCDD的TDI，提议二恶英的TDE设定为1-4pgTEQ/kg。

一些国家根据最新的研究进展，相继制定或修订了2，3，7，8-TCDD或二恶英的TDI。

美国EPA对2，3，7，8-TCDD设定的TDI值为0.006pgTEQ/kg，荷兰、德国对二恶英设定的TDI值为1pgTEQ/kg，日本对二恶英设定的TDI值为4pgTEQ/kg，加拿大对二恶英设定的TDI值为10pgTEQ/kg。

我国在《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18458-2001）中规定，二恶英的排放浓度为1ngTEQ/Nm3。

二恶英事件虽然已渐进尾声，但它给人们带来的灾难将时刻警示食品卫生部门及各国政府要密切注视和控制有害物质在食品生产、销售各环节对食品的污染，并建立健全毒物污染事件处理系统，以便在最短的时间内使污染得到控制，减少各方面的损失。