二恶英及其类似物

WHO根据人和动物的肝、生殖、免疫毒性 试验，1990年制定了TCDD每日耐受量 (Tolerable daily intake, TDI)为10pg/kg（以体 重计）。1998年根据神经发育和内分泌毒性 效应，修订TDI为1~4pg/kg。 2001年JECFA对PCDD/Fs和共平面PCB每月 耐受量(PTMI)为70pg/kg(以体重计)。 中国总膳食研究结果：我国PCDD/Fs的每 人每日膳食摄入量为72.48mg，按体重折算 成每日摄入量为1.21pg/kg，每月膳食摄入 量为36.24pg/kg，与发达国家相当。
表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平 (以全重计，浓度/pg•g−1)
PCDD/Fs异构体 2378-TCDD 12378-PeCDD 123478-HxCDD 123678-HxCDD 123789-HxCDD 乳 0.06 0.05 0.06 0.07 0.06 水产品 0.21 0.15 0.29 0.22 0.31 肉 0.11 0.07 0.1 0.12 0.07 蛋 0.12 0.08 0.12 0.17 0.14
1234789-HpCDD
0.21
2.70
0.47
1.20
续表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平 (以全重计，浓度/pg•g−1)
PCDD/Fs异构体 OCDD 乳 2.50 水产品 10.00 肉 6.50 蛋 14.00
2378-TCDF
12378-PeCDF 23478-PeCDF
0.05
1.5 PCDD/Fs的毒理学 1.5.1 毒性胶其毒作用机制 （1）致死作用与“消瘦综合症(the wasting syndrom)”。 二噁英可使动物中毒死亡。 2378-TCDD对腞鼠的经口LD50按体重计为 1μg/kg。中毒特点是染毒几天内出现严重的 体重丢失，伴随肌肉和脂肪组织的急剧减 少等”消瘦综合症“。 （2）胸腺萎缩 胸腺由淋巴细胞组成的腺器 官，起着维持细胞免疫、确保T淋巴细胞发 育成熟的作用。非致死剂量二噁英可引起 胸腺萎缩，未成年动物伴随免疫抑制。
二噁英及其类似物污染
提 纲
1.1 二噁英的环境化学特性 1.2 环境中PCDD/Fs污染来源 1.3 食品中二噁英及其类似物的污染 1.4 PCDD/Fs的毒性当量因子 1.5 PCDD/Fs的毒理学 1.6 二噁英污染的食品检测 1.7 生物半衰期与耐受量 1.8 二噁英及其类似物的控制措施
环境污染物二噁英(dioxin)，是指具有相似化学结构 和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物， 包括75种多氯代二苯并-对-二噁英 (polychlorodibenzo-p-dioxin,PCDD)和135种多氯代 二苯并蚨喃(polychloro-dibenzofuran,PCDF)，两类 缩写为PCDD/Fs。其结构如下图
（3）氯痤疮 皮肤发生角化过度或增生、色 素沉着，出现痤疮。职业(如三氯酚生产)或 意外事故(化工厂爆炸)会出现典型的痤疮。 （4）肝毒性 二噁英染毒使肝脏肿大，实质 细胞增生与肥大。 （5）免疫毒性 二噁英对体液免疫与细胞免 疫均有抑制作用。 （6）生殖毒性 男性雌性化，接触2378TCDD的男性工人，血清睾酮水平减少，而 血中促卵泡素和黄体激素增加；使大鼠、 小鼠及灵长类雌性的受孕、座窝数与子宫 重量减少以及卵巢功能障碍。
12378-PeCDF 23478-PeCDF
0.01
0.00 0.06
0.01
0.01 0.08
0.01
0.00 0.06
0.01
0.01 0.06
123478-HxCDF
123678-HxCDF
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.01
0.02
0.01
续表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量 (TEQ)/ pg•g−1

大鼠肝癌细胞系H-4-II E或乳腺癌细胞系的 细胞培养，可测样品中的毒性当量。 用特制备的细胞浆作为芳烃受体，重新构建 细胞成分的生物传感部件(芳烃受体、 ARNT和DRE)，加上ELISA免疫检测ARNT 双向法，整个分析能在一个工作日完成， 得出毒性当量。
1.7 生物半衰期与耐受量


2,3,7,8TCDD经口服，人和动物的吸收率在 50%~90%间，其中74%~81%在肝脏中出现。 实验动物中发现，大多数PCDD/Fs通过胆 汁排泄，其末代谢物可从粪便排出。 2,3,7,8TCDD在小鼠的生物半衰期为8~24天， 大鼠为16~28天。在人体的消除估计5.5~11 年。
图 二恶英及其类似物化学结构
x为氯原子数

二噁英是环境持久性有机污染物，是除有 机氯农药外的持久性污染物。其中2,3,7,8四氯二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)，是目 前已知化合物中毒性最强的二噁英单体。 经口LD50按体重计为1μg/kg，且具有极强的 致癌性（致大鼠肝癌剂量按体重计为 10pg/kg），极低剂量仍具多种毒性。
1.6 二噁英污染的食品检测
二噁英毒性大，每公斤μg以下已有很强的 毒性。PCDD/Fs分析，是超痕量水平 (pg~fg)，需高分辨的串联质谱，技术难度 大，分析周期长及费用昂贵。 二噁英毒性当量(TEQs)生物测定法： 角化能力(体外试验)、体重减少、免疫毒性、 LD50、促癌能力、生殖毒性和/或致畸性、 胸腺萎缩、细胞色素P450有关的单氧气化 酶等。
0.01 0.02
123478-HxCDF
123678-HxCDF
0.01
0.00
0.03
0.03
0.01
0.01
0.01
0.01
续表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量 (TEQ)/ pg•g−1
PCDD/Fs异构体 OCDD 乳 0.00 水产品 0.00 肉 0.00 蛋 0.00
2378-TCDF
123789-HxCDF
234678-HxCDF 1234678-HpCDF 1234789-HpCDF OCDF
0.04
0.09 0.13 0.03 0.35
0பைடு நூலகம்22
0.29 1.60 2.20 4.10
0.05
0.13 0.26 0.07 0.72
0.06
0.16 0.45 0.16 1.20
1.4 PCDD/Fs的毒性当量因子 环境中的二噁英以混合物的形式存在，评价 其对健康的潜在效应，不是一个简单的浓 度相加。二噁英的致癌性、致畸性和生殖 毒性研究仅限于几个化合物。尽管如此， 根据二噁英毒性的作用机制，提出毒性当 量的概念： 以毒性最强的2,3,7,8-TCDD的毒性当量因子为 1 ，其他二噁英异构体的毒性为其相对毒性 强度，作为毒性当量。
二噁英的毒作用机制
芳烃受体为细胞浆中存在的信使蛋白质，与固醇类 激素受体相似，起着信号传导与基因转录的作用 二噁英作为配体与胞浆中芳烃受体结合，使其2个 HSP90及1个p50蛋白发生解离脱落活化，结合二噁 英的活化芳烃受体与胞浆中ARNT结合形成约为 175kD的异源性蛋白质二聚体，再将这一复合体转 送至细胞核中，并与核中DNA特殊序列二噁英影 响因子结合。一旦与DRE结合，DNA构象发生改 变，并使与DRE相连的特定基因组发生转录，使 细胞增生与分化发生改变，导致相应的效应与毒 性，及其致癌性。
汽车尾气 由于汽油的不完全燃烧，可释放 PCDD/Fs； 金属冶炼； 含PCB设备事故，热裂解产生PCDF： 美国纽约Bringhamton州办公大楼大火， 地下室变压器爆炸，造成PCD和PCDF污染 (2168mg/kg)； 日本发生的米糠油事件； 台湾的食用油病事等。
(3)光化学反应 氯代2-苯酚(二噁英前体)通过光化学环化反 应生成 PCDD/Fs；氯酚的光化学反应等 (4)生化反应 氯酚类通过过氧化酶催化，产生PCDD/Fs

“二噁英样”多为非平面的化学结构的多 氯联苯(polychlorinated biphenyl,PCB)，其异 构体有209种，生化和毒理学特性与二噁英 相似。PCB已在工业生产和应用多年。
1.1 二噁英的环境化学特性
这类化合物无色、无嗅，沸点与溶点高，具 有亲脂性而不溶于水。PCDD与PCDF在环 境中具有4个共同特点： ①热稳定性 温度超过800℃时才会被降解， 破坏其结构要在1000℃以上。 ②低挥发性 在地面可以持续存在。
PCDD/Fs异构体 123789-HxCDF 234678-HxCDF 1234678-HpCDF 1234789-HpCDF OCDF PCDD PCDF 总PCDD/Fs 乳 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.13 0.10 0.23 水产品 0.02 0.03 0.02 0.02 0.00 0.47 0.22 0.69 肉 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.22 0.12 0.34 蛋 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00 0.26 0.13 0.39
③脂溶性 氯代芳烃化合物具有极强的亲脂 性。PCDD/Fs经脂质发生转移和生物富集， 在食物链中迁移。 ④环境中稳定性高 PCDD/Fs进入土壤，对于 理化因子和生物降解具有抵抗作用，平均 半衰期为9年，因而可在环境中持续存在。
1.2 环境中PCDD/Fs污染来源
(1)含氯化合物的作用及其带来的污染 有机氯化学品合成时产生二噁英； 农药氯酚、氯代苯醚、六氯苯、菌螨酚和 PCB等生产过程产生PCDD/Fs。这些化学 品的作用或意外事故进入环境。如我国长 江流域13省为防治血吸虫，使用五氯酚钠来 消灭中间寄主钉螺，其生产和使用造成环 境污染；
多氯联苯(PCB)混合物广泛应用于电器的绝 缘体、塑料等的添加剂、食用油的无焰热 交换液； 纸张漂白，使用氯气过程，可产生2,3,7,8TCDD； 氯碱工业，使用石墨电极，形成PCDF (2)不完全燃烧与热解 固体废弃物(成市垃圾)焚烧，飞灰中含 PCDD/Fs；木材及其废旧家具的焚烧；森 林大火，产生PCDD/Fs。
表 PCDD/Fs异构单体的毒性当量 (TEQ)/ pg•g−1
PCDD/Fs异构体 OCDD 乳 0.06 水产品 0.21 肉 0.11 蛋 0.12
2378-TCDF
12378-PeCDF 23478-PeCDF
0.05
0.01 0.01
0.15
0.03 0.02
0.07
0.01 0.01
0.08
（7）发育毒性和致畸性 二噁英对几种动物有致畸性,对啮齿动物发 育构成毒性； 参加越战退伍的美军官兵的妻子自发性流 产和所生子女出生缺陷增加30%； 男性接触TCDD后，生殖能力发生改变的 潜在危险性。30年前接触二噁英的男子，精 子计数较同龄人下降50%。 （8）致癌性 2378-TCDD对动物有极强的致 癌性，小鼠最低致肝癌剂量低达10pg/kg。 国际癌症研究机构(IARC)1997年将其判定为 对人致癌的I类致癌物。
1.5.2 生化反应
（1）生长因子及其受体的改变 二噁英可改 变生长因子及其受体水平。如2378-TCDD 可使大鼠肝脏、裸鼠皮肤、小鼠尿道上皮 细胞增殖，大鼠肝脏中EGFR受体水平降低 （2）激素及其受体的改变 二噁英可使雌激 素受体、糖皮质激素、胰岛素水平的降低 （3）酶活性的改变 PCDD/Fs可增加细胞色 素CYP IA1和IA2活性，改变细胞代谢所涉 及的许多酶活性。
0.04 0.12
0.13
0.16 0.16
0.1
0.09 0.12
0.12
0.11 0.12
123478-HxCDF
123678-HxCDF
0.10
0.07
0.18
0.16
0.16
0.08
0.15
0.10
续表 中国总膳食样品中PCDD/Fs的污染水平 (以全重计，浓度/pg•g−1)
PCDD/Fs异构体 乳 水产品 肉 蛋
1.3 食品中二噁英及其类似物的污染
(1)食物链的生物富积 飘尘中的PCDD/Fs—草料—母牛—奶； 大气—蔬菜粮食与饲料—畜禽肉蛋； 水体—水生动植物—食草鱼鸭鹅、肉蛋 (2)纸包装材料的迁移(纸张漂白产生PCDD/Fs) (3)意外事故 PCB作为加热介质,意外引起食物 污染(米糠油、食油事故)。 中国膳食样品中PCDD/Fs的污染水平见下表
1.8 二噁英及其类似物的控制措施