Диокси́ны — тривиальное название полихлорпроизводных дибензодиоксина. Название происходит от сокращённого названия наиболее токсичного тетрахлорпроизводного — 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина ; соединения с другими заместителями — галогенидами — также относятся к диоксинам. Являются кумулятивными ядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков .

Номенклатура

Полное химическое название самого токсичного представителя — 2,3,7,8-тетрахлордибензо[b, е]-1,4-диоксина — довольно длинное, поэтому часто используют сокращения. К таким сокращениям относятся: 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин, 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин, 2,3,7,8-ТХДД.

Общая характеристика

Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным , иммунодепрессантным , канцерогенным , тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10 ⁻⁶ г на 1 кг живого веса, что существенно (на несколько порядков) меньше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана , зарина и табуна (порядка 10 ⁻³ г/кг).

Токсикология

Механизм действия

Причина токсичности диоксинов заключается в способности этих веществ точно вписываться в рецепторы (например, AHR ) живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции .

Диоксины, подавляя иммунитет и интенсивно воздействуя на процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний . Вторгаются диоксины и в сложную отлаженную работу эндокринных желез . Вмешиваются в репродуктивную функцию, резко замедляя половое созревание и нередко приводя к женскому и мужскому бесплодию . Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах , подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого «химического СПИД’а» ^{[ источник не указан 286 дней ]} .

Недавние исследования подтвердили, что диоксины вызывают уродства и проблемное развитие у детей .

В организм человека диоксины проникают несколькими путями: 90 процентов — с водой и пищей через желудочно-кишечный тракт , остальные 10 процентов — с воздухом и пылью через лёгкие и кожу . Эти вещества циркулируют в крови, откладываясь в жировой ткани и липидах всех без исключения клеток организма. Через плаценту и с грудным молоком они передаются плоду и ребёнку.

Острая токсичность

Для 2,3,7,8-ТХДД:

• Доза, раздражающая кожу — 0,3 микрограмма на килограмм веса .
• LD ₅₀ — 70 мкг/кг для обезьян, перорально .

Во многих журналистских статьях утверждается: «Соединение 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин или (TCDD),— самое смертоносное из 75 известных диоксинов. Как яд оно в 150 000 раз сильнее цианида». Это утверждение взято из книги рекордов Гиннесса и основано на некорректном сравнении минимальных летальных доз для морских свинок.

Для диоксинов и диоксиноподобных веществ различного строения был введён «диоксиновый индекс», который является сравнительной токсичностью описываемого диоксина с самым известным 2,3,7,8-ТХДД. Обычно диоксиновый индекс меньше единицы, хотя есть соединения со сравнимой и даже более высокой токсичностью.

Предельные нормативы концентрации

Нормативы содержания диоксинов в объектах окружающей среды в различных странах

Среда	Ед.изм.	США	Германия	Италия	СССР /Россия
Атмосферный воздух населённых мест	пг /м³	0,02	-	0,04	0,5
Воздух рабочих помещений	пг/м³	0,13	-	0,12	-
Вода	пг/л	0,013	0,01	0,05	1
Почва сельскохозяйственных угодий	нг /кг	27	5	10	-
Почва, не используемая в сельском хозяйстве	нг/кг	1000	-	50	-
Пищевые продукты	нг/кг	0,001	-	-	-
Молоко (пересчёт на жир)	нг/кг	-	1,4	-	5,2
Рыба (пересчёт на жир)	нг/кг	-	-	-	88

Источники диоксинов

В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску ). Информация должна быть проверяема , иначе она может быть удалена. Вы можете статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок . ( 12 мая 2011 )

Диоксины образуются в качестве побочного продукта при производстве гербицидов хлорфенольного ряда (прежде всего, производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислот, а также их эфиров).

Так, например, производство 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты включает последовательные стадии гидролиза тетрахлорбензола в метанольном растворе щёлочью с получением 2, 4, 5-трихлорфенолята натрия и последующее алкилирование 2,4,5-трихлорфенолята натрия хлоруксусной кислотой; 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин образуется на обеих стадиях при самоконденсации :

В частности, во время войны во Вьетнаме с 1961 по 1971 годы в рамках программы по уничтожению растительности « Ranch Hand » в качестве дефолианта применялся Agent Orange — смесь 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты ( 2,4-Д ) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты ( 2,4,5-T ), содержащая примеси полихлорбензодиоксинов. В результате из-за воздействия диоксинов пострадало значительное число как вьетнамцев, так и солдат, контактировавших с Agent Orange.

Диоксины также образуются как нежелательные примеси в результате различных химических реакций при высоких температурах и в присутствии хлора . Основные причины эмиссии диоксинов в биосферу, прежде всего, использование высокотемпературных технологий хлорирования и переработки хлорорганических веществ и, особенно, сжигание отходов производства. Наличие в уничтожаемом мусоре повсеместно распространённого поливинилхлорида и других полимеров, различных соединений хлора способствует образованию в дымовых газах диоксинов. Другой источник опасности — целлюлозно-бумажная промышленность . Отбеливание целлюлозной пульпы хлором сопровождается образованием диоксинов и ряда других опасных хлорорганических веществ.

Физические и химические свойства

Для 2,3,7,8-ТХДД: Химическая формула C ₁₂ H ₄ Cl ₄ O ₂ , Молярная масса 321,98; Температура плавления 320—325 °C (не разлагается при температурах до 750 °C); растворимость в воде около 0,001 %.

Аномально высокие токсические свойства диоксинов связаны со строением этих соединений, с их специфическими химическими и физическими свойствами.

• Практически не растворимы в воде.
• До температуры 900 °C на диоксины не действует термическая обработка.
• Период их полураспада в окружающей среде приблизительно 10 лет .
• Попадая в организм человека или животных, накапливаются в жировой ткани и очень медленно разлагаются и выводятся из организма (период полураспада в организме человека составляет от 7 до 11 лет).
• Нейтрализуется в лабораторных условиях методами , например, .

Исследования

В настоящее время идёт поиск генетической модификации некоторых видов бактерий с целью улучшить их способности к поглощению диоксинов .

Также в настоящее время для определения содержания диоксинов применяют хромато- масс-спектрометрию и анализ с помощью биотестов (CALUX).

Катастрофа в Севезо

Взрыв 11 июля 1976 года в итальянском городе Севезо на химическом заводе швейцарской фирмы ICMESA привёл к выбросу облака диоксина в атмосферу. Облако повисло над промышленным пригородом, а затем яд стал оседать на дома и сады. У тысяч людей начались приступы тошноты, ослабло зрение, развивалась болезнь глаз, при которой очертания предметов казались расплывчатыми и зыбкими. Трагические последствия случившегося начали проявляться через 3—4 дня. К 14 июля амбулатории Севезо переполнили заболевшие люди. Среди них было много детей, страдающих от сыпи и гноящихся нарывов. Они жаловались на боли в спине, слабость и тупые головные боли. Пациенты рассказывали докторам, что животные и птицы в их дворах и садах начали внезапно умирать. На протяжении нескольких лет после аварии в районах вокруг фабрики наблюдалось резкое увеличение врождённых аномалий у новорождённых, в том числе spina bifida ( расщепление позвоночника , открытый спинной мозг). Подобные аномалии были зафиксированы у вьетнамцев и потомства американских ветеранов войны во Вьетнаме из-за воздействия дефолианта Agent Orange .

Катастрофа в Уфе

В 1989—1990 гг. в российском городе Уфа на химическом заводе Уфахимпром произошла масштабная утечка фенола в речку Шугуровка , впадающую в более крупную реку Уфу , являющуюся источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Уфы . Взаимодействие фенола с хлором , использующимся для обеззараживания воды, приводит к образованию диоксинов. Согласно Постановлению Президиума Верховного Совета Республики Башкортостан от 12 мая 1992 г. № 6-3/86 «О загрязнении водопроводной питьевой воды в городе Уфе диоксинами» , содержание диоксинов в уфимской питьевой воде на апрель 1992 года превышало допустимые нормы от 2 до 25 раз. В Постановлении отмечается, что диоксиновое загрязнение представляет постоянную опасность для здоровья уфимцев и что состояние водозаборных сооружений Уфы не позволяет защитить питьевую воду от токсинов. Также отмечается отсутствие адекватного контроля ни за предприятиями-загрязнителями (в первую очередь заводом «Химпром», бессистемно сбрасывавшего токсичные хлорфенольные отходы на городскую свалку), ни за качеством питьевой воды в городе.

До сих пор не проведена санация. Специалисты утверждают, что на территории обанкротившегося «Уфахимпрома» находится самый большой в мире объем диоксина и диоксинсодержащих — около двух тонн — загрязнивших грунт на глубину до 20 м на площади в 143 га. Для сравнения, в Севезо произошел выброс около 34 кг ТХДД, а за всё время войны во Вьетнаме было сброшено около 366 кг ТХДД.

Пробы, взятые НИИ БЖД в 2008 году, показали превышение нормы по содержанию диоксина в почве на территории Уфахимпрома в 44 раза. Завод расположен выше основного в Уфе южного водозабора, однако систематические данные по мониторингу уровня диоксинов в питьевой воде до сих пор не публикуются. В 2021 году Курултай Республики Башкортостан поставил задачу наладить мониторинг содержания диоксинов в уфимской воде. Руководство республики также заявило о намерении начать рекультивацию территории заброшенного завода Уфахимпром до 2024 года.

Диоксиноподобные соединения

Существует ряд хлорированных соединений, обладающих действием, сходным с диоксином. К таким веществам относятся:

• галогенированные бифенилы
• галогенированные дибензофураны
• галогенированные азобензолы
• галогенированные нафталины
• галогенированные бифенилены
• бромированные дибензодиоксины
• галогенированные дибензо- краун-эфиры

Примечания

Литература

• Ившин В. П., Полушин Р. В. Диоксины и диоксиноподобные соединения. — Йошкар-Ола, 2004