科技论文(二恶英).doc

第九届科技节第九届科技节 暨暨 挑战杯挑战杯 大学生课外学术科技作品大学生课外学术科技作品 作作 者 赵亚博者 赵亚博 安丹安丹 专专 业 业 09 级动物医学一班级动物医学一班 09 水产养殖水产养殖 学学 院 动物科技学院院 动物科技学院 指导教师 杜立银指导教师 杜立银 刘香平刘香平 世纪之毒世纪之毒 二噁英二噁英 自然科学类学术论文自然科学类学术论文 目录目录 一 论文主题 1 二 论文关键字 1 三 内容摘要 1 四 正文 2 一 二噁英的结构与性质 2 二 二噁英的毒性 3 三 二噁英的来源 4 四 二噁英的危害 5 五 二噁英引发的事件 6 六 二噁英的防护措施 8 七 预防和控制二噁英的前景 10 五 总结 11 六 参考文献 11 1 一 论文主题一 论文主题 论文介绍有关于二噁英 Dioxin 的结构 性质 毒性 来源 危害 引发的事件及其相应的 防护措施 二 论文关键字二 论文关键字 二噁英 Dioxin PCDDs PCDFs 三 内容摘要三 内容摘要 二噁英是指含有 2 个或 1 个氧键连结 2 个苯环的含氯有机化 合物 它的英文名字 Dioxin 二噁英是一种含 Cl 的强毒性有机化 学物质 它在自然界中几乎不存在 只有通过化学合成才能产生 是目前 人类创造的最可怕的化学物质 二 噁英的毒性十分大 是砒霜的 900 倍 有 世纪之毒 之称 同时 国际癌 症研究中心已将其列为人类一级致癌 物 二噁英是一组对环境具有持久性污染力的化学物质 在全球环 境中均可发现二噁英 二噁英聚积在食物链中 主要存在于动物脂 肪组织内 人类接触二噁英 90 以上是通过食物 主要是肉类 乳制品 鱼类和贝壳类食品 许多国家当局已制订食物供应监测规 划 二噁英是一类剧毒物质 可导致人类及生物的生殖和发育问题 损害免疫系统 干扰激素 还可以导致癌症 由于二噁英普遍存在 因而所有人都有可能接触 但总体上不会影响人类健康 由于这类 2 化合物具有很高的潜在毒性 需要人类努力采取措施减少目前环境 的接触 预防或减少人类接触二噁英的最佳途径是通过控制源头 也就是说 严格控制工业过程 以尽可能减少二噁英的形成 值得 人关注的是 目前 从台南安顺厂遭二噁英污染的土壤样本中 发现一种会 吃 有毒二噁英的细菌 这项发现表明学术界不久 将会有完整的关于二 噁英的整治方法 四 正文四 正文 一 二噁英的结构与性质 一 二噁英的结构与性质 二噁英全称分别是多氯二苯并二噁英 polychlorinated dibenzo p dioxin 简称 PCDDs 和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran 简称 PCDFs 由 2 个氧原子联结 2 个被氯原子取代 的苯环为多氯二苯并二噁英 PCDDs 由 1 个氧原子联结 2 个被 氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃 PCDFs 每个苯环上都可 以取代 1 4 个氯原子 从而形成众多的异构体 其中 PCDDs 有 75 种异构体 PCDFs 有 135 种异构体 自然界的微生物和水解作用对 二噁英的分子结构影响较小 因此 环境中的二噁英很难自然降解 消除 二噁英性质稳定 土壤中的半衰期为 12a 气态二噁英在空 气中光化学分解的半衰期为 8 3d 在人体内降解缓慢 主要蓄积 在脂肪组织中 二 噁英是一种含 Cl 的强毒性有机化学物质 在 自然界中几乎不存在 只有通过化学合成才能产生 是目前人类 创造的最可怕的化学物质 被称为 地球上毒性最强的毒物 其结构如下图 3 二噁英 Dioxin 又称二氧杂芑 q 是一种无色无味 毒性严 重的脂溶性物质 二噁英实际上是二噁英类 Dioxins 一个简称 它指的并不是一种单一物质 而是结构和性质都很相似的包含众多 同类物或异构体的两大类有机化合物 二噁英包括 210 种化合物 这类物质非常稳定 熔点较高 极难溶于水 可以溶于大部分有机 溶剂 是无色无味的脂溶性物质 所以非常容易在生物体内积累 二二 二二噁噁英英的的毒毒性性 由于 Cl 原子在 1 9 的取代位置不同 构成 75 种异构体多 氯代二苯 PCDD 和 135 种异构体多氯二苯并呋喃 PCDF 通 常总称为二噁英 其分子量 321 96 为白色结晶体 m p 302 305 500 开始分解 800 时 21s 完全分解 其中有 17 种 2 3 7 8 位被 Cl 取代的 被认为对人类和生物危害最 为严重 因氯原子的取代位置不同而有差异 故在环境健康危险度评 价中用他们的含量乘以等效毒性系数 toxic equivalency factors TEFs 得到等效毒性量 toxic equivalent TEQ 二噁 英中以 2 3 7 8 四氯 二苯并 对 二噁英 2 3 7 8 tetrachlorodibenzo p dioxin 2 3 7 8 TCDD 的毒性最强 只要一盎司 28 35 克 就可以杀死 100 万人 相当于 氰化钾 KCN 的 1000 倍 这是迄今为止化合物中毒性最大且含有多种 4 毒性的物质之一 因此对它研究 也最多 三三 二二噁噁英英的的来来源源 与农村相比 城市 工业区或离污染源较近区域的大气中含有 较高浓度的二噁英 大气环境中的二噁英 90 来源于城市和工业垃 圾焚烧 含铅 汽油 煤 防腐处理过的木材以及石油产品 各种 废弃物特别是医疗废弃物在燃烧温度低于300 400 时容易产生 二噁英 聚氯乙烯塑料 纸张 氯气以及某些农药的生产环节 钢铁冶炼 催化剂高温氯气活化等过程都可向环境中释放二 噁英 二噁英还作为杂质存在于一些农药产品如五氯酚 2 4 5 T 等 中 城市工业垃圾焚烧过程中二 噁英的形成机制仍在研究之中 目前认为主要有三种途径 1 在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程 中 焚烧温度低于 800 含氯垃圾不完全燃烧 极易生成二 噁 英 燃烧后形成氯苯 后者成为二 噁英合成的前体 2 其他含氯 含碳物质如纸张 木制品 食物残渣等经过 铜 钴等金属离子的 催化作用不经氯苯生成二 噁英 3 在制造包括农药在内的化学物 质 尤其是氯系化学物质 象杀虫剂 除草剂 木材防腐剂 落 叶剂 美军用于越战 多氯联苯等产品的过程中派生 环保 专家称 二噁英 常以微小的颗粒存在于大气 土壤和水中 主要 的污染源是化工冶金工业 垃圾焚烧 造纸以及生产杀虫剂等产业 日常生活所用的胶袋 PVC 聚氯乙烯 软胶等物都含有氯 燃烧 这些物品时便会释放出二噁英 悬浮于空气中 另外 电视机不及 5 时清理 电视机内堆积起来的灰尘中 通常也会检测出溴化二噁英 四四 二二噁噁英英的的危危害害 人类如果短期接触高剂量的二噁英 可能导致皮肤损害 如氯 痤疮和皮肤色斑 还可能改变肝脏功能 长期接触则会牵涉到免疫 系统 发育中的神经系统 内分泌系统以及生殖功能的损害 二噁 英除了具有致癌毒性以外 还具有生殖毒性和遗传毒性 直接危 害子孙后代的健康和生活 因此二 噁英污染是关系到人类存亡的 重大问题 必须严格加以控制 二噁英是环境内分泌干扰物的代表 它们能干扰机体的内分 泌 产生广泛的健康影响 二 噁英能引起雌性动物卵巢功能障碍 抑制雌激素的作用 使雌性动物不孕 胎仔减少 流产等 低剂 量的二噁英能使胎鼠产生腭裂和肾盂积水 给予二 噁英的雄性动 物会出现精细胞减少 成熟 精子退化 雄性动物雌性化等 流行 病学研究发现 在生产中接触 2 3 7 8 TCDD 的男性工人血清 睾酮水平降低 促 卵泡激素和黄体激素增加 提示它可能有抗 雄 激素 antiandrogen 和使男性雌性化的作用 二噁英有明显的免疫毒性 可引起动物胸腺萎缩 细胞免疫与 体液免疫功能降低等 二噁英还能引起皮肤损害 在暴露的实验动 物和人群可观察到皮肤过渡角化 色素沉着以及氯痤疮等的发生 二噁英染毒动物可出现肝脏肿大 实质细胞增生与肥大 严重时发 6 生变性和坏死 2 3 7 8 TCDD 对动物有极强的致癌性 用 2 3 7 8 TCDD 染毒 能在实验动物诱发出多个部位的肿瘤 流 行病学研究表明 二噁英暴露可增加人群患癌症的危险度 根据动 物实验与流行病学研究的结果 1997 年国际癌症研究机构 IARC 将 2 3 7 8 TCDD 确定为 类人类致癌物 发育中的胎儿对二噁 英最为敏感 新生儿的器官系统迅速发育 也可能更易受到一定影 响 一些个人或群体可能因为饮食 如大量食用地球某些地方的鱼 类 或职业 略举几种 如造纸业 焚化厂及危害废物处理场工作 人员 而大量接触二噁英 五五 二二噁噁英英引引发发的的事事件件 2011 年 01 月 德国多 家农场传出动物饲料遭二 噁 英污染的事件 导致德国当 局关闭了将近 5000 家农场 销毁约 10 万颗鸡蛋 这次污 染事件发生在德国的下萨克 森邦 被发现当作饲料 添加物的脂肪部分遭到二噁英污染 对饲 料厂样品进行的检测结 果显示 其二噁英含量超过标准 77 倍多 卫生人员对这些农场 生产的鸡蛋进行实验室检验发现 38 次检 验当中 有 5 次不合格 有消息称 大量德国鸡蛋疑似受到有毒 化学原料二噁英的污染 并且这些鸡蛋已经出口至荷兰 还有 我国近期广州要在番禺大石建垃圾焚烧发电 站 日处理垃圾 7 2000 吨 由于垃圾没有 分类 直接焚烧必定产生大量二 噁英 因为周围 5 公里内有近 40 万居民和一些大型小区 小区居民纷 纷使用各种途径进行抵制 目的是迁址到人少的地方或使用垃圾 分类来解决 武汉盘龙城的大型垃圾焚烧发电站在年内就 要交 付使用 紧邻商业区 居民区 各类大型批发市场 仅发 电站周 边 200 米范围内就有多个 居民小区 该发电站一旦运行势必危害 周边近百万群众的健康 南京大屠杀 30 万 垃圾发电厂比 日 本人更厉害 盘龙城位于汉口北 武汉冬季北风频繁 在距离 城市中心如此近的上风处修建产生污染的项目 不知是出于什么 考虑 周边居民多次请求相关部门将这个严重选址不当的项目迁 往别处 该项目也曾一度停工 但不久又继续修建完工 望政府 充分考虑民众的意见 采取更妥善的方式处理垃圾问题 相信善 良的群众一定会用实际行动来支持 我国虽然缺 乏有说服力的二 噁英污染数据 但是根据国外的 经验和有限的数 据来看 我国在 人体血液 母乳 和湖泊底泥中都 二二噁噁英英的的污污染染 8 检出了二噁英 尽管其浓度水平较低 但也说明了二 噁英在我国 环境中的存在 含氯农药 木材 防腐剂和除草剂等的生产 特别 是我国曾用作对付血吸虫病的灭 钉螺药物 五氯酚钠 的生产 都会有二噁英副产品生成 它们的生产和使用会使二 噁英在不知 不觉之中进入环境 五氯酚钠作为首选的灭钉螺化学药物在我国 使用了几十年 每年的喷洒量约为 6000 吨 这必然造成二 噁英 在喷洒区的沉积 因此 我 国具有二噁英污染的潜在可能性 另 外 在我国 1998 年 1 月 4 日颁布的 国家危险废物名录 列出 的 47 类危险废物中 至少有 13 类与二噁英直接有关或者在处理 过程中可能产生二 噁英 例如 H04 农药废物 H05 木材防腐剂废 物 HW10 含多氯联苯废物 HW18 焚烧处理残渣 HW43 含多氯苯 并呋喃类废物和 HW44 含多氯苯并二 噁英废物等 所以 未来几 年甚至十几年内 开展二 噁英污染调查和控制研究都是非常有意 义的 六 六 二二噁噁英英的的防防护护措措施施 预防或减少人类接触二噁英的最佳途径是通过控制源头 也就 是说 严格控制工业过程 以尽可能减少二噁英的形成 具体措施 有 1 积极提倡垃圾分类收集和处理 9 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 降低二噁英类的排放量 3 制定大气二噁英的环 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 提议二噁英的 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 或二噁英的 TDI 美国 EPA 对 2 3 7 8 TCDD 设定的 TDI 值为 0 006pgTEQ kg 荷兰 德国对二噁英设定的 TDI 值为 1pgTEQ kg 日本对二噁英设定的 TDI 值为 4pgTEQ kg 加拿大 对二噁英设定的 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 噁英的排放浓度为 1ngTEQ Nm3 人类接触二噁英 90 以 上是通过食品 其中主要是 肉制品和乳制品 鱼类和贝 类 因此 保护食品供应是 关键 如上所述 其中一种 方法就是瞄准源头措施 以 降低二噁英的排放 需要避免在食品链中对食品形成二次污染 初 10 级生产 加工 分发和销售中良好的控制与操作 对安全食品的生 产来说都必不可少 必须建立食品污染监测体系来确保不超过允许 含量水平 各国政府有责任监督食品供应的安全 并采取措施保障 公众健康 各国应制订在怀疑发生污染时确定 阻止 处理被污染 饲料和食品的应急计划 应检查接触人员的暴露情况 如检测血液 或母乳中的污染物含量 及影响 如通过临床观察了解症状 七 预防和控制二噁英的前景 七 预防和控制二噁英的前景 从台南安顺厂遭二噁英污染的土壤样本中 发现一种细菌会 吃 有毒的二噁英 且吃得快又多 这项发现将是最经济且有 效的二噁英污染土地整治方法 台湾媒体报道 台湾 中国石油 化学工业公司 位于台南市安南区的安顺厂虽已在 1982 年关闭 但附近的土地 河川都受到严重的二 噁英与汞污染 被环保团体 视为全球最毒的区块 高浓度的二 噁英会影响人体健康 安顺厂 遭二噁英污染的土壤以太空包封存了五 六年 至今尚无有效 经济的根本整治方法 高雄正修科技大学从污染土壤中检测出数 百种细菌 近一年来与 中山大学生物化学研究所合作研究 在土 壤样本的数百种菌种筛选出以二 噁英为食源的菌种 而且发现 吃得很快 正修科大超微量分析研究科技中心主任张简国平 18 日说 这种细菌是 二噁英的天然克星 只要移入受二 噁英污染的土壤中 经过一段时间细菌增生到足够数量 即可 吃 掉二噁英 不必移除土壤 将可省下高达一 二百亿新台 币的整治经费 11 如果能利用大自然中繁殖快速的细菌对受二 噁英污染土地发 挥自净作用 会是最省钱的整治方法 过去环境检测单位及学 术单位都以检测污染物为重点 未曾与微生物界连结 张简国 平表示 正修与中山对此一重大发现都感到十分兴奋 形容这是 很劲爆的发现 张简国平不愿透