世纪之毒——二噁英

论坛>数理化>化学>化学文献

文号t65013

10209

世纪之毒——二噁英

博丽灵梦2014/04/28化学 IP:北京

本帖最后由 718281828kc 于 2014-4-28 12:21 编辑

二噁英(dioxin)结构

TCDD结构

以下内容引用自中文维基百科，有所修改。

======================================================================================
简介
二恶英，即1,4-二氧杂环己二烯，是一个单环有机化合物。它是一种在工业上没有用处的副产物，一般来说广义的“二恶英”一词泛指含有前述结构的衍生化合物，例如常被使用于动物实验的四氯双苯环二恶英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，TCDD）。二恶英与其衍生化合物的毒性各有不同，另外此类化合物因具脂溶性之故，会积聚在动物脂肪组织及植物的某些部位。

来源
当有机物质在含有氯的环境下（可以有机氯化物或离子的方式存在）燃烧，就会产生二恶英类物质。
在自然环境中，二恶英最主要的来源是透过森林火灾而产生；亦有许多种透过人类活动产生的途径，像是火力发电、焚烧植物、聚氯乙烯（PVC）、垃圾焚化及吸烟等等，另外也可以透过非燃烧的环境中产生，例如漂白纸张或布料、生产含氯苯酚物质的作业，除了废弃物焚烧外，铁矿石烧结、电弧炉炼钢、再生有色金属生产等行业均属于二恶英污染防治重点行业。垃圾焚化炉的燃烧温度能够达到标准以及正常工作的烟道净化系统就可以保证降低二恶英排放；二手烟（包含吸烟）、露天焚烧稻草、烧纸钱及没有管理好的汽机车工厂才是人类暴露二恶英的主要来源。

对健康的影响
二恶英类化合物中，被认为毒性最强的是2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin （以下称TCDD），因此大部分的动物实验研究皆使用TCDD做为检测二恶英类化合物毒性的标准，其余的二恶英类化合物对人类的影响则尚待确认。二恶英类化合物具有脂溶性，因此容易进行生物累积作用。以TCDD为例，对哺乳类动物的研究指出虽然存在致死剂量，但不同物种之间可忍受的剂量差异颇大。另外，TCDD虽不具有直接的致突变性与基因毒性，但是却可能透过间接的生理途径而致癌。由于尚未出现人类因二恶英类化合物急性致死的案例，因此推断人类接触的二恶英浓度相对来说为较低剂量，但仍有可能经由生物累积而出现慢性症状。这种情况下，经由动物实验与临床病例推论出的TCDD对人类的健康风险主要有:
1. 氯痤疮。这是目前唯一可确认且有临床病例的、人体积存高浓度的二恶英而引发的现象。
2. 癌症。动物实验显示TCDD对某些种动物具有高度致癌性，但是要超过某一门槛剂量才会发生。对人类的致癌性目前尚在研究中，不过塞维索事件后的临床案例显示高浓度TCDD可能会稍稍增加多发性骨髓瘤与白血病的发生概率。
3. 其他在动物实验中出现的生理症状包括免疫功能下降、肾功能下降、牙齿发育受阻等等。其中牙齿发育的问题也在塞维索事件中出现病例。另外根据塞维索事件的研究，TCDD尚可能与糖尿病、子宫内膜异位、内分泌失调等有关。

二恶英中毒的历史案例
在1976年意大利塞维索的ICMESA化工厂爆炸事故后导致的高浓度二恶英外泄事件，使当地出现约200名受氯痤疮所苦的患者。这个事件也是被研究的最详细的二恶英污染事件，也说明了二恶英可能提高某些癌症的发病率。另外有许多症状也被怀疑是二恶英污染所导致，但尚待更多研究分析。
在越战中，美军曾使用一种强力落叶剂橙剂以去除叶片、曝露出躲在丛林中的越共，目前仍有不少退伍军人被验出体内积存过量的二恶英。另外目前发现体内二恶英浓度最高的案例也在越南（虽然主要是由于工作接触的关系）。虽然脂肪中TCDD浓度高达144000pg/g，但是患者除了受氯痤疮、抑郁与月经失调所苦之外，并无其他症状。
二恶英首次被用作下毒工具是用在2004年的乌克兰总统候选人尤先科，他于9月开始出现身体不适，至11月被证实中毒，体内被验出含量大量TCDD，浓度为108000pg/g，这也是首宗人体摄取大量二恶英急性中毒的个案。但除了初期的忧郁症状与氯痤疮外，并无其他临床症状。

消除二恶英的研究
在2006年1月16日出版的《自然生物科技杂志》，京都大学的微生物学教授村田幸作发表论文，指他们的研究利用基因技术，把两种不同品种的鞘脂单胞菌属的基因混合而培育出来的超级细菌，能够吞噬二恶英类化合物，并以前所未有的短时间将之在其体内分解。此外，部分国家及生产商（例如美国东岸缅因州）已减少或停止制造聚氯乙烯产品；并推行减少用塑料袋。尤其在盛放食物器具、婴孩用品玩具及医疗用品禁用聚氯乙烯及相关的含氯塑料。
======================================================================================

以下为MMFF94算法的结构优化结果
dioxin：平面型分子

TCDD：同样是平面型分子

（所有图片来源：718281828kc~~~）

点评
其实我还用分子动力学方法（同样是MMFF94算法）计算了一下体系自由能和生成焓。计算结果证明，TCDD体系极其稳定，难以分解。

大概有以下结论：
1. 工业及其它污染产生的高毒性化合物可能需要大自然上百年甚至千年才能分解。当产生的速度远远大于分解的速度，就意味着高毒性化合物开始大量蓄积，进而影响整个生态环境。随着自然体系的平衡被逐渐破坏，其有限的调节能力也在不断下降，最终会导致体系严重失稳，很长时间内难以回复。这，就是地球第N次物种大灭绝的开始；
2. 大自然的力量是无穷的。即使当年彗星撞地球导致了恐龙灭绝，大自然不过花了几百万年就恢复了生机盎然的景象。人类亦是如此。有科学家推断，如果瞬间所有人类从地球上消失，不过一万年的风吹雨打，除了金字塔和长城，地球上就没有人类存在过的痕迹。虽然人类遗留的那些污染难以消除，稳态短时间内难以回复，但大自然最不缺的就是时间。
3. 所谓“人定胜天”，实际上是“天定胜人”。其实老天懒得和人类斗，偶尔高兴来个地震海啸，几万几十万人就没了。。。。。。

参考
1. 中文维基百科——TCDD：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/wiki/TCDD
2. 结构式原始文件（c3xml+cdx格式，仅用于Chemdraw+Chem3D 13.0.2）：

Dioxin.attach 5.03KB ATTACH 33次下载

TCDD.attach 12.46KB ATTACH 26次下载

Dioxin.attach 1.58KB ATTACH 31次下载

TCDD.attach 2.82KB ATTACH 26次下载
3. 无节操推荐绘图+量子计算软件——ChemBioOffice Ultra 13.0.2：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/65008
绘图基础软件——ChemDraw 10.0汉化破解版：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/64617

[groupid=337]化学[/groupid]

[修改于 8年8个月前 - 2016/04/13 17:48:30]

来自：数理化 / 化学