1 Polichlorowane dibenzo-p-dioksynowe i dibenzofuranowe zanieczyszczenia w Chinach: Zrodla, poziomy w srodowisku i potencjalne skutki dla zdrowia czlowieka: Artykul przegladowy przez Gene J. Zheng, Anna O.W. Leung, Ping Jiao i Ming H.Wong Hugo Cedric Maya III rok Ochrona Srodowiska

2 Wstep -Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny (PCDD) I polichlorowane dibenzofurany (PCDF) są to zanieczyszczenia środowiskowe wystepujace w prawie wszystkich przedziałach globalnego ekosystemu, w ilościach śladowych. Zwrocono uwage na te klase zwiazkow z powodu powaznych problemow środowiskowych spowodowanych przez nich. -W przeciwieństwie do polichlorowanych bifenyli (PCB), polichlorowane naftaleny (PCN), i innych polichlorowanych pestycydów takich jak DDT, pentachlorofenolu (PCP) lub innych, PCDD / PCDF nigdy nie były produkowane celowo. Powstaja jako produkty uboczne wielu działań przemysłowych i we wszystkich procesach spalania.

3 -Zwiazki te są nierozpuszczalne w wodzie i są bardzo trwałe, jak np. zwiazek TCDD(tetrachlorodibenzodioksyna) ma półtrwania od 10 do 12 lat w glebie Mają też długi ''czas pobytu'' atmosferycznego, co czyni je podatnymi na dalekie transportowanie atmosferyczne.

4 Struktura -PCDD: Dwa pierscienie aromatyczne polaczone dwoma atomami tlenu -PCDF: Dwa pierscienie aromatyczne polaczone jednym wiazaniem weglowym oraz jednym mostkiem tlenowym.

5 -Ilość atomow chloru związana z cząsteczka PCDD i PCDF waha sie od 1 do 8 w wyniku czego w sumie istnieja 75 tak zwanych kongenerów PCDD i 135 kongenerów PCDF. Każda indywidualna cząsteczka PCDD lub PCDF nazywana jest kongenerem, i, kongenery z ta sama liczba atomów chloru są grupowane jako homologi.

6 Glowne zrodla PCDD/F w Srodowisku Powstawania: Spalania materialow organicznych zawierajacych zwiazki chloru moga wytwarzac chlorek metylu z ktorego po kilku reakcjach moze wytwarzac sie PCDD/F. Do srodowiska, zwiazki te moga przedostac sie przez procesy naturalne badz dzialalnosc czlowieka. Okolo 3% PCDD/F wystepujace w srodowisku powstalo z procesow naturalnych: -Pozary lasow spowodowane przez pioruny -Erupcje wulkaniczne

7 -Z analizy PCDD / F w osadach, które obejmowały osady rdzeniowe kilku jezior, było wskazane, że całkowita ilosc PCDD / F wzrosła 25 razy w ciągu 35 lat w okresie 1935/70. -To było oczywiste, że zwiększone ilości PCDD / F w rdzeniach osadów jeziornych były spowodowane działalnością człowieka. -Spalanie materiałow zawierających chlor oprócz produkcji chlorowanych produktow chemicznych i ich produktow ubocznych były głównymi ważnymi źródłami PCDD / F w środowisku. Inne główne źródła PCDD / F to huty, rafinerie metalowe, elektrownie, fabryki węgla i oleju, domowe gotowania i ogrzewania, spalanie odpadów komunalnych i medycznych, emisja spalin samochodowych, cement, wapno, produkcja szkła I cegły.

8 W Chinach, niektóre z głównych źródeł PCDD / F w środowisku są wytwarzane z odpadów z produkcji chloro- alkalicznej na której sa używane anody węgla, a ponadto do procesow termicznego rozkladu(degradacji) np. spalania. Innym ważnym źródłem jest zużycia polichlorofenole i ich sole, PCB, herbicydy jak np. typ benzen-tlen-kwas, heksachlorocykloheksanów (HCHs), heksachlorobenzen (HCB), chlorowane pestycydy organiczne i triclosan. -PCDD / Fs z komunalnych spalarni odpadow stalych i małe spalania takie jak skala domowego gotowania, ogrzewania I otwarte spalanie resztek plonow na wsi są również godne uwagi

9 Produkcja i wykorzystanie polichlorofenoli w Chinach PCDD / F moga być wytwarzane w postaci zanieczyszczeń podczas produkcji polychlorophenol(PCP) przez kondensacje chemiczna HCHs w wysokich temperaturach. -W latach 80, produkcja polichlorofenoli w Chinach byla ogromna, rocznie wyprodukowano okolo 10.000 ton z ktorych PCDD/F znajdowaly sie w stezeniach okolo 500- 1000 mg/kg. Mieli oni szeroki zakres zastosowania, miedzy innymi: Srodek konserwujacy drewna i papier Silne pestycydy i molluskocydy

10 Pentachlorofenole a Schistosomatoza w Chinach Pcp i jego sole sa molluskocydy ktore zostaly wykorzystane do kontroli ch oroby zwanej schistosomatoza wywolanej przez przywre ktora zaraża slimaki slodkowodne ktore służa jako zywiciel na płazińca który uwalnia nowe pasożyty zwane cerkariami które mogą zarażać lud zi. -Przez 30 lat od 1960 roku, aby wyel iminować ślimaki noszace tego pasozyta stosowano Na-PCP, który zawiera PCDD / F jako zanieczyszczenia rozpylono na ogromnej ziemi rolnej w środkowej i niższych dolinach rzeki Jangcy, Jiangxi i prowincji Zhejiang. Z czasem, probowano zmniejszyc stezenia PCDD/F'ow, I jest to mozliwe. Donoszono przez Schecter ze z 1995 do 1996 stezenie PCDD/F w molluskocydy byl 3 razy mniejszy.

11 Dystrybucja roznych PCDD/F'ow w zawieszonych w powietrzu czasteczki (Beijing) -Jeden z naj powszechniej wyemitowanych w Chinach PCDD jest OCDD (oktachlorodibenzodioksyn). Jego toksyczność jest podobna do TCDD, ale jest około 3000 razy słabsza.Jest to jeden z dominujących dioksyn emisji dymu, ale, ponieważ jest znacznie mniej rozpuszczalny niż TCDD np. nie jest efektywnie bioakumulowany, jest toksykologicznie mniej ważny niż dioksyn najbardziej rozpowszechniony.

12 Produkcja i wykorzystanie PCB, herbicydy, HCHs, HCB, chlorowane pestycydy i triklosan w Chinach Polichlorowane bifenyle (PCB) były powszechnie stosowane w sprzętach elektrycznych takie jak transformatory i kondensatory i farb, uszczelniacze i rozpuszczalniki pestycydów. Podczas wytwarzania PCB, osobe byly skażone PCDF ’em i kiedy poddawane termiczny stres, poziom PCDF wrastal. Nie ma w tworzenie PCDD, PCB. -PCB wykonane z chemicznych fabryki Xian Factory i Shanghai Chemical Company Sanzhau mialy do 6.2-7.9 mcg g-1 PCDF, któr e były wyższe od ilosc znajdujaca sie w Aroclor 1242 i 1260 produkowane w USA w szczególności, 2,3,7,8-TCDF było tak wysokie, jak 5 ng g-1, które jest podobne do komercyjne preparaty PCB, Kanechlor (KC300 i KC400) produkowane w Japonii. W 1950, około 10.000 ton PCB zostały wyprodukowane w Chinach, w wyniku której około 500 kg PCDF'ow rocznie.

13 Produkcja i wykorzystanie PCB, herbicydy, HCHs, HCB, chlorowane pestycydy i triklosan w Chinach -PCDD / F są również obecne w hexachloroheksany, heksachlorobenzenu, innych pestycydów i herbicydów w postaci zanieczyszczeń. -Triclosan jest antybiotykiem s rodek powszechnie stosowany w ko smetykach, produktach higienicznych i medycznych dezynfekujący, i potencjalne negatywne skutki PCDD / F zawarte we wszystkich tych produktów konsumpcyjnych nie powinny być pomijane.Triclosan jest toksyczny dla niektorych wodnych bakterii, hamuje fotosyntezę w okrzemek glonów, które są odpowiedzialne za dużą część fotosyntezy na Ziemi.

14 Spalanie odpadów komunalnych i spalanie w malej skali Spalanie w wysokiej temperaturze jest szeroko stosowana w wielu fabryk hutnicze metali oraz cementu, wapna, szkła i produkcja cegły i elektroci epłownie. -Szacuje się, że 91,6% calkowitego PCDD / Fs w powietrzu Japonii została wygenerowana z odpadów komunalnych spalanie. -W USA 38,6% pochodziło ze spalania odpadów komunalnych i gotowania domowych i ogrzewanie, 38,5% z sektora hut nictwa żelaza i stali, 13,1% od w przemyśle metali nieżelaznych oraz 1,0% od spalin samochodowych. -W Niemczech, tylko 11,7% z PCDD / F przypisywano komunalnych spalanie odpadów, a proporcje PCDD / F nadana huty, rafinerie metali nieżelaznych oraz elektrownie były 54, 27, 1,6%, odpowiednio. Inne pomniejsze źródła, takie jak obiektów energetyczn ego spalania, małe jednostki spalinowe i transport drogowy bylo w okolicy 5% lub mniej

15 -Chociaż brak jest statystyk dotyczących PCDD / F źródła w Chinach, szacuje się, że w większości PCDD / F w atmosfera Chinach pochodzą ze spalania, takich jak elektrownie węglowe, zakłady przemysłowe spalinowe, metali nieżelaznych rafinacja, huty, spaliny samochodów, otwarte spalanie resztek pożniwnych, domowe gotowania i ogrzewania -.Procent PCDD / Fs z powodu spalania odpadów komunalnyc h w Chinach powinna być znacznie niższy niż w Japonii, USA i Niemczech, ponieważ jest mniej spalarni w Chinach dla przetwarzania odpadów komunalnych, jednak jeśli emisji z domowego gotowania i ogrzewania, a otwarte spalanie p ozostałości roślin miała zostać włączona a(included), całkowita PCDD / Fs emisja z spalania będzie powyżej 50% w Chinach (tabela 1).

16 Elektroniczny spalania odpadów we wsi Guiyu, wschodnia Prowincja Guangdong: Otwarte spalania -Otwarte spalanie jest jednym z największych znanych źródeł na nieregulowanych PCDD / F. Otwarte spalanie odpady elektroniczne (e- opdady )może w znacznym stopniu przyczynić się do emisji PCDD / F do powietrza, ponieważ dużo e-odpadów zawiera PVC(polychlorek wynilu) -Recykling e-odpadów w Guiyu, wies położo na we wschodniej Prowincji Guangdong, Chiny, zaczęła się pod koniec 1980 roku i jest aktualnie najpowazniejszy pszypadked zanieczyszczenia PCDD/F'ami.

17 Recykling ten jest podejmowanych przez pracowników migrujących wykorzystujących prymitywne i ekologicznie niedopuszczalnych technik oddzielania odzyskalnych elementów elektronicznych, główn ie z komputerach. - Pociągnęło to za sobą spalanie kabli i przewody do odzysku miedzi, ogrzewania płytek drukowanych dla odzysku cyny i chipy komputerowe, a kwasowe odmywania płytki obwodów drukowanych do usuwania pozostałych metali szlachetnych, takich jak złoto i platyna. Kilka milionów ton e-odpadów, głównie z Stany Zjednoczone i Japonia, przechodzi przez Nanhai, Kantonie i Shenzhen i jest transportowany do Guiyu każdego roku.

18 Poziomy PCDD / Fs zanieczyszczeń w różnych elementach środowiska naturalnego i żywności W 21 wieku, kil ka chińskich naukowców określali PCDD / F w różne rodzaje próbek (gleby, osady, powietrze, odpady komunalne popiół i pozostałości spalania próbki żywych organizmach i żywności), stosując nowoczesne techniki HRGC, jak również HRMS.

19 Atmosfera Du i in. (2005 ) określa stężenie kongenerów 17 2,3,7,8 - podstawionych PCDD / F kongenerów absorbowane przez cząstki (rozmiar b0.43 im) w atmosferze Pekinie przez HRGC-HRMS (rys. 2). Ustawiono filtr powietrza w przyrzą du do pobierania próbek oraz wysokiej predkosci strumieniu powietrza. Wyniki wykazały, że heksa-, hepta-i okta-chlorowane PCDD / Fs dominujace gatunki, które składa się 68% ogólnej liczby 17 gatunek kongener. To wnikalo z faktu, że kongenery o wysokiej masie cząsteczkowej mają znacznie silniejsze przyciaganie do cząsteczek zawieszone w powietrzu niż czasteczki o niskiej masie czasteczkowej. kongenerów, które mają większa lotnosc.

20 -Cztery kongenerów (OCDD, OCDF, 1,2,3,4,6,7,8-heptaCDD i CDF) były dominującymi gatunkami w otaczającym obszarach miejskich i skraj u Hong Kong(Sin, 2002). Całkowita średnia stężenia wahala sie od 0,08 do 10,38 pg/m3 bedac Yuen Long naj zanieczyszczona miejscowosc. - PCDD / F wszechobecne w atmosferze Hongkongu głównie pochodzily z przemysłowych i gęsto zaludnionych obszarach Pearl River Delta, przenosząc się do Hongkongu przez transport atmosfery cznym. -W latach 90 wzroslo poziom emisji PCDD/F w Hong-kongu spowodowany przez dzialalnosc spalarnie tam obecne, bedac one w tym czasie odpowiedzialne za 80% PCDD/F isniejace w atmosferze. - Ze względu na zamyka jąc spalarni komunalne w 1998 r., spadek PCDD / Fs emisje obserwowano od 1999 roku. Jak pokazano na nastepujacym rysunku, była tendencja spadkowa PCDD / F w atmosferze Hong Kong od 1997 do 2004.

21 Tendencja PCDD / F w powietrzu różnych stacjach. TYS: Tsing Yi Station; CWS: Central West Station; TWS: Tsuen Wan Station, Hong Kong od 1997 do 2004.

22 Gleba I osad Gleby i osady pr óbki z różnych miejsc w Chinach zostały określone dla PCDD / F od 1987 (tab. 3). Pentachlorofenolanu sodu (Na-PCP), produkt pr zemysłowy (molluscacide) z Dagu Chemical Factory, Tianjin był używany przez długi czas jako mieczakobójca (O. hupensis) w celu kontrolowania chorobe Schistosomatoze w prowincji Jiangxi i Zhejiang. Rozprzestrzenianie duże ilości Na-PCP, który zawiera 12,5 ig g-1 (dw) z OCDD oprócz innych PCDD / F jako zanieczyszczenia kongenerów, spowodowało znacznie duże ilości PCDD / F w pozostałości osadach i glebach w tych zanieczyszczone obszary.

23

24 -Jak wynika z tabeli 3, to jest oczywiste, że nawet pod wplywem czynnikow atmosferycznycz przez ponad dwie dekady, stezenie PCDD / F w osadach I gleby na obszarów prowincji Jiangxi dotkniętych przez Schistosomatoze nadal jest wysoki. Miedzy innymi tak zwane ''hotspoty'' w Chinach mozna wymienic: - Jezioro Ya-er, zanieczyszczony przez wode zanieczyszczona pochodzaca z fabryk w poblizu. -Guiyu village, provincja Guangdongu, najwiekszy miejsca e- recyklingu i odzyskiwania metaly szlachetne z budowe materiaow elektronicznych

25 Niektore hotspoty PCDD/F w Chinach

26 Potencjalne odzialywanie na zdrowie ludzki PCDD/F'y moga dostac sie do organizmu przez skore, droga oddechowa oraz spozywcza. Zwiazki te moga przyniejszcz rozne negatywne skutki dla ciala. Jeden z ich znany dzialania jest rakotworczosc. Zwiazek 2,3,7,8-TCDD został sklasyfikowany jako Grupa 1 substacje rakotwórcze przez Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem- dzial WHO.

27 Narażenie człowieka do wysokiego poziomu 2,3,7,8-TCDD powoduje: -ciężkie choroby skóry, jak trądzik chlorowy, -plamisty ciemnienie skóry - zaburzenia czynności wątroby. - długotrwała ekspozycja może prowadzić do uszkodzenia układu odpornościowego, nerwowego i systemy hormonalne i upośledzać funkcje rozrodcze

28 -Potencjalny wpływ PCDD / F dla zdrowia człowieka są w dużej mierze nieznana w Chinach kontynentalnych. -Na Tajwanie, badano tego, czy istnieje wpływ na dzieci, ze względu na działanie spalarni odpadow komunalnych, porównując dane dotyczące dzieci urodzonych w 1991, na rok przed pracy spalarni i niemowlęta urodzony w roku 1997, pięć lat po eksploatacji spalarni. Badanie wykazały, że wiek ciążowy był statystycznie krótszy w 1997, chociaż różnica była mała. Ponadto, średni ciężar narodziny niemowląt narażone powiat w porównaniu do dzielnicy referencyjnej (w 1997) było 5,87 g mniejsza, jednak to nie uznano za statystycznie znaczące.

29 Wang et. al(2004) W 2004 roku przeprowadzil badanie poziomu PCDD/F u kobiet w ciaze z 25-35 roku zycia i zauwazyl porownajac do mleka(7,6 pg w 1g lipidow) wieksze poziomy tych zwiazkow we: -Surowice krwy zylnej(9,1 pg w 1g lipidów) -Lozysku(10.3 pg w 1 g lipidów) Inne badanie wykazały, że spożycie oleju spożywczego zanieczyszczone PCDD / F i PCB w centrum Tajwanu spowodowały nieprawidłowej morfologii, zmniejszenie ruchliwości, i zmniejszoną zdolnosc plemników do przenikanie oocytów.

30

31 Podsumowania -W Chinach istnieja kilka hotspotow dystrybuowanego PCDD /F. -Najpoważniejszy przypadek zanieczyszczenie PCDD/F jest w Guiyu,prowincja Guangdongu, z powodu pierwotnych techniki stosowane do recyclingu e-odpadow. -W obszarach dotkniętych Schistosomatoza, Na-PCP który zawierał PCDD / Fs w postaci zanieczyszczeń, został użyty w środkowych i dolnych dolinach Jangcy, przez 30 lat od 1950 roku. Długoterminowa ekspozycja ludzki spowodowała PCDD/F w krwi i mleku. -Ogólnie, źródła PCDD / F w Chinach pochodzą głównie z odpadów przemysłowych, produkcja i wykorzystanie polichlorofenole,PCB, chlorowane pestycydy i triklosan który zawieraja PCDD / F jako zanieczyszczeń. -Przewiduje się, że PCDD / F'owe zanieczyszczenia staną się bardziej poważne w przyszłośći. Dlatego ciągłe monitorowanie źródeł PCDD / F i ich poziomów w różnych mediach środowiskowych, żywności oraz oceny ryzyka dla zdrowia człowieka są pilnie potrzebne