jobbra|220px|bélyegkép|A 2,3,7,8- tetraklórdibenzo-p-dioxin (TCDD) 3D modellje jobbra|220px|bélyegkép|A 2,3,7,8- tetraklórdibenzo-p-dioxin (TCDD) szerkezete
Poliklór-dibenzodioxin (PCDD) a neve azoknak a dibenzodioxin-származékoknak, amelyekben az 1,4-dioxin benzolgyűrűinek több hidrogénatomja helyén klóratom van.
E vegyületcsoportnak 75 különböző tagja (úgynevezett kongenerje) van, mindegyikben más a klóratomok száma és elhelyezkedése. Ezek közül hét vegyületnek a molekuláiban olyan a klóratomok elrendeződése, hogy ezek a vegyületek különösen egészségkárosító hatásúak. Ezeket a vegyületeket megtaláljuk a NATO-nak a modern társadalmat érintő veszélyeztetésekkel foglalkozó bizottságának (Committee on the Challenges to Modern Society, NATO/CCMS) azon listájában, amelyben a mérgező anyagok nemzetközi ekvivalenseit (I-TEQ scheme) sorolja fel.
Környezetvédelmi szempontból az a vegyület a legfontosabb, amelynek a molekulájában a szerves kémia számozási rendszere szerint a vegyület 2.,3.,7. és 8. helyzetében levő szénhez hidrogén helyett klór kapcsolódik. Ennek a vegyületnek a neve 2,3,7,8-Tetraklór-dibenzo-p-dioxin, vagy 2,3,7,8-tetraklór-dibenzo[1,4]-dioxin (TCDD). Ennek a vegyületnek/vegyületcsoportnak a jelentősége olyan nagy, hogy a dibenzodioxin-család többi tagját csaknem teljesen figyelmen kívül hagyva a mai napi technikai és tudományos irodalom erre a vegyületre, vagy legalábbis a poliklór-csoportra utal, amikor a dioxin szót használja.
Történelmi adatok
A természetben a dioxinvegyületek az iparosítás előtt égés és geológiai folyamatok eredményeként fordultak elő. Ezek koncentrációja az iparosítás óta háromszorosára növekedett. Manapság a dioxin családjába tartozó vegyületek kis mennyiségben megtalálhatók az emberi testben is, különösen az ipari településekhez közel élő egyénekben. A legmérgezőbb dioxin, a TCDD az Agent Orange nevű gyomirtószer szennyezőanyagaként vált közismertté. (Az amerikaiak ezt a szert a vietnámi háború alatt lombtalanításra használták.) Ezt követően hasonló vegyületeket fedeztek fel az USA Missouri államának Times Beach nevű városában és New York államban, Love Canal területén. Később az olaszországi sevesói katasztrófa forrásaként lett világszerte ismeretes. Legújabban pedig Viktor Juscsenkónak, Ukrajna államelnökének a megmérgezése kapcsán került a dioxin a hírekbe.
Honnan származik
A dioxin-család mérgező vegyületeinek ezidáig legalaposabb ismertetését talán az Amerikai Környezetvédelmi Hivatalnak a Dioxin Reassessment Reporthttp://www8.nationalacademies.org/cp/projectview.aspx?key=103 (dioxin újraértékelési jelentés) című beszámolója adja, de Ausztrália, Új-Zéland és az Egyesült Királyság is sokat tevékenykedett ezen vegyületeknek a megengedhető test-terhelési (ún. body burden) maximumának megállapításában és környezetünkbe kerülésének témájában.
Mivel a klórozott dibenzo-para-dioxinok zsírokban jól oldódnak, ezért csaknem kizárólag táplálkozás útján jutnak a szervezetbe, különösen hal, hús és tejtermékek fogyasztása révén. A nagy zsíroldhatóság miatt a vegyületek gyorsan végighaladhatnak a táplálékláncon.
thumb|A Cumbriai (Esthwaite Water) naplózott üledék PCDD koncentráció profilja
A háztartási hulladékokban található klórtartalmú műanyagok – például PVC – hagyományos égetése során (700-800 °C-on) dioxin keletkezik. Ennek elkerülésére a műanyaghulladékokat speciális kemencében sokkal magasabb hőmérsékleten, 1200 °C felett kell elégetni.
A veszélyességük miatt a stockholmi egyezmény alapján a dioxinokkal való kereskedelem is – számos országban, köztük Magyarországon is – tilos.
Az átlag lakosságénál nagyobb mérgezési veszélynek vannak kitéve azon foglalkozási ágak dolgozói, akik a vegyiparban, vagy vegyi cikkeket felhasználó iparágakban klórozott szerves anyagok, például gyomirtó szerek előállításával, vagy használatával foglalkoznak. Ugyancsak nagyobb mérgezési veszélynek vannak kitéve azok, akik PCDD-t kibocsátó gyár közelében tartózkodnak, különösen akkor, ha a környezetszennyezés nincs megfelelően korlátozva. Ez a veszély a PCDD-vel szennyezett anyagokat felhasználókra is fennáll.
A veszélyt felismerve az Egészségügyi Világszervezet (WHO) egyik szabályzata előírja a dioxin típusú szennyező anyagok kibocsátásának megengedett napi, havi és éves határértékét. Egyes országokban erre külön is van törvény. Eddig az ellenőrzés csak periodikusan történt. Ez elégtelennek bizonyult, és a WHO a folyamatos szabályozás bevezetését javasolja.
Bár a kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a szoptató anyák az anyatejjel jelentős mennyiségben adhatnak át ezekből a mérgező vegyületekből a csecsemőknek, ami a nem anyatejjel táplált csecsemők testtömegére átszámítva csak a gyerekek 8-10 éves korára egyenlítődik ki, mégis – más előnyei miatt – az Egészségügyi Világszervezet a természetes szoptatást ajánlja.
PCDD nemcsak akkor képződik, még ha kis mennyiségben is, ha a klór az elégetendő szerves anyagnak az alkotórésze, hanem akkor is, ha szerves anyagot klórt tartalmazó szervetlen vegyületek jelenlétében égetjük.
Az Amerikai Környezetvédelmi Hivatal egyik jelentése szerint a mérgező dioxin forrásai a következők:
széntüzelésű berendezések helyi önkormányzati hulladékégető berendezések fémgyártáshoz használt olvasztókemencék dízelmotorok kipufogógázai szennyvíziszap deponálása talajra gombaölőszerekkel kezelt fa elégetése háztartási szemét égetése
A jelentés szerint a mérgező dioxin-vegyületek 80%-a így kerül a környezetbe.
Az US EPA rendelete a PCDD kibocsátás korlátozására 1987-ben jelent meg, amikor (feltételezhetően az Egyesült Államokban) a dioxinos szennyezőanyag-kibocsátás az összes szennyezőanyag-kibocsátásnak a 80%-a volt. Ma ez a szám csak 3%. A drasztikus csökkenést főleg a magas hőmérsékletű elégetés bevezetésének köszönhető. A mérgező anyagot eltávolító folyamat azonban megfordítható, vagyis ahogy a kéménygáz lehűl, a dioxinkoncentráció megint megemelkedik, mindaddig, amíg a kéménygáz hőmérséklete 200 °C és 600 °C közötti. A kéménygázokat tehát (30 milliszekundumon belüli) hirtelen hűtéssel kell ezen a „hűlési ablakon” átvezetni. Ez a módszer a jelentés szerint drasztikusan lecsökkenti a PCDD okozta környezetszennyezést.
Egyéb PCDD-t képező folyamatok közé tartozik a papír- és textilfehérítés, valamint a fenol klórozása, különösen ha ez utóbbinál a folyamat hőmérsékletét nem szabályozzuk megfelelően. PCDD keletkezik a pentaklór-fenol fatartósító anyag, és más klórt tartalmazó, pl. gyomirtó vegyszerek gyártása folyamán is. Általában minél több klórt kívánunk kémiailag a molekulába bevezetni, annál magasabb – gyári módon biztosított – reakció-hőmérsékletre van szükség, hogy csak minimális mennyiségű PCDD keletkezzen.
Ezeken kívül kis mennyiségben sok más gyártási folyamat eredményeképpen is keletkezhet PCDD. Dioxin-vegyületeket találhatunk közönséges használati tárgyakban (műanyag tárgyakban, fehérítőkben, gyantákban, csomagolóanyagokban) is, még a cigarettafüstnek is alkotórésze. Mindez azt jelenti, hogy még az átlagember is mindennapjaiban felvesz egy kis adagot, amelynek mértékét Amerikában több kutató cég – US EPA és magáncég – tanulmányozza.
Mérgezőképesség
A dioxin-vegyületek főleg étkezés útján, az étel zsíranyagával kerülnek az emberi szervezetbe, ezáltal az emberi és állati szervezetnek a zsírszöveteiben halmozódnak fel. A mérgező PCDD-vegyületek lényegileg bennmaradnak a zsírlerakódásban, és ezeket sem a tápanyag asszimilációjával, sem az emésztési hulladékanyaggal (ürülék) természetes úton nem távolítja el. A PCDD-k szervezetből való távozási sebességét a radioaktív anyagok élettartamához hasonlóan mérik: felezési idejük 7 év és 135 év között van. A felezési idő széles határok között mozog, változatossága talán megmagyarázható az egyes vegyületek közötti különbséggel és a szennyező anyag koncentrációjával (mert egy másik irodalmi hivatkozás szerint bár a legmérgezőbbként ismeretes TCDD (tetraklór-vegyület) felezési idejére általában 8 évet számítanak, nagyobb koncentráció esetén az ürülés gyorsabb).
A PCDD-vegyületeknek és azok elegyeinek a mérgezőképességét meghatározó tulajdonság neve: mérgezőképességi egyenérték szorzó (Toxicity Equivalence Factor) vagy TEF. Ez az érték 0 és 1 között van, ahol a legmagasabb értéket a legmérgezőbb 2,3,7,8-tetraklórbenzo[1,4]-dioxin kapta. A TEF egy egyezményes érték, amire halaknak, szárnyasoknak és emlősöknek külön táblázata van, mert a mérgezőképesség attól is függ, hogy az állat melyik állatrendszertani csoportba tartozik. Általában az emlősökre vonatkozó adatokat alkalmazzák az emberi veszélyszámításokra is. A TEF-értékeket a veszély kiértékelése mellett szabályzatok felállítására is használják.
A mérgezőképességi egyenérték szorzó (TEF) mellett a kutatók bevezettek egy második jellemző paramétert is, amit összes dioxin mérgezőképességi egyenértéknek (Total dioxin toxic equivalence value), rövidítve TEQ-nek neveznek. Ez a jellemző a dioxin-származék keverékek mérgezőképességét a tiszta PCDD mérgezőképességével képzett arányával fejezi ki. (Megjegyzés: ellenőrizni kell még az irodalom alapján, hogy ez az angol wikipédiából származó állítás vajon helyes meghatározás-e, mert valószínű, hogy az eredeti forrás inkább az egyértelmű 2,3,7,8 tetraklórdibenzo[1,4]-dioxinra vonatkoztat, nem pedig a lazábban meghatározható PCDD vegyületcsoportra.)
Eddig a TEQ és a TEF jellemzőket nemzetközileg a dioxin-származékok mérgezőképességének a legjobb mértékeként kezelték. Ugyanis újabb adatok alapján az a gyanú támadt, hogy nem helyes az a feltételezés, hogy az elegyek mérgezőképessége lineárisan arányos a PCDD (ill. 2,3,7,8 tetraklór vegyület) mérgezőképességével, amit a TEF és TEQ értékek használata feltételez.
Az ún. perzisztens szerves környezetszennyezők (persistent organic pollutants, POP) kibocsátását (a PCDD-t is beleértve) a stockholmi egyezmény szabályozza, amely kötelezi az aláíróit, hogy minimumra csökkentsék ezek kibocsátását.
Más, PCDD-kéhez hasonló, tulajdonságokkal rendelkező szerves vegyületek között jelentősek a poliklór-dibenzo-furán vegyületcsalád és a PCB-k (poliklór-bifenilek) családjának nem-orto tagjai.
Az emberi szervezet egészségére való befolyás
A dioxin-vegyületek az emberi testben elsősorban a zsíros szövetekben halmozódnak fel biológiai folyamatok során. Más szerves klórvegyületekhez hasonlóan a dioxin klórvegyületei asszimiláció (táplálkozás és emésztés) útján egyik organizmusból egy másikba kerülnek és a folyamat ismétlődésével végül is az emberi szervezetbe is belekerülnek, felsűrűsödött formában. Ennek a természetes biológiai folyamatnak a neve biológia felhalmozódás, bio-akkumuláció.
Az US EPA az 1994-ben közzétett jelentésében azt írta, hogy a dioxin-vegyületeknek valószínűleg van rákkeltő hatása, de ennél nagyobb jelentőséget tulajdonított azoknak a hatásoknak, amelyek a szexuális fejlődést és az immunrendszer normális működését veszélyeztetik. A mérgező hatás a szervezetben egy sejt receptor, az ún. aril szénhidrogén receptor (AhR) közvetítésével történik.
A koncentrált dioxinokkal való folyamatos érintkezés egy súlyos krónikus kiütéses betegségben, ún. klóraknében nyilvánul meg. Ez az akne betegség súlyosabb formája.
A PCDD vegyületek emberi szervezetre gyakorolt hatásának listája
Gyermekkori fogzománcfejlődési rendellenességek. A központi és a környéki idegrendszert érintő megbetegedések. A pajzsmirigyműködés rendellenessége. Az immunrendszer károsítása. Endometriózis (a méh belsejét képző szövet -endométrium- beágyazódik a méhen kívül). Cukorbetegség. A normális fiú/lány születési arány megváltozása.
Állati egészségre való befolyás