Chất Dioxin
Trong công nghiệp và dân sinh
MỤC LỤC
I.TỔNG QUAN VỀ DIOXIN .................................................................................. 2
II.TÁC ĐỘNG CỦA DIOXIN ................................................................................ 5
III.CƠ CHẾ HÌNH THÀNH DIOXIN ..................................................................... 7
III.1.Quá trình đốt cháy ........................................................................................ 7
III.2.Các quá trình công nghiệp .......................................................................... 11
IV.NGUỒN PHÁT THẢI DIOXIN ....................................................................... 12
I.TỔNG QUAN VỀ DIOXIN
Dionxin/furan là một trong 12 nhóm chất theo công ước Stockholm về các
chất gây ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP: Persistent Organic Pollutants) gây ô
nhiễm môi trường: 1. Policlobiphenyl (PCB), 2. Policlodibenzo-p-dioxn (PCDD),
3. Policlodibenzofuran (PCDF), 4. Aldrin, 5. Dieldrin, 6. Diclodiphenytricloetan
(DDT), 7. Endrin, 8. Clordan, 9. Hexaclobenzen (HCB), 10. Mirex, 11. Toxaphen,
12. Heptaclo
Trong số 12 chất POPs đầu tiên này, “Dioxin” thường được hiểu là các chất
PCDD và PCDF, còn PCBs được hiểu là các hợp chất tương tự dioxin vì chúng có
cùng cơ chế gây nhiễm độc như dioxin. Trừ PCDD và PCDF là các nhóm chất
không chủ định sản xuất, các chất còn lại là được sản xuất để được sử dụng: PCBs
được sử dụng trong chế tạo dầu biến thế, tụ điện lỏng, làm chất hóa dẻo,... các chất
còn lại đã được sản xuất làm thuốc trừ sâu, trừ muỗi, trừ côn trùng có hại,...
“Dioxin” thường được hiểu là gồm hai nhóm chất sau
Các đồng loại của dioxin: 75 chất, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử clo
chứa trong phân từ, được chia ra tám nhóm đồng phân (isomer). Trong nhóm các
hợp chất này, chỉ các chất thế clo ở các vị trí 2,3,7,8 là thể hiện độc tính, và
tetraclodibenzo-p-dioxin (TCDD) là chất có độc tính cao nhất.
- Các đồng loại của furan: 135 chất, tương tự như các hợp chất dibenzo-p-
dioxin, chỉ các chất thế clo ở các vị trí 2,3,7,8 là thể hiện độc tính.
Công thức cấu tạo của các đồng loại của dioxin/furan như sau:
Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) Policlodibenzofuran (PCDF)
Hình 1. Công thức cấu tạo chung của các chất đồng loại dioxin/furan
Số lượng các đồng phân và công thức phân tử của các chất dioxin/furan được
chỉ ra ở bảng 1.
Bảng 1: Số luợng các đồng phân trong nhóm các chất cùng loại PCDD và
PCDF
Số lượng nguyên tử
clo trong các đồng
loại
S
ố
lư
ợ
ng các đ
ồ
ng phân
Dibenzo-p-
dioxin
(PCDD)
Vi
t t
t
Dibenzofuran
(PCDF)
Vi
ế
t t
ắ
t
Monochloro
-
2
Cl
1
DD
4
Cl
1
DF
Dichloro
-
10
Cl
2
DD
16
Cl
2
DF
Trichloro
-
14
Cl
3
DD
28
Cl
3
DF
Tetrachloro
-
22
Cl
4
DD
38
Cl
4
DF
Pentachloro
-
14
Cl
5
DD
28
Cl
5
DF
Hexachloro
-
10
Cl
6
DD
16
Cl
6
DF
Heptachloro
-
2
Cl
7
DD
4
Cl
7
DF
Octachloro
-
1
Cl
8
DD
1
Cl
8
DF
Total
75
135
Ở điều kiện thường, dioxin đều là những chất rắn, có nhiệt độ nóng chảy khá
cao, áp suất hơi rất thấp và rất ít tan trong nước. Nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD,
chất độc nhất trong các dioxin, được đánh giá vào khoảng 412,2oC.
Dioxin có nhiệt độ nóng chảy khá cao, nhiệt độ sôi của 2,3,7,8-TCDD lên tới
412oC, các quá trình cháy tạo dioxin cũng xảy ra ở khoảng nhiệt độ khá cao. Nhiệt
độ 750-900oC vẫn là vùng tạo thành 2,3,7,8-TCDD, ngay cả ở nhiệt độ 1200oC, quá
trình phân hủy dioxin vẫn là quá trình thuận nghịch, dioxin chỉ bị phân hủy hoàn
toàn ở trong khoảng nhiệt độ 1200-1400oC và cao hơn.
Dioxin ái mỡ và hầu như kị nước: Đặc tính ái mỡ (lipophilic) và kị nước
(hydrophobic) của dioxin liên quan chặt chẽ với độ bền vững của chúng trong cơ
thể sống cũng như trong tự nhiên và sự phân bố của chúng trong các cơ quan của
cơ thể. Dioxin rất bền vững về mặt hóa học, không bị phân hủy dưới tác dụng của
các axit mạnh, kiềm mạnh, các chất oxy hóa mạnh khi không có chất xúc tác ngay
cả ở nhiệt độ cao.
Trong số 75 hợp chất Dioxin chỉ có 7 hợp chất được coi là độc hại và trong
số 135 hợp chất Furan chỉ có 10 chất độc. Để đánh giá độc tính của một hỗn hợp có
thể chứa nhiều hợp chất Dioxin và Furan khác nhau người ta thường qui đổi theo
độ độc của 2,3,7,8-TCDD thông qua hệ số độc tương đương – Toxic Equivalent
Factor (TEF) và sau đó tính độ độc tương đương – Toxic Equivalents (TEQ) mà
các hệ số qui đổi được trình bày trong bảng 2.
Bảng 2: Hệ số đương lượng độc của các PCDD/Fs (WHO)
PCDD
1998
NATO
TEF
1998
WHO
TEF
PCDF
1998
NATO
TEF
1998
WHO
TEF
2378-TCDD 1.0 1.0 2378-TCDF 0.1 0.1
12378-PeCDD 0.5 1.0 12378-PeCDF 0.05 0.05
123478-HxCDD
0.1 0.1 23478-PeCDF 0.5 0.5
123678-HxCDD
0.1 0.1 123478-HxCDF
0.1 0.1
123789-HxCDD
0.1 0.1 123678-HxCDF
0.1 0.1
1234678-
HpCDD 0.01 0.01 123789-HxCDF
0.1 0.1
OCDD 0.001 0.0001 234678-HxCDF
0.1 0.1
1234678-
HpCDF 0.01 0.01
1234789-
HpCDF 0.01 0.01
OCDF 0.001 0.0001
Chỉ số TEQ được tính theo công thức :
TEQ = ∑n1(PCDDi x TEFi) + ∑n2(PCDFi x TEFi)
II.TÁC ĐỘNG CỦA DIOXIN
Dioxin/furan là một trong những số ít chất độc nguy hiểm nhất mà loài người
biết đến. Khác với các chất độc thông thường, độc tính của dioxin không chỉ kiềm
chế một số chức năng của cơ thể mà còn gây rối loạn nhiều hệ gen và enzym. Điều
này dẫn đến sự rối loạn phát triển tế bào và sự chuyển hóa quan trọng của sự sống