דיאוקסינים ופורנים

1. החוג לניהול משאבי טבע וסביבה אוניברסיטת חיפה דיאוקסינים ופורנים מצגת במסגרת הקורס: חומרים מסוכנים ופסולת מסוכנת מחזור 2004-5 מגיש: גל לדרר

2. דיאוקסינים (Dioxins), פורנים (Furans) וביפנילים (PCBs) • כימיקלים כלור- אורגניים • תת קבוצה של פחמימנים ארומטיים הלוגניים (HAH) • מבנה כימי דומה • נמצאים לרוב יחדיו בתערובות

3. דיאוקסינים ופורנים מוכרים עוד מהמחצית הראשונה של המאה העשרים כתוצרי לוואי של תהליכים תעשייתיים, החל משנות ה- 70 עולה ההתעניינות בסיכון שכימיקלים אלו מהווים לבריאות האדם והסביבה. • זאת בעקבות מספר אירועים בהם נחשפו בני אדם לריכוזים גבוהים של דיאוקסינים ופורנים: התאונה התעשייתית ב- Seveso איטליה (1976), הרעלות המזון ב- Yosho יפן (1968) וב- Yucheng טיוואן (1979), מחקרים לגבי עובדים במפעלי תעשיה, וחיילי ארה"ב במלחמת ווייטנאם אשר נחשפו למסיר העלווה Agent Orange. • בשנים האחרונות מתגברת הדאגה מחשיפה ממושכת לדיאוקסינים ופורנים בריכוזים נמוכים הנפלטים ממקורות בעירה שונים כדוגמת משרפות פסולת עירונית ומצויים במזון.

4. מבנה כימי • דיאוקסיניםPolychlorodibenzo-p-dioxins (PCDD) • פורניםPolychlorodibenzofurans (PCDF) • ביפנילים(PCB) Polyclorobiphenil שתימולקולות טבעתיות של בנזן ( 6 אטומי פחמן ומימן), קשורות האחת לשנייה: ישירות - ביפנילים ע"י אטום חמצן אחד - פורנים, ע"י שני אטומי חמצן - דיאוקסינים ומספר אטומי כלור קשורים סביבם מקור: www.sulinet.hu 2,3,7,8 TCDD

5. 2,3,7,8 TCDD • בתמונה 2,3,7,8, טטרה-כלורו-דיבנזן- דיואקסין בקיצור TCDD • כימיקל זה מוכר בשם דיאוקסין מאחר והוא הרעיל ביותר מכול הדיאוקסינים והפורנים.

6. תכונות ביוכימיות ופיזיות • בשל המבנה הכימי הדומה יש לדיאוקסינים ולפורנים התנהגות פיזית וביוכימית דומה: • עמידות רבה בסביבה • זמן מחצית החים של דיאוקסין בקרקע הנו 10- 12 שנים ובגוף האדם 7.5 שנים. • הסעה למרחק • נצמדים לחלקיקים באוויר ומוסעים באמצעותם • מסיסות נמוכה מאוד במים • ליפופיליות (מסיסים בשומן) • מצטברים בבע"ח, במיוחד ברקמות שומניות - הגברה ביולוגית

7. השפעות בריאותיות • דיאוקסינים ופורנים משפיעים על חולייתנים באמצעות מנגנון ביוכימי זהה: הם נקשרים בתא בע"ח לקולטן Ah (Cytosolic Aryl hydrocarbon) • יש התאמה בין כושר ההתקשרות לקולטן Ah לבין רמת הרעילות של התרכובת. כך שככול שכושר ההתקשרות גדול יותר עולה רמת הטוקסיות.

8. השפעות בריאותיות • השפעות בריאותיות ישירות נובעת מהתקשרות לקולטן Ah בתאי חולייתנים • כתוצאה מכך מופעלת שרשרת של תגובות אנזימתיות, הורמונאליות ואימונוטוקסיות • השפעות בריאותיות עקיפות כתוצאה מיצירת חומרי ביניים ריאקטיביים לאחר פרוק תרכובות עמידות פחות מבין הדיאוקסינים והפורנים. • השפעות ידועות על הבריאות: Chlorance (מחלת עור חמורה) , הפרעות התנהגותיות, פגיעה בכבד, פגיעה במערכת החיסון ורמות חריגות של אנזימים. • חשודים כמסרטנים, כפוגעים במערכת הרבייה ובהתפתחות עוברים.

9. השפעות בריאותיות • מוכרים 210 איזומרים של דיאוקסינים ופורנים • מתוכם 17 ידועים כרעילים • רעילות אקוטית בריכוז נמוך: LD50 של microgram TCDD /kg bw 0.6-1.57 • רעילות כרונית בריכוז נמוך מאוד: microgram TCDD/kg bw/day0.01

10. רעילות של TCDD = TEF רעילות של PCDD/PCDF מדד TEF מדד TEF (Toxic Equivalency Factor) פותח על ידי ה- EPA להשוואת רמת הטוקסיות של דיאוקסינים ופורנים משווים את רעילות הכימיקל לרעילות של TCDD הדיאוקסין הרעיל ביותר בקבוצה

11. מדד TEQ מדד TEQ (Toxic Equivalent) משמש להשוואת הרעילות של תערובות המכילות דיאוקסינים, פורנים וAHA נוספים. סיכום מכפלת TEF של כל כימיקל בשיעורו בתערובת. • משמש כלי להערכת וניהול סיכונים ולא בהכרח מבטא את הרעילות הממשית של התערובת בכל מצב, אלא עשוי להביא להערכת יתר של רעילות מאחר ולא מתחשב בפעילות הדדית בין הכימיקלים בתערובת- סינרגיה, אנטגוניזם. • כמו כן TEQ לא מתייחס לרעילות שאינה דמוית דיאוקסין. TEQ = Σ [PCDDi]*TEFi + Σ [PCDFi]*TEFi + Σ [PCBi]*TEFi

12. מקורות דיאוקסינים ופורנים • תוצרי לוואי בתהליכי יצור חומרי הדברה וחומרים אחרים המכילים כלור • לדיאוקסינים ופורנים אין שימוש ולא מייצרים חומרים אלו באופן מכוון • נוצרים בתהליכי בעירה • נמצאו בפליטות של שריפת פסולת עירונית ורפואית, שריפת פחם, כבול ועץ

13. מקורות דיאוקסינים ופורנים • פליטות דיאוקסינים ופורנים לאויר באירופה על פי "European Dioxin Inventory" דו"ח של הקהילה האירופית: • 62% ממקורות תעשייהושריפת פסולת • 38% ממקורות שאינם תעשייתיים (הסקה ותחבורה) • פליטות כנ"ל במפרץ חיפה (שנת 2000) על פי סקר דיאוקסין של איגוד ערים לאיכה"ס חיפה: • 45% תעשיית מתכת (יצור נחושת וברזל) • 19% שריפות במגורים, תעשיה, כלי רכב וביומאסה • 12% תחבורה

14. דרכי חשיפה • חשיפה ישירה: • נשימת דיאוקסינים ופורנים הנפלטים לאטמוספרה • חשיפה עקיפה: כימיקלים עוברים מהאטמוספרה לגורם אחר בסביבה וממנו לאדם • מים • קרקע • תזונה • צמחיה • בע"ח • תהליכי עיבוד מזון

15. דיאוקסינים ופורנים מסתפחים לחלקיקים בקרקע ובמים ובאוויר. • עשויים כפי שהזכרנו קודם להצטבר ברקמות בע"ח. • על פי WHO 90% מחשיפת הרקע (רמת החשיפה הכללית באוכלוסיה) לדיאוקסינים, פורנים וביפנילים מקורה בתזונת האדם בעיקר מזון מן החי. • תכולת הדיאוקסינים ופורנים במזון הנה 0.42-61.8 ppt (חלקים בטריליון ממשקל רטוב) . • הצריכה היומית של אדם בצפון אמריקה ומערב אירופה של דיאוקסינים ופורנים במזון מוערכת ב- pg TEQ/kg/body weight 0.3-3 (פיקוגרם) . • הצריכה נמוכה מהמלצת WHO של – TEQ/kg/body weightpg 10. • החשיפה היומית המומלצת צפויה לרדת ל 1- 4 pg.

16. אירועי חשיפה חריגה חשיפה כרונית לכמויות נמוכות של דיאוקסינים ופורנים מהווה סיכון בריאותי לאדם. נערכו מחקרים על: • עובדי מפעלים בהם נפלטו דיאוקסינים ופורנים בתהליכי היצור (יצור חומרי הדברה) • חילי ארה"ב שריססו חומרי הדברה בוייטנאם AGENT ORANGE מקור: www.swansonphotography.com-photos-conflict-

17. אירועי חשיפה חריגה מקור: www.apat.gov חשיפה אקוטית של בני אדם לדיאוקסינים ופורנים אינה נפוצה ואינה מתועדת היטב. • האירועים המוזכרים בספרות הם תקרית Seveso (איטליה 1976) תאונה במפעל ליצור חומרי הדברה בה נפלט ענן אדים שהכיל TCDD. • שני אירועים נוספים הם הרעלות המזון ב- Yosho (יפן 1668) וב- Yucheng (טייוואן 1979) בהם נחשפה אוכלוסיה לשמן אורז מזוהם בדיאוקסינים, פורנים וביפנילים. • באירועים אלו נחשפו המעורבים לריכוז הגדול בשנים או שלושה סדרי גודל מחשיפת הרקע של האוכלוסייה.

18. תקרית SEVESO מקור: www.unu.edu איטליה 1976 בקרבת העיר סבסו 20 ק"מ צפונית למילנו, אזור תעשייתי עשיר ומיושב בצפיפות. פיצוץ במפעל ICMESA ליצור חומרי הדברה (בריאקטור של TCP טרי כלורופנול) משחרר ענן אדים רעיל המכיל מספר ק"ג של TCDD.

19. SEVESO אזור הזיהום כתוצאה מהפיצוץ זוהם שטח של 25 קמ"ר בכיוון הרוח. 600 תושבים פונו מבתיהם ו- 2000 טופלו בעקבות הרעלת דיאוקסין, אך לא נגרמו הרוגים. התושבים פונו שלושה שבועות לאחר הפיצוץ מחשש להשפעות מתמשכות של חשיפה לדיאוקסין. מקור: ww.proteccioncivil-andalucia.org

20. תקרית SEVESO האזור המזוהם ביותר (ZONE A ) גודר, בתי המגורים בו נהרסו ונאסרה הכניסה אליו. פעולות הטיהור שנמשכו עשר שנים כללו איסוף שכבת הקרקע העליונה והטמנתה. בשניםהאחרונות שקלו השלטונות להפוך את האזור לפרק. מקור: www.dinofracchia.it

21. תקרית SEVESO בעקבות סבסו ותקריות נוספות בשנות השבעים והשמונים עולה מודעות הציבור והרשויות לסכנות של תאונות תעשייתיות. דוגמא לכך היא דירקטיבת סבסו, הנחייה של הקהילה האירופית בנושא סיכונים מתאונות תעשייתיות גדולות. אשר מתקבלת ב-1982 (שנתיים לפני אסון בופאל). האזור המגודר 1995 מקור: www.infopool.org.uk

22. תודה