Polykloreret dibenzofuran

De polyklorerede furaner eller PCDF er en familie af kemiske molekyler. Der er 135 forbindelser. De adskiller sig fra dioxiner ved tilstedeværelsen af et enkelt atom af oxygen ind i den centrale ring ( furan ) omgivet af to cyklusser af benzen . Nogle af dem er giftige for mennesker.

I det ovenfor viste molekyle er 4 hydrogenatomer substitueret med chloratomer. Generelt kan der i polychlorerede dibenzo-furan-molekyler være 2 til 8 substitutioner.

Oprindelse og dannelse

• Meget stabile og ekstremt bioakkumulerende , PCDF'er er formidable forurenende stoffer, ekstremt persistente, som akkumuleres i miljøet og langs fødekæderne op til mennesker.
• Disse er ikke molekyler syntetiseret til et bestemt formål (pesticider, kølemiddel ...), men uønskede forbindelser, som dannes under visse betingelser.
• Deres uddannelse er i det væsentlige knyttet til menneskelige, industrielle og indenlandske aktiviteter.

Opvarmning i nærvær af ilt , over 300  ° C af visse forløbere (PCB, polychlorphenoler ) fører derefter hovedsageligt til dannelse af furaner (som hovedregel opvarmning af eventuelle organiske molekyler i nærværelse af en kilde til klor og molekylært ilt kan inducere dannelsen af dioxiner og furaner).

Eksempler:

1. Ulykker i planter, der producerer organoklorderivater (den bedst kendte er Seveso-ulykken i 1976, se Seveso-katastrofen )
2. Lager-, bygnings- og køretøjsbrande (ofte indeholdende PVC ).
3. Forbrændingsanlæg til husholdningsaffald eller industriaffald, der ikke er i overensstemmelse (60% i alt)
4. Diffuse kilder: udstødningsgasser, motorolier, husvarme (træ, kul, gas)
5. Potentielle reservoirer: træ behandlet med pentachlorphenol (PCP), elektriske transformere indeholdende PCB, spildevandsslam brugt til jordpåføring, forurenet jord og sedimenter

Indtagelsesmetode

• Den gennemsnitlige eksponering af populationer er mere end 95% gennem mad, især ved indtagelse af animalsk fedt (mælk og mejeriprodukter, kød, fisk)
• Ved ulykker under frigivelse af dioxiner / furaner i atmosfæren / miljøet.
• De er hydrofobe  : PCDF'er frigivet i vandmiljøer binder sig til organiske partikler og trænger ind i fedtvæv i vandorganismer. Dette siges, at de siges at være lipofile .
• PCDF'er binder stærkt til jord og kan forblive bundet i lange perioder uden at nedbrydes, deres farlighed kommer fra det faktum, at når de kommer ind i en celle , er de meget vanskelige at ødelægge.

Handlingsmekanisme

Hver cellekerne er beskyttet af et forsvarssystem for at forhindre uønskede molekyler i at komme ind og forstyrre DNA . I cytoplasmaet binder dioxin / furan til Ah-receptoren (Aryl-carbonhydrid). Ah-dioxin-foreningen danner derefter et kompleks med Arnt-proteinet, der tillader indtrængen i kernen og aktiverer såkaldte “dioxinfølsomme” områder. Dette resulterer i produktion af proteiner, der udgør det toksiske respons. Cellerne og andre organer er stærkt påvirket. Toksiciteten er derfor kronisk (dens virkning fortsætter), indirekte og afhænger af typen af ​​berørte celler / organer.

Toksicitet

• Dioxiner og PCDF'er med kloratomer i position 2, 3, 7 og 8 anses for at være de mest giftige. Af disse er 2,3,7,8-tetrachlordibenzo-p-dioxin (T4CDD) den farligste form kendt som TCDD , den mest undersøgte og bedst kendte, og fungerer som en standard til at fastslå toksicitet. Andre dioxiner og PCDF.
• De toksiske ækvivalensfaktorer bruges til at udtrykke toksiciteten af ​​dioxiner og furaner i standardiseret form til bestemmelse af en toksisk ækvivalent på 2,3,7,8-T4CDD.
• Den toksiske ækvivalent af dioxiner og furaner uden et kloratom i position 2, 3, 7 og 8 er nul
• TE'er er baseret på måling af fiskens respons.

Effekter

• Den specifikke kræftfremkaldende virkning af PCDF'er sammenlignet med dioxiner diskuteres stadig
• Funktionelle lidelser, immunologiske ændringer
• Inddragelse af det mandlige eller kvindelige reproduktive system (under prænatal eksponering).

Dioxiner / furaner analyse

• Teknikkerne til identifikation og måling af dioxiner er komplekse og afhænger af arten af ​​den prøve, der skal analyseres.
• Ekstraher dioxinerne ved hjælp af passende opløsningsmidler, rensningsoperationer, adskillelse, idet du ved, at det er på skalaen af picogrammet, at de skal søges.
• Apparat dyrt og relativt usædvanligt. Omkostningerne ved identifikation og måling af dioxiner er meget høje: 750 € til 1500  € i henhold til det miljø, der skal analyseres (pris forklaret ved varigheden af ​​analyseprocessen inklusive ekstraktionsbehandlinger).
• Behandle

1. Behov for at adskille: der er et stort antal isomerer, og ikke alle isomerer har den samme toksicitet.

Forbindelserne er aktive ved ekstremt lave doser på levende væsener (detektionsgrænser i størrelsesordenen ppt, del pr. Billioner eller nanogram / kilogram, pr. Ppq, del pr. Quatrillion eller picogram / kilogram)

1. Massespektrometri  : de kvalitative og kvantitative analyser udføres ved kobling af højopløsnings kapillarsøjlegaskromatografi (HRGC) til massespektrometri med høj opløsning under hensyntagen til forholdet 35Cl / 37Cl
2. Kvantificering ved isotopfortynding  : kvantificeret med en mærket standard (carbon 13, deuterium ), der produceres en kalibreringskurve, klor 2,3,7,8 bestemmes specifikt

Registreringsgrænser sænkes ved at reducere støj (takket være høj opløsning) eller mindske ekstraktionsvolumen.

Referencer

1. Van den Berg, M., et al. (Verdenssundhedsorganisationen - WHO), Giftige ækvivalensfaktorer (TEF'er) til PCB'er, PCDD'er, PCDF'er til mennesker og vilde dyr, Miljømæssige sundhedsperspektiver, bind 106, udgave 12,december 1998, s. 775 - 791.
2. Metode 1613 Tetra- gennem octa-chlorerede dioxiner og furaner ved isotopfortynding HRGC / HRMS
3. Isomer analyse af PCDD / PCDF i affaldsforbrændingsovn af GC - MS / fru Adrian M.Cunli.e, Paul T. Williams Chemosphere 62 (2006) 1846 - 1855
4. Optimering af ioniseringsbetingelserne til sporanalyse af PCDD / PCDF med ionfælde MS / MS Yukio Kemmochi *, Kaori Tsutsumi, Ken-ichi Futami Chemosphere 46 (2002) 1451 - 1455