DDT

更新时间:2024-09-22 05:56

DDT,又叫滴滴涕,化学名为双对氯苯基三氯乙烷,是有机氯类杀虫剂,化学式为C14H9Cl5,为白色晶体,不溶于水,溶于煤油,可制成乳剂,是有效的杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。但由于其对环境污染过于严重,很多国家和地区已经禁止使用。世界卫生组织于2006年宣布,重新启用DDT用于控制蚊子的繁殖以及预防疟疾,登革热,黄热病等在世界范围的卷土重来。

研究历史

DDT是由欧特马-勤德勒于1874年首次合成,但是这种化合物具有杀虫剂效果的特性却是1939年才被瑞士化学家米勒(Paul Hermann Müller)发掘出来的。该产品几乎对所有的昆虫都非常有效。二次世界大战期间,DDT的使用范围迅速得到了扩大,而且在疟疾、痢疾等疾病的治疗方面大显身手,救治了很多生命,而且还带来了农作物的增产。

但在上个世纪60年代科学家们发现DDT在环境中非常难降解,并可在动物脂肪内蓄积,甚至在南极企鹅的血液中也检测出DDT,鸟类体内含DDT会导致产软壳蛋而不能孵化,尤其是处于食物链顶级的食肉鸟,如:美国国鸟白头海雕几乎因此而灭绝。

1962年,美国科学家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson)在其著作《寂静的春天》中怀疑,DDT进入食物链,是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。因此从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。

滴滴涕还成为中国环境保护事业的催生婆。DDT的有毒人造有机物是一种易溶于人体脂肪,并能在其中长期积累的污染物。DDT已被证实会扰乱生物的荷尔蒙分泌,2001年的《流行病学》杂志提到,科学家通过抽查24名16到28岁墨西哥男子的血样,首次证实了人体内DDT水平升高会导致精子数目减少。除此以外,新生儿的早产和初生时体重的增加也和DDT有某种联系,已有的医学研究还表明了它对人类的肝脏功能和形态有影响,并有明显的致癌性能。

由于具有较低的急毒性和较长的持久性,也降低了有机氯杀虫剂的使用次数。然而,却也因此使此类的杀虫剂具有较长的持久性,长期累积下来,造成了生态环境的许多问题。 针对产生的毒性而言,ddt杀虫剂具有肝毒性,会引起肝肿大的肝中心小叶坏死,同时活化微粒体单氧脢(酶)(microsomal monooxygenases),亦会改变免疫功能,降低抗体的产生,和抑制脾、胸腺、淋巴结中胚胎生发中心(germinal center)的速率。 DDT产生其他毒性对小鼠或其他动物均无致癌性,在流行病学调查和短期致突变性试验中,亦呈阴性反应,此点特性,获得许多国际组织的肯定。然而却由于DDT的累积性和持久性形成对人类健康和生态环境潜在的危害,遭到禁用。

由于在全世界禁用DDT等有机氯杀虫剂,以及在1962年以后又放松了对疟疾的警惕,所以,疟疾很快就在第三世界国家中卷土重来。在发展中国家,特别是在非洲国家,每年大约有一亿多的疟疾新发病例,大约有100多万人死于疟疾,而且其中大多数是儿童。疟疾还是发展中国家最主要的病因与死因,这除了与疟原虫对氯奎宁等治疗药物产生抗药性外,也与还没有找到一种经济有效对环境危害又小能代替DDT的杀虫剂有关。基于此,世界卫生组织于2002年宣布,重新启用DDT用于控制蚊子的繁殖以及预防疟疾,登革热,黄热病等在世界范围的卷土重来。

理化性质

分子结构数据

计算化学数据

中毒症状

轻度中毒可出现头痛、头晕、无力、出汗、失眠、恶心、呕吐,偶有手及手指肌肉抽动震颤等症状。重度中毒常伴发高烧、多汗、呕吐、腹泻;神经系统兴奋,上、下肢和面部肌肉呈强直性抽搐,并有癫痫样抽搐、惊厥发作;出现呼吸障碍、呼吸困难、紫绀、有时有肺水肿,甚至呼吸衰竭;对肝肾脏器损害,使肝肿大,肝功能改变;少尿、无尿、尿中有蛋白、红细胞等;对皮肤刺激可发生红肿、灼烧感、瘙痒,还可有皮炎发生,如溅入眼内,可使眼暂性失明。DDT一般毒性与六六六相同,属神经及实质脏器毒物,对人和大多数其它生物体具有中等强度的急性毒性。它能经皮肤吸收,是接触中毒的典型代表,由于其在常压时即使在12℃以下,也有一定的蒸发,所以吸入DDT蒸气亦能引起中毒。

毒性

慢性毒性

人群慢性中毒症状有食欲不振,上腹及右肋部疼痛,并有头痛、头晕、肌肉无力,疲乏,失眠、视力及语言障碍、震颤、贫血、四肢深反射减弱等。有肝肾损害、皮肤病变、心脏有心律不齐、心音弱、窦性心动过缓、束支传导阻滞及心肌损害等。

致病

致癌

11~20mg/(kg·d),小鼠经口,2年,肝肿瘤危险性提高4.4倍 0.16~0.31mg/(kg·d),小鼠经口,2代,雄性肝肿瘤危险性增加2倍,雌性中未变。用DDT、DDE和DDD在小鼠中(在大鼠中也有可能)诱发出了肝肿瘤,但是关于这些肿瘤的意义尚存在着不同意见。根据资料,还没有证据确证DDT对人类有致癌作用。Laws等(1967年)在一个DDT生产厂调查的大量接触DDT的35名工人,未发现有任何癌症和血液病。在工厂开办的19年中,工作人员从111名增至135名,未见1例癌症患者。美国从1942年开始大量使用DDT,根据其对肝及肝胆管癌总死亡率的结果,有明显下降趋势,从1930年的8.8降至1944年的8.4,至1972年为5.6(均按10万人为基数计数)。说明在使用DDT的数十年内也没有证据说明肝癌有所增长。

致畸

在DDT作用的实验研究中,对小鼠大鼠和狗的研究未显示有任何致畸作用。

致突变

现己有充分的证据证明,DDT在经和不经代谢激活的细菌系统中没有致突变作用,从哺乳动物实验系统(体内和体外)所得的证据尚无肯定的结论。并于DDT对人类的致突变性的意义亦尚不明确。

代谢降解

DDT在人体内的降解主要有两个方面,一是脱去氯化氢生成DDE。在人体内DDT转化成DDE相对较为缓慢,3年间转化成DDE的DDT还不到20%。从1964年对美国国民体内脂肪中贮存的DDT调查表明,DDT总量平均为10mg/kg,其中约70%为DDE,DDE从体内排放尤为缓慢,生物半减期约需8年。DDT还可以通过一级还原作用生成DDD,同时被转化成更易溶解于水的DDA而使其消除,它的生物半衰期只需约1年。

环境中的DDT或经受一系列较为复杂的生物学和环境的降解变化,主要反应是脱去氯化氢生成DDE。DDE对昆虫和高等动物的毒性较低,几乎不为生物和环境所降解因而DDE是贮存在组织中的主要残留物。

在生物系统中DDT也可被还原脱氯而生成DDD,DDD不如DDT或DDE稳定,而且是动物和环境中降解途径的第一步。DDD脱去氯化氢,生成DDMU[化学名称:2,2-双-(对氯苯基)-1-氯乙烯],再还原成DDMS[化学名称:2,2-双-(对氯苯基)-1-氯乙烷],再脱去氯化氢而生成DDNU[化学名称:2,2-双-(对氯苯基)-乙烷],最终氧化DDA[化学名称:双-(对氯苯基)乙酸]。此化合物在水中溶解度比DDT大,而且是高等动物和人体摄入及贮存的DDT的最终排泄产物。在环境中,DDT残物可被转化成,对-二氯二苯甲酮。

DDT也可被微粒氧化酶进行较小程度的降解,在α-H位置上发生反应,生成开乐散。科学家已发现一个新的厌氧降解途径,尤其是在污泥中可被细菌转化成DDCN[化学名称:双-(对氯苯基)乙腈]。

DDT在土壤环境中消失缓慢,一般情况下,约需10年。

研究结果证明DDT在类似高空大气层实验室条件下,可降解成二氧化碳和盐酸。

残留蓄积

DDT有较高的稳定性和持久性,用药6个月后的农田里,仍可检测到DDT的蒸发。DDT污染遍及世界各地。从漂移1000公里以远的灰尘以从南极溶化的雪水中仍可检测到微量的DDT。一般情况下,非农业区空气中的DDT的浓度范围为小于1~2.36×10-6mg/m3,农业居民区其浓度范围为1~22×10-6mg/m3,在开展灭蚊喷雾的居民内DDT的浓度更高,据记录高达8.5×10-3mg/m3。

在农业区和边远的非农业区内,雨水中DDT的浓度往往都在同一数量级内(1.8×10-5~6.6×10-5mg/L)。这表明该种化合物在空气中的分布是相当均匀的。地表水中DDT的浓度与雨水 和土壤中DDT含量水平有关。美国在1960年饮用水中检测出的最高浓度达0.02mg/L。

在未施撒DDT的土壤中发现的DDT浓度为0.10~0.90mg/kg,只比施撒DDT10年或10年以上的耕地土壤中的浓度(0.75~2.03mg/kg)稍低。大部分DDT存在于地表层2.5cm深的土壤内。

DDT极易在人体和动物体的脂肪中蓄积,反复给药后,DDT在脂肪组织中的蓄积最初很大,以后逐渐有所减慢,一直达到一种稳定的浓度。像大多数动物一样,人可以将DDT转变成DDE。DDE比其母体化合物更易蓄积。

据大多数报告,不同国家的普通人群血中总DDT含量范围为0.01~0.07mg/L,最高平均值为0.136mg/L。人乳中DDT含量通常为0.01~0.10mg/L。如将DDT的含量与其代谢物(特别是DDE)的含量相加,大约比上述含量高1倍左右。DDA在普通人群尿中平均含量为0.014mg/L左右。一般情况下职业接触使DDT和总DDT在脂肪中的平均蓄积浓度分别达到50~175mg/kg与100~300mg/kg。

鱼、贝类对DDT有很强的富集作用。例如牡蛎能将其体内的DDT含量提高到周围海水水体中含量的7万倍。

人体中DDT的含量随着其食物来源、工作环境的不同而有所差异。

DDT是脂溶很强的有机化合物,比较一致的认识是,人体各器官内DDT的残留量与该器官的脂肪含量呈正相关。

迁移转化

DDT在环境中的转化途径包括光解转化、生物转化、土壤转化等。在生物转化中除哺乳动物体内的代谢转化外,还有鸟类、昆虫类、高等植物和微生物等不同的转化途径,已将近有20种转化物质(包括哺乳动物的代谢产物在内)作了鉴定,但许多其它化合物的化学结构仍不清楚。除主要产物如DDE和DDD外,这些转化产物的毒理学特性几乎一无所知。

对DDT及其同系物在整个环境中的循环及转归问题的认识,尚存在着相当大的差距。

中毒急救

当发现DDT中毒者时,可采取下述急救措施:

急性中毒者必须先去毒物,口服中毒的应立即催吐,用2%碳酸氢钠液、水或0.5%药用炭悬液洗胃。洗胃后用硫酸钠、硫酸镁泻药导泻,不能用油性泻药,以避免药物吸收。吸入性中毒或皮肤、眼睛沾染的,应迅速使患者离开现场,吸入新鲜空气,皮肤用肥皂水或苏打水清洗,并涂上氢化可的松软膏,眼睛用清水或2%苏打水冲洗,并点滴盐酸普鲁卡因眼药水止痛。

对惊厥症状应用10%水合氯醛15~20mL灌肠,也可用副醛3~5mL肌注,同时可用10%葡萄糖酸钙10mL加入葡萄糖液20~40mL内静脉缓注,以补充血钙减少,每4至6小时1次,直到惊厥停止时停用。静脉滴注10%葡萄糖液或5%葡萄糖生理盐水,补充缺水加强营养,用复合维生素B类药物保护肝脏,食用高蛋白饮食等。

DDT属中等强度毒性的化学品,能多途径进入人体而产生毒害作用。因此在生产贮运和使用DDT时,必须采取相应的予防措施,防止经操作人员的口、呼吸道和皮肤接触而危害作业者健康。为避免在运输过程中DDT对环境和运输工具的污染,杜绝中毒事件的发生,各国政府海事组织建议,DDT属有毒、有害物质,需包装贮藏,有毒害品标记;不能与粮食等食品混装,而应该分别装运;对装载过DDT的运输工具必须去除DDT的沾污。

由于DDT的高残留性和对环境乃至生态系的潜在危害,我国、日本及欧美许多国家,已相继禁止秤和使用或规定严密的使用规程,DDT的污染源已基本得到控制。但是,环境中和生物体内的DDT残留量何时能够彻底清除是难以估计的。甚至由于尚未找到适当的代用品,有些意见以为热带地区防治传播疟疾的蚊子,今后还需要继续使用DDT。因而对DDT造成的环境问题保持警惕是应该的。

应急处理

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴好防毒面具,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,避免扬尘,收集于干燥净洁有盖的容器中,转移到安全场所。也可以用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

防护措施

急救措施

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