被稱為「世紀之毒」的戴奧辛、多氯聯苯、DDT殺蟲劑,因為毒性高又難分解,對環境和人體健康都造成長期危害,清華大學化學系特聘教授黃國柱帶領的研究團隊,模擬大氣層的臭氧和紫外光分解反應,發現在室溫下可以將戴奧辛降解成無害的草酸,也為環境中有持久性有機汙染物,帶來解方。
焚化爐、煉鋼廠、森林火災等等都會產生戴奧辛,「世紀之毒」戴奧辛、多氯聯苯、DDT殺蟲劑,毒性高又難分解,現在清大教授黃國柱帶領的研究團隊發現了解方!
清大化學系特聘教授黃國柱:「我們在這個,有毒的汙染物加到溶液裡面去,攪拌分散之後,我們通進臭氧。」
取出戴奧辛汙染物,加到含水的有機溶劑中,打開臭氧產生機,再照紫外光,其實玻璃杯中應該是無色液體,因為要在鏡頭前方便觀察變化,研究團隊加入螢光染料,可以看到顏色從橙黃色慢慢變淡到無色,代表化學結構慢慢被裂解掉。
清大化學系特聘教授黃國柱:「經過臭氧加上UV照光,在溶液像有水的存在底下,它會產生氫氧自由基,那這個是非常強的這個氧化劑,那它可以來把這些,就是說戴奧辛這種或是殺蟲劑這些東西,就把它分解掉,然後它最後變成草酸,變成一個無害的草酸。」
研究團隊在室溫、常壓下,將戴奧辛等9種持久性有機汙染物降解成無害的草酸,根據研究結果顯示,用水銀燈照射16小時進行光化學反應後,就可以將毒性最高最難分解的四氯聯苯戴奧辛的濃度降低47%,另一種持久性汙染物六氯苯,經過20小時照射,更高達98%都分解成無害的草酸,黃國柱教授帶領印度籍博士生羅巨和博士後研究員魏珀,做的這項研究,後來登上英國皇家化學學會《綠色化學》期刊,並獲選為封底文章,黃國柱教授說這是跨領域的發想和研究,在大氣科學界,汙染物通過大氣層時,會和氫氧自由基產生氧化反應而被降解,所以氫氧自由基又被稱為大氣清潔劑。
清大化學系特聘教授黃國柱:「(戴奧辛)它在非常高溫的環境底下生成,所以也就是說它對那些熱的耐受性極端強,攝氏1000度在空氣當中,它仍然燒不掉,那所以這個就非常棘手,然後它另外一個對環境的污染,就是主要它是一個不是水溶性的東西,它溶...是個油溶性脂溶性的物質,那它擴散到空氣當中或是環境當中,它沉積在泥土裡面,然後這些動植物,植物的話生長那它也會吸收戴奧辛進去。」
黃國柱希望接下來研究成果能實際投入應用,解決環境汙染問題,而戴奧辛對環境和人體健康的危害是非常長期的。
林口長庚臨床毒物中心主任顏宗海:「以TCDD來說,它在人體的半衰期就長達7年,然後我們在工業化社會,一定會有戴奧辛的汙染,那戴奧辛的話,如果例如說我們在塑膠垃圾,不完(全)...PVC塑膠垃圾不完全燃燒,它可能就會產生戴奧辛,然後戴奧辛一旦產生後,它可能就會進入食物鏈,然後過去我們很多研究發現說,哪一些食物比較容易有汙染到戴奧辛呢?包括肥肉內臟組織還有鮮奶,還有大型的魚,如果一個民眾,他長時間和低劑量接觸到戴奧辛,他可能就會影響他免疫的能力,增加各種癌症的風險,那另外如果懷孕的婦女,她懷孕當中長期接觸到戴奧辛,也會增加一些流產的風險,也會增加產下畸形胎兒的風險。」
林口長庚臨床毒物中心主任顏宗海建議,如果想要避免吃到戴奧辛,可以不吃肥肉和內臟喝脫脂奶製品,而避免世紀之毒,政府也得從源頭焚燒和重工業多加把關。
鄭醫師補充:
參考文獻:
Ragupathi, A., Charpe, V.P., Hwu, J.R., & Hwang, K. (2023). Oxidative Destruction of Chlorinated Persistent Organic Pollutants by Hydroxyl Radicals via Ozone and UV Light Irradiation. Green Chemistry.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d3gc02365f
余宗翰
更新時間: 2018年10月26日
戴奧辛除了從空汙中由呼吸道吸入,因為食物鏈的層層傳遞,其實最主要的攝入途徑是受汙染的食物,大約佔九成。近日又爆出有業者自中國進口受戴奧辛汙染的大閘蟹,只要吃到一隻就會超標。
知道戴奧辛有多毒嗎?
戴奧辛最早源自氯酚類藥劑的副產品,氯酚類藥劑包含許多除草劑、殺蟲劑、農藥,而人類花了二十多年才發現戴奧辛的危害。到了上世紀70年代,才有人提出棼燒過程中也會產生戴奧辛。當人們開始注意到化學製程中戴奧辛的產出問題時,戴奧辛的主要來源就轉為垃圾棼燒了。戴奧辛因為其毒性與普遍性被稱為「世紀之毒」。
戴奧辛並非專指某一種物質,而是一群多達210多種的化合物的總稱,分為兩大類 ─ 包括75種的多氯聯苯戴奧辛(PCDDs)與135種的多氯二聯苯呋喃(PCDFs),這些分子都是由兩個苯環組成的物質,而此主結構依其連結的氯原子數量與連結位置又有各種不同的化學性質。其中,2,3,7,8-四氯雙苯環戴奧辛(TCDD)在動物實驗中顯現它有最低的半數致死劑量,其毒性甚至強過沙林毒氣,十分可怕。
但戴奧辛最可怕的不是毒性
雖然戴奧辛家族中有很多狠腳色,但整體來說,戴奧辛的毒性並沒有大家想像的那麼可怕。舉例來說,美軍在越戰時曾使用強效落葉劑,有不少退伍軍人被驗出體內積存過量的戴奧辛。然而,雖然他們的脂肪中TCDD濃度極高,但是患者除了受氯痤瘡、抑鬱與月經失調所苦之外,並無其他症狀。2004年的烏克蘭總統候選人尤申科被人以投以戴奧辛,意圖不軌;他的體內被驗出含有大量TCDD,濃度為108000pg/g,但他除了初期的憂鬱症狀與氯痤瘡外,並無其他臨床症狀。
戴奧辛可怕的地方在於它十分穩定,可抗熱、抗酸鹼、抗氧化,使其在自然環境中難以被分解,因而大量累積進入食物鏈,最後汙染了大家的飲食。另外,戴奧辛為脂溶性,容易累積在人體裡,而人體代謝戴奧辛的速度也很慢,其「半衰期」約為10年左右。
若體內累積過量的戴奧辛,會有氯痤瘡、肌肉或關節疼痛、分泌系統及免疫系統異常等問題。而且戴奧辛也可能造成畸形胎兒;總結各種可怕的後果,戴奧辛被國際癌症研究機構IARC分類為第一類致癌物。
鄭醫師補充:
戴奧辛這種穩定脂溶性毒素一旦進入食物鏈,就容易形成生物累積,除了設法杜絕來源外,之前國外也有相關臨床觀察發現,藉由高劑量菸鹼酸及其他營養素的組合,配合烤箱排毒,能幫助已被戴奧辛及其他生物累積效應造成毒害的當事人,減少生物累積量,提高生活品質:
Kerr K, Morse G, Graves D, Zuo F, Lipowicz A, Carpenter DO. A Detoxification Intervention for Gulf War Illness: A Pilot Randomized Controlled Trial. Int J Environ Res Public Health. 2019 Oct 28;16(21):4143. doi: 10.3390/ijerph16214143. PMID: 31661809; PMCID: PMC6862571.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6862571/