Poliklórozott bifenilek – PCB-k
A PCB-k olyan kémiai vegyületek, amelyekben a klóratomok részben vagy teljesen átveszik a hidrogénatomok helyét a bifenil molekulán, amely egyszeres kötéssel összekapcsolt két benzolmolekulából áll. A lakosok szervezetébe PCB-k elsősorban szennyezett levegővel, szennyezett élelmiszerrel valamint bőrön át régi elektronikai cikkek érintése útján kerülhetnek. A dioxinokhoz hasonlóan feldúsulhatnak az emberi szervezetben. Ismert, hogy a PCB-k bekerülhetnek az anyatejbe is. A PCB-k toxikussága illetve bomlása a klóratomok számától és helyétől függ, toxikusak, mutagének és mérgezőek a reprodukcióra nézve. Az EPA, IARC és DHHS (USA Egészségügyi Minisztériuma) szerint a PCB-k besorolása állatokban bizonyítottan, emberben valószínűleg rákkeltő.
aAnyag(csoport) neve, CAS szám, kémiai jellege, miből állítják elő
Név: Poliklórozott bifenilek
Angol név: Polychlorinated biphenyls
CAS szám: 1336-36-3
N - környezetre veszélyes anyag
R-mondatok
R 33: Felhalmozódási veszélyek.
R 36/37/38: Szem- és bőrizgató hatású, izgatja a légutakat.
R 50/53: Nagyon mérgező a vízi szervezetekre, a vízi környezetben hosszan tartó károsodást okozhat.
S-mondatok
S 23: A keletkező gázt/füstöt/gőzt/permetet nem szabad belélegezni.
S 35: Az anyagot és az ezt tartalmazó edényt biztonságosan kell kidobni.
S 60: Az anyagot és/vagy edényzetét veszélyes hulladékként kell ártalmatlanítani.
S 61: Kerülni kell az anyag környezetbe jutását. A biztonsági adatlap szolgál erre vonatkozó speciális utasításokkal.
A poliklórozott bifenilek (a továbbiakban PCB-k) olyan kémiai vegyületek, amelyekben klóratomok részben vagy teljesen átveszik a hidrogénatomok helyét a bifenil molekulán amely egyszeres kötéssel összekapcsolt két benzolmolekulából áll [1]. Szerkezetük részben hasonlít a poliklórozott dibenzo-p-dioxinokhoz (PCDDs) és poliklórozott dibenzofuránokhoz, emiatt biológiai hatásukban is megfigyelhető hasonlóság.
A PCB-k csoportjába 209 különböző vegyület, ún. kongener tartozik, melyek nevüket arról kapták, hogy az adott vegyületben hány klóratom és ezek milyen pozícióban találhatók. Az átlagos PCB-kben jellemzően 130 módosulat található. A kongenereket ezen belül alkategóriákba, ún. homológokba sorolhatjuk, ahol a homológ vegyületek ugyanannyi számú klóratomot tartalmaznak, azonban azok elhelyezkedésükben különbözőek, ezek egymás izomerjei [2].
A PCB-k vízben rosszul, szerves oldószerekben, szénhidrogénekben és biológiai lipidekben (zsírszövetben) azonban nagyon jól oldódó vegyületek, utóbbi tulajdonságuknak köszönhetően képesek a bioakkumulációra és biomagnifikációra [3]. Ezért lettek a Stockholmi Egyezmény keretében, mint POP anyagok (perzisztens szerves szennyezők) korlátozva, tiltva.
A PCB kongenerek szagtalan, ízetlen, a színtelentől a sárgás színig terjedő viszkózus folyadékok. A magasabb klórtartalmú PCB-k erősebben viszkózusak és sötétebb sárga a színük. Gőzük nehezebb a levegőnél, és nem alakítanak vele robbanókeveréket.
A PCB-k kémialiag inert anyagok, ellenállnak savaknak, lúgoknak, kémiailag változatlanok maradnak, még oxigén és fémek jelenlétében is, a gyakorlatban tűzállóak, gyúláspontjuk magas (170-380°C). Nagyon magas hőmérsékleten azonban éghetőek, égéstermékük pedig akár a kiindulási vegyületnél is veszélyesebb lehet, égési melléktermékei többek között a hidrogén-klorid és a poliklórozott dibenzofuránok.
bMire használják, miért és hol található meg közvetlen környezetünkben
A PCB-k kémiailag inert természetűek, nagy a hőellenálló képességük, kicsi a gőznyomásuk, kicsi a gyúlékonyságuk és nagy a dielektromos álladójuk, azaz az elektromos szigetelő képességük. Ezért széles körben alkalmazták őket dielektromos folyadékként transzformátorokban és kondenzátorokban, hőátadó folyadékként, hidraulikus rendszerekben, kenőanyagokként ill. festékekben, ragasztókban, tömítő- és szigetelőanyagokban, valamint lágyító anyagként műanyagokban, azok képlékenységének javítására [4, 5]. Használták még vízálló anyagként, portalanító szerként és NCR (nem szén tartalmú) másoló papírhoz is.
A PCB gyártás az 1920-as évek végén indult meg. Legnagyobb mennyiségben eleinte az amerikai Monsanto cég gyártotta, Aroclor néven hozta forgalomba. Az USA már 1979-ben betiltotta a PCB gyártást, míg világszinten 2001-től nem engedi a PCB termelését a Stockholmi Egyezmény.
1929 óta mintegy kétmillió tonna PCB-t állítottak elő kereskedelmi céllal, ebből mintegy kétszázezer tonna maradt vissza mobil környezeti elemekben (víz, talaj, levegő), melyek egyben potenciális forrásai is a PCB szennyezéseknek. Előfordulhatnak hulladékégetők környezetében, ill. PCB források lehetnek kondenzátorokat, trafókat is tartalmazó hulladéklerakók. Az egész világon kimutathatók a levegőből 0,002–15 ng/m3 koncentrációban, ipari területeken azonban ennél jóval magasabb értékek (µg/m3 nagyságrendben) mérhetők. Bizonyos PCB-t tartalmazó elektromos készülékek és eszközök, valamint egyes építőanyagok (rugalmas tömítőanyagok) bocsáthatnak ki PCB-ket a beltéri levegőbe [6], amerikai mérések szerint munkahelyi levegőben akár 850–40.000 ng/m3 is lehet a koncentrációja. Esővízben és hóban a kimutathatósági határ alatti értéktől 250 ng/l mennyiségig detektáltak PCB-ket. Felszíni vizekből 100–500 ng/l, óceánok vizében 0.05–0.6 ng/l koncentrációt találtak. Talajok és üledékek PCB koncentrációja természetes körülmények között 0,01–2 mg/kg között mozog, szennyezett területeken azonban elérheti az 500 mg/kg értéket is [4]. Ismert a Balti-tenger magas PCB szennyezettsége.
Ismert nagyobb PCB szennyezések: Massachusetts és New York államokban a General Electric által okozott folyószennyezések; az észak-karolinai PCB kifolyás; a Chemko üzem szennyezése az akkori Csehszlovákiában [16].
cHogyan jut be szervezetünkbe
A lakosok szervezetébe elsősorban szennyezett levegővel, szennyezett élelmiszerrel valamint bőrön át régi elektronikai cikkek érintése útján kerülhetnek PCB-k [17]. A PCB-k a dioxinokhoz hasonlóan feldúsulhatnak az emberi szervezetben, sőt biomagnifikációra is hajlamosak. Ismert, hogy a PCBk bekerülhetnek az anyatejbe is.
Az amerikai EPA mérései alapján az ivóvíz PCB szintje 100 ng/l alatt volt. Az elsődleges expozíciós útvonal a szennyezett élelmiszerek elfogyasztása, elsősorban a hús, hal, baromfi és a tejtermékek esetében (ATSDR, 2000).
Az élelmiszerek három fő útvonalon keresztül szennyeződhetnek PCB-kel: a halak, madarak, haszonállatok és a növények a környezetből felvehetik a PCB-ket; átjuthatnak a PCB-k a csomagolóanyagokból az élelmiszerekbe; illetve közvetlen szennyeződés útján, pl. ipari balesetek folyamán is előfordulhat élelmiszer szennyeződés. A PCB-ket kimutattak állati zsírból (20–240 µg/kg), tehéntejből (5–200 µg/kg), vajból (30-80 µg/kg), valamint halból (100-500 µg/kg). Egyes termékek (pl. halmáj, halolaj) 10 mg/kg PCB-t is tartalmazhatnak. A PCB-k emberben a zsírszövetekben és a zsírban gazdag szervekben (pl. emlő, herék, petefészek, agy) akkumulálódnak [7], ipari országokban élő emberekben átlagosan <1-5 mg/kg PCB mutatható ki (zsírszövetre számolva). Anyatejben, főleg a több klóratomot tartalmazó PCB kongenerek koncentrációja elérheti a 0,5 -1,5 mg/kg zsír értéket is [4].
dMilyen egészségkárosító hatásokkal rendelkezik, milyen adatok vannak erre
Az egészségügyi következményei és a környezeti hatásai miatt a PCB-k felhasználása és előállítása szigorúan korlátozott vagy tiltott számos országban. Svédország 1972-ben korlátozta a használatát és az előállítását, az USA 1977-ben, Norvégia 1980-ban, Finnország 1985-ben, Dánia 1986-ban [8]. A 2001-ben hazánk által is aláírt, Stockholmi Egyezmény felei megegyeztek 12 POP anyag (perzisztens szerves szennyezők), köztük a PCB-k kivonásáról.
A PCB-k toxikussága illetve bomlása a klóratomok számától és helyétől függ [18]. A PCB vegyületekről ismeretes, hogy toxikusak, mutagének és mérgezőek a reprodukcióra nézve. Az EPA, IARC és DHHS (USA Egészségügyi Minisztériuma) szerint a PCB-k besorolása állatokban bizonyítottan, emberben valószínűleg rákkeltő [11].
A PCB kitettség bőr és szem elváltozásokat, menstruációs zavarokat, csökkenő immunreakciókat, valamint májkárosodást okoz. A terhes nők PCB kitettsége fejlődési rendellenességeket, különösen idegrendszeri károsodásokat okozhat a születendő gyermeknél.
Állatkísérletekben orális kitettség mellett bizonyos PCB-k egereknél és patkányoknál májdaganatokat, ill. belekben szöveti átalakulást okoztak [9]. Embereknél az akut tünetek dermális expozíció során bőrszárazság, irritáció, lenyelés esetén fejfájás, zsibbadás [10].
Inhaláció során a PCB-k a tüdőből a véráramba kerülnek. Egy relative magas PCB koncentrációnak kitett (pl. szennyezett hal nagymértékű fogyasztása) terhes nőkre vonatkozó vizsgálat során az újszülöttek kisebb súllyal jöttek világra, mint az alacsonyabb koncentrációnak kitett nők gyermekei, ill. megfigyelték a gyermekek rövid távú memóriájának csökkenését, valamint motorikus problémákat, abnormális viselkedést is. Ezen kívül néhány PCB endokrin rendszert zavaró hatásokkal bírhat [11]. Kisgyermekek az anyatej fogyasztása során vannak kitéve a PCB-knek, tanulmányok szerint az anyatejjel táplált gyermekek az első 6 hónapban az egész életükre becsült PCB mennyiség 6-12%-át veszik magukhoz [12], de ez nem kérdőjelezi meg az anyatejjel való táplálás nélkülözhetetlenségét.
Munkahelyeken, illetve balesetek következtében PCB-nek kitett személyek esetében bőrmelanóma, máj- és epevezeték-, nyirok-, emésztő- és vérrendszeri daganatok kialakulásának megnövekedett gyakoriságát figyelték meg. Japánban 1968-ban főzőolaj szennyeződött PCB keverékkel, így a lakosság nagy része mérgeződött meg (Yusho-betegség, azaz olaj okozta bőrbetegség), ennek következtében statisztikailag jelentősen megnövekedett a májrák és a melanóma gyakorisága, a gyermekek kisebb testtúllyal születtek és főleg az idegrendszeri fejlődésükben maradtak vissza. Összefüggést találtak a bőr alatti hasi zsírszövetek PCB koncentrációja és a gyomor-, bél-, hasnyálmirigy-, petefészek- és prosztatarák között [7, 12].
A rendelkezésre álló kutatási eredmények összefüggést mutatnak a máj- valamint eperák és a PCB-k között, ám a bizonyítékok korlátozottak a kevés esetszám miatt, és a dózis-válasz összefüggések sem értékelhetőek megfelelően. Továbbá összefüggés gyanítható a PCB-k és a prosztatrák, a melanóma (bőrrák) és a non-Hodgkin limfóma (nyirokrák) között [9].
Tekintettel ara, hogy a PCB-k az emlősök és a madarak máj-működését, immunrendszerét, hormonális rendszerét, idegrendszerét valamint reprodukcióját hasonló módon (az aril-hidrokarbon receptorhoz kötődve) károsítják, a viszonylagos mérgezőképességüket toxikológiai ekvivalencia tényezővel (TEF) fejezik ki. A viszonyítás alapja a szerkezetileg közel álló és legtoxikusabb 2,3,7,8-TCDD (poliklórozott dibenzo-p-dioxin) toxicitása.
PCB kongener | TEF |
---|---|
NON-ORTHO PLANAR PCBs |
|
PCB 77 | 0.0005 |
PCB 126 | 0.1 |
PCB 169 | 0.01 |
MONO-ORTHO PLANAR PCBs |
|
PCB 105 | 0.0001 |
PCB 114 | 0.0005 |
PCB 118 | 0.0001 |
PCB 123 | 0.0001 |
PCB 156 | 0.0005 |
PCB 157 | 0.0005 |
PCB 167 | 0.0001 |
PCB 189 | 0.0001 |
DI-ORTHO PLANAR PCBs |
|
PCB 170 | 0.0001 |
PCB 180 | 0.00001 |
eMilyen környezeti kockázatokat hordoz
A környezetben található PCB-k lebomlása a klórozottság mértékétől függ, a perzisztencia általában a klórozottság mértékével növekszik. A mikroorganizmusok a mono-, di-, és triklórozott bifenileket viszonylag gyorsan, a tetraklórozottakat lassan képesek lebontani, amíg a magasabban klórozottak szinte teljesen ellenállóak a biodegradációval szemben. Egyes vizsgálatok szerint a PCB-k károsítják a madarak illetve tengeri emlős populációk reprodukcióját.
A PCBk felhalmozódnak a táplálkozási lánc során az élőlényekben. Ismert egyes ragadozó, illetve zsírosabb tengeri halak magasabb PCB szennyezettsége. A halakban és a tengeri emlősökben a PCB-k a vízben mérhető koncentráció akár több ezerszeresét is elérhetik [13].
fA kitettség és az egészségügyi kockázat mértéke milyen tényleges veszélyforrást jelent a lakosság számára
A tengeri élőlényekben, különösen a ragadozó, illetve nagy zsírtartalmú tengeri halakban kimagaslóan magas lehet a PCB-k koncenrációja. Egyes beltengerekben, mint amilyen a Balti-tenger ez a szennyezettség fokozott.
Egy svéd tanulmány szerint az épületekben mintegy 190-650 tonna PCB maradt fenn a felhasznált műanyaglágyítóknak köszönhetően. A PCB tartalmú folyadékok cseréje hosszadalmas és nem kellően dokumentált folyamat (volt), így nehéz pontosan meghatározni a kitettséget [15].
A PCB-k az IARC besorolása szerint valószínű daganatkeltők (2A kategória).
gHogyan kerülhetjük el
A PCB bevitelünket jelentősen csökkenthetjük az ismerten szennyezett tengerekből, mint például a Balti-tengerből származó ételek elkerülésével. Jellemzően a nagyobb zsírtartalmú halak, mint a lazac vagy a ragadozó