Химическое строение.
Полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) являются представителями обширной группы чрезвычайно опасных ксенобиотиков и имеют строение:
Кроме этого, ПХДД всегда сопутствуют полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) (1.3), отличающиеся лишь отсутствием одного атома кислорода. ПХДД и ПХДФ обладают близкими физическими и токсическими свойствами, образуются в сходных условиях, для их определения используют одинаковые методы анализа, поэтому эти соединения практически всегда рассматривают вместе, и часто называют одним общим термином «диоксины» (ПХДД/Ф).
Диоксины относятся к числу полихлорированных полициклических соединений с концентрированными циклами. Число атомов хлора в этих соединениях может варьировать от 1 до 8, в результате чего возможно существование большого количества соединений, отличающихся числом и положением атомов хлора в молекуле. Всего в ряду ПХДД насчитывается 75 соединений. 135 соединений входит в ряд ПХДФ.
Из них особо токсичными веществами считают 17 представителей, у которых четыре атома хлора расположены в латеральных (2,3,7,8) положениях трициклической системы: 7 в ряду ПХДД и 10 в ряду ПХДФ.
Число изомерных тетрахлорзамещенных дибензо-n-диоксинов составляет 22, среди которых 2,3,7,8 - тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) отличается наивысшей токсичностью. Число возможных тетразамещенных хлорпроизводных дибензофуранов равно 38. Наиболее токсичен 2,3,7,8 - тетрахлордибензодиоксин. Введение в молекулу еще одного атома хлора снижает токсичность вдвое, следующий атом снижает токсичность в 5 раз. Остальные хлорзамещенные диоксины считаются нетоксичными.
Источники загрязнения окружающей среды обуславливают выделение всего спектра возможных представителей ПХДД/Ф, что существенно осложняет аналитическое определение отдельных (наиболее токсичных) представителей.
Физико-химические свойства некоторых пхдд/ф.
Большинство ПХДД/Ф представляют собой бесцветные кристаллические вещества, имеющих низкую гигроскопичность и высокую адсорбционную способность, температура плавления которых зависит от степени хлорирования.
Они хорошо растворяются в органических растворителях (растворимость 2,3,7,8 - ТХДД в хлорбензоле - 800 мг/л, в хлороформе - 550 мг/л, гексане - 300 мг/л, ацетоне - 110, октиловом спирте - 50, метаноле - 10 и в этаноле - 5 мг/л) и практически нерастворимы в воде (на уровне 10-6 - 10-2 мг/л). Растворимость диоксинов в воде уменьшается по мере увеличения числа атомов хлора в молекулах и практически не зависят от температуры.
Диоксины адсорбируются на частичках сажи, золы, пыли, донных отложений, что способствует их накоплению и миграции в окружающей среде, а также поступлению в воздух, воду и пищевые продукты. Хотя летучесть диоксинов незначительна, они могут переносится с воздушными массами в виде аэрозолей или адсорбированными на частичках сажи и пыли.
К наиболее важным химическим свойствам для химического анализа ПХДД/Ф относятся их стабильность в сильнокислых и щелочных растворах, а также высокая устойчивость к окислителям в некаталитических условиях, высокая комплексообразующая способность. Присутствие в водной фазе ионов переходных металлов, поверхностно-активных веществ и других соединений, способных к комплексообразованию, способствует увеличению растворимости диоксинов в воде. К тому же ПХДД/Ф способны к нуклеофильному замещению и гидролизу в сильнощелочных спиртовых растворах при нагревании.
Кроме этого диоксины являются термически устойчивыми, например эффективное разрушение 2,3,7,8 - ТХДД происходит в диапазоне 1200 - 14000С через 4-7 секунд.