DDT

DDT(Dichlorodiphenyltrichloroethane)又称为滴滴涕,是芳香族化合物,是一种常用的有机氯杀虫剂,具有一定程度的毒副作用,化学名称为双对氯苯基三氯乙,化学式为C₁₄H₉Cl₅,结构非常稳定,是一种微溶于水的合成结晶氯化烃,可溶于大多数有机溶剂,脂肪和油,外观为无色晶体或白色粉末,原药为蜡状固体,无味或有轻微芳香味,熔点为108.5°C,沸点为260°C,密度为1.6g/cm³。

DDT具有一定的腐蚀性,不易被氧化,耐光照,在高于其熔点的温度下可以脱氯化氢生成非杀虫剂DDE。其主要应用于农药、防污漆和控制病媒等。DDT也具有很多危害,其可以影响人体健康和对环境造成污染,并且现在已经被很多国家禁用。

发现历史

1874年德国化学家奥特马·蔡德勒(Othmar Zeidler)首次合成了DDT,但在随后的一段时间内并没有人发现DDT的价值,直到1939年,瑞士化学家保罗·穆勒(Paul Hermann Muller)首次发现了DDT在杀虫脒方面的价值,并且其作为杀虫剂具有杀虫范围广、药效持久、方便易得等优点,DDT开始在卫生领域广泛使用,由于当时疟疾霍乱等疾病流行,1943年,DDT开始被直接喷洒在人体,被用作对抗军队和平民中的疟疾、斑疹伤寒等其他昆虫传播的人类疾病,被誉为“万能杀虫剂”,在当时为拯救亿万人的生命做出了巨大的贡献。

1962年美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson)所出版的《寂静的春天》(Silent Spring)更是引起公众对使用杀虫剂的影响的关注。随后越来越多的研究发现DDT的使用会对生态系统产生危害,1970年,瑞典最先禁用DDT,随后一些国家也陆续禁止DDT的使用,1996年《失窃的未来》一书的发表,更是让人们意识到了DDT对动物和人类不利影响,使得人们更加坚定不使用DDT,2001年斯德哥尔摩会议后DDT开始逐渐全球禁用,2005年已经有151个国家或组织开始禁用DDT。

2006年,世界卫生组织提议可以在室内采用滞留喷洒来使用DDT,虽然这很大一部分原因是因为南非国家疟疾肆虐,除了DDT外没有更好的抗疟疾药物,但这在国际社会还是引发了巨大争议,2009年在斯德哥尔摩会议中虽然制定了在全球范围内消除DDT的计划,但对于DDT的使用依然存在巨大的争议。

理化性质

物理性质

DDT(Dichlorodiphenyltrichloroethane)又称为滴滴涕,是类苯芳香族化合物,结构非常稳定,是一种微溶于水的合成结晶氯化烃,溶于丙酮、乙醚等有机溶剂,外观为无色晶体或白色粉末,原药为蜡状固体,无味或有轻微芳香味,熔点为108.5°C,沸点为260°C,密度为1.6g/cm³,饱和蒸汽压为1.6X10⁻⁷mm Hg(20°C),闪点为75°C。

化学性质

DDT是一种常用的有机氯杀虫剂,具有一定的腐蚀性,不易被氧化,耐光照,在高于其熔点的温度下可以脱氯化氢生成非杀虫剂DDE,不过需要铁(III)或氯化铝、紫外线和溶液中的碱催化。

毒性

大鼠、豚鼠类和兔子等,每天暴露于约1000mg/cum浓度DDT下2小时会中毒,表现为肌肉无力和震颤,在暴露4至10次后死亡。成年大鼠致死剂量为140mg/kg。

其余动物的非致死和致死(部分存活)剂量分别为:兔260mg/kg、400mg/kg;小鼠399mg/kg、448mg/kg;豚鼠178mg/kg、224mg/kg。大鼠的LD50约为250mg/kg。

研究表明DDT在人体的累积量达到20mg/kg时会引发神经系统障碍,达到500mg/kg时可以致死。

制备方法

DDT可以通过化学合成的方法来制备,一般使用浓硫酸发烟硫酸等作为催化剂,使三氯乙醛氯苯发生羟醛缩合制得,而反应物氯苯也可以通过化学合成进行制备。

检测方法

DDT主要得检测方法便是通过对从土壤、食品、生活用水等样品中应用萃取手段提取得到所需样品,随后利用气相色谱进行检测。提取时可以利用全自动索氏提取和传统萃取方法即相似相溶原理进行提取,而全自动索氏提取虽然是应用同样的原理但相对操作更简单,提取完成后,便可将所得试样使用己烷溶解后,取适量滤膜过滤后液相分析,与标准品谱图对照定性,使用外标法定量。

酶联免疫检测

该方法可以用来检测农副产品和环境中残留的DDT。即使用水和氯醛、氯苯和四苯基丁酸三者混合,但反应后用乙酸乙酯萃取后过柱即得。

将生成物制备成免疫原和包被原后制备单克隆抗体并筛选杂交瘤细胞,最终建立了间接竞争ELISA法用以检测DDT。

应用

农药

DDT因为其良好得杀虫效果,被广泛应用于农业,其机理是DDT喷洒后,会进入植物的蜡质层,使得植物内DDT的残留量提高,而昆虫在摄取后会引发神经毒性,从而达到灭虫效果。

防污漆

滴滴涕还可以用来作为渔船船底所用的一种特殊涂料——防污漆,其可以通过缓慢释放而达到杀死附着在渔船表面生物幼体的目的,从而可以保证船面光滑,使得渔船可以正常使用,但滴滴涕在保护渔船的同时,也杀死了其他生物,并被海洋中其他生物富集,危害海洋环境和人类健康。

控制病媒

DDT由于其良好的抗虫效果,其可以用来进行室内滞留喷洒来达到控制病媒的效果,很多国家将其应用于控制疟疾和内脏利什曼病。虽然DDT对环境影响很大,但由于在赞比亚津巴布韦等一些非洲国家疟疾横行,DDT仍然被用作很好的特效药。

安全事宜

主要危害

人体危害

DDT虽然对于哺乳动物没有急性毒副作用,但其可以在动物体内富集,在进入人体后因为其脂溶性而容易被富集在肾、睾丸甲状腺等富有脂肪的器官中,富集后还可转入肝脏、肾脏中,破坏其正常功能。同样因为DDT为脂溶性物质,所以可以随母乳进入婴幼儿体内,从而影响婴幼儿的正常发育。

DDT是2A级的潜在致癌物,环境中的DDT残留物会随着生物的富集作用最终富集在动植物体内,由于DDT亲水性很差,便会渐渐积累在脂肪内,人体通过饮食特别是高脂饮食,会使DDT逐渐在人体富集,DDT在人体的大量富集会干扰人体内激素水平,从而诱发乳腺癌的发生。并且其还可以诱发肝癌等疾病。

水污染

DDT被作为农药使用后,其残留物会渗入土中,进而污染地下水,由于DDT在自然环境中很难降解,其还会作为农药残留物进入湖泊水体和沉积物中,从而污染湖泊,并且其中一部分会被湖泊中的动植物富集,而造成更大的污染。

土壤污染

由于DDT在农业中的大量使用,而其在自然环境中比较稳定并且较难分解,导致土壤中DDT残留量很高,这将使得土壤成为了一个持续的污染源,并且在这种土壤生长的植物也被污染,最终富集到了人类身上,从而引发各种疾病。

耐药性

DDT的使用会使一些昆虫具有耐药性。研究表明,对昆虫Kc细胞使用不同浓度的DDT处理后,DDT浓度对昆虫Kc细胞基因有促进表达的作用,证明该基因和昆虫产生耐药性有关。另外一种常见的蚊虫也发现其在大量使用DDT后会出现一定的抗药性,这也说明了DDT在使用会使一些昆虫产生耐药性,不利于接下来的使用。

降低危害措施

土壤修复

DDT具有很强的残留性,在土壤修复方面,可以利用菌株Chryseobacterium sp. PYR2对DDT的降解能力对土壤进行修复,该菌株可以将DDT作为碳源,从而对其进行降解吸收,并且在菌株生长过程中还可以促进植物生长。

对于污染土壤的修复还可以采用表面活性剂油菜-微生物联合修复,研究发现,种植植物也可以修复土壤,特别是油菜的种植,其在生长过程中可以降解DDT。运用另外一种DDT降解菌甲基营养型芽孢杆菌也可以很好的修复土壤,但在实际应用中,由于DDT在水中的溶解性较低,二者皆达不到理想效果,所以采用表面活性剂增强DDT的水溶性,使得油菜和DDT降解菌达到一种协同生长的状态而更好的修复土壤。

有氧运动

研究发现,合理进行有氧运动可以加快体内DDT污染物的代谢降解,通过对大鼠的实验表明,通过有氧运动发现,大鼠体内的DDT虽然在运动开始时会富集在肝脏部位,但随着运动的进行,其体内的DDT会减少在肝脏的富集,并开始加快从体内排出,能够改善肝脏的氧化应激状态,减小DDT富集引起的肝组织肿大并恢复其结构变化。

急救措施

眼睛:用水或生理盐水冲洗受害者的眼睛20至30分钟,请勿将任何药膏、油或药物放入受害者的眼睛。冲洗眼睛后立即将受害者送往医院。

皮肤:立即用水冲洗皮肤,同时脱掉受污染的衣服。用肥皂和水轻轻彻底清洗所有受影响的皮肤区域。如果出现发红或刺激等症状,请立即致电医生并准备将受害者送往医院接受治疗。

吸入:立即离开污染区域,深呼吸新鲜空气,并将受害者送往医院。

摄入:可以饮用盐水稀释化学物质,不要催吐,立即将受害者送往医院。

消防措施

发生火灾应使用干粉、泡沫,二氧化碳等灭火器灭火。

储藏

不应保存在铁容器中,不应与铁盐铝盐或碱性物质混合。还应避免过高的储存温度。

参考资料

..2023-03-16

滴滴涕.国际化学品安全卡.2023-03-16

DDT - A Brief History and Status.epa.2023-03-16

..2023-03-16