DDT

有机氯类杀虫剂

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(Dichlorodiphenyl trichloroethane )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 和 发烟硫酸 等作为 催化剂 ,使 三氯乙醛 和 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 和 铝盐 或碱性物质混合。还应避免过高的储存温度。

参考资料

  1. 2023-03-16
  2. 滴滴涕 国际化学品安全卡 2023-03-16
  3. DDT - A Brief History and Status epa 2023-03-16
  4. 2023-03-16