Que sont les dioxines et les furannes ?

Les dibenzo-para-dioxines polychlorées (PCDD) et les dibenzofuranes polychlorés (PCDF) sont des composés aromatiques chlorés, plans, contenant deux anneaux de benzène. Les termes PCDD/F et dioxines ont la même signification et sont utilisés de manière interchangeable dans la littérature. Les structures des formes les plus toxiques des molécules de dioxine et de furane sont présentées dans la figure 1. Une molécule de dioxine est liée à deux atomes d’oxygène et à un atome d’oxygène. molécule de furane par un seul atome d’oxygène et une liaison directe. Sous la norme conditions atmosphériques, toutes les dioxines sont solides et se caractérisent par une faible pression de vapeur et une solubilité limitée dans l’eau. faible pression de vapeur et une solubilité limitée dans l’eau.

TCDD

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Il existe Il existe 75 formes différentes de PCDD et 135 formes différentes de PCDF qui se distinguent par la position et le nombre d’atomes de chlore attachés à deux atomes de chlore. se distinguent par la position et le nombre d’atomes de chlore attachés aux deux atomes de chlore. anneaux de benzène. Ces différentes formes de dioxines sont appelées congénères et leurs est indiqué dans le tableau 1. Dioxines et furannes avec le même nombre de chlore constituent un groupe homologue d’isomères. Le tableau 1 montre qu’il y a 16 groupes d’homologues, 8 pour les PCDD et 8 pour les PCDF. Par exemple, il existe 22 isomères de dioxines et 38 de furannes appartenant aux mêmes groupes d’homologues tétrachlorés.

Pour des raisons de toxicité, seuls les homologues ayant quatre atomes de chlore ou plus sont pris en compte. tétra (TCDD, TCDF ou D4, F4), penta (PCDD, PCDF ou D5, F5), hexa (HxCDD, HxCDF ou D6, F6), hepta (HpCDD, HpCDF ou D7, F7) et octa (OCDD, OCDF ou D8, F8). Ce sont ces 10 homologues de PCDD/F qui sont normalement cités dans la littérature. Notez le chevauchement de la terminologie, car le penta ont la même abréviation (PCDD, PCDF) que l’ensemble des 210 dioxines et furannes (PCDD/F).

Isomères de dioxines Transparent

Les PCDD/F qui ont quatre atomes de chlore substitués en positions 2, 3, 7 et 8 sont les suivants considérée comme la plus toxique. Leur toxicité dépend de l’endroit et de la nombre d’atomes de chlore supplémentaires attachés aux anneaux de benzène. Les 17 produits les plus toxiques Les isomères de PCDD/F appartiennent au groupe des 2, 3, 7, 8 substitués. À titre de comparaison, le LD Les valeurs 50/30 de certaines dioxines toxiques (substituées en 2, 3, 7 et 8) et non toxiques sont indiquées dans le tableau suivant Tableau 2 (Steel Times, 1995). La DL 50/30 représente une dose létale d’un produit chimique pour 50 % de la population. des animaux d’expérience après 30 jours. En général, plus il y a d’atomes de chlore dans une molécule de PCDD/F moins il est toxique.

Toxicité des PCDD chlorés

Étant donné que la toxicité d’un congénère de la dioxine dépend du niveau de chloration et de l’emplacement des atomes de chlore sur les anneaux de benzène, trois schémas d’équivalence de toxicité, appelés Eadon, Nordic et ITEQ ( i nternational t oxique eq uivalent t oxique international, également désigné par le sigle OTAN ou CCMS pour Comité de l’OTAN sur les défis de la société moderne, 1988) ont été développées. Dans chaque schéma, les PCDD/F substitués en 2, 3, 7, 8 ont des facteurs de pondération ou de conversion, comme l’illustre le tableau 3. Ces facteurs sont appliqués aux calculer la concentration équivalente d’un congénère de dioxine. Notez une petite différence entre les systèmes de l’OTAN et les systèmes nordiques, qui ne diffèrent que par le facteur de pondération. attribuées à 1, 2, 3, 7, 8 PCDF. Des études récentes indiquent une bonne correspondance entre la concentration chimique de PCDD/F, exprimée en concentration équivalente, et la puissance biologique des PCDD/F (par exemple Kopponen al 1994, Clemons al 1997). puissance biologique des PCDD/F (par exemple Kopponen et al 1994, Clemons et al 1997).

Les ITEQ sont calculés comme suit. Si, par exemple, la concentration de 2, 3, 4, 7, 8 Le PCDF est de 0,1μg/m3, sa valeur ITEQ est de (0,1×0,5) 0,05μg/m3, le facteur 0,5 ayant été retenu. extraites du tableau 3. De même, la concentration d’autres dioxines doit être pondérés selon les facteurs de conversion indiqués dans le tableau 3. La somme des convertie est alors rapportée comme une valeur ITEQ. Dans la littérature sur les dioxines, la concentration ITEQ est celle qui est le plus souvent citée, suivie de la concentration ITEQ. par la concentration totale de PCDD/F et la concentration d’équivalence nordique. En tant que En règle générale, les valeurs ITEQ sont environ 50 fois inférieures à la concentration de PCDD/F values. On peut donc diviser la concentration de PCDD/F par 50 pour obtenir une valeur très approximative. mais une estimation rapide de la concentration de l’ITEQ, si ces dernières valeurs ne sont pas disponibles.

Tableau 3. Facteurs de pondération

Il est généralement admis que les fractions molaires des congénères de dioxine et des tétra-octa sont spécifiques d’un processus de formation de la dioxine. La concentration relative de et congénères, généralement représentée sous la forme d’un histogramme, est appelée dioxine ou l’empreinte digitale de la dioxine. La signature complète contient 10 homologues, jusqu’à à 17 congénères toxiques (énumérés dans le tableau 3), et le rapport relatif de la somme des à la quantité totale de PCDD/F. En général, seul un sous-ensemble des 17 congénères est dans la signature et, même dans ce cas, certains congénères peuvent être regroupés en un seul numéro, par exemple tous les congénères hexachlorés sont déclarés ensemble comme un seul élément dans la signature. tous les congénères hexachlorés sont déclarés ensemble comme un seul élément dans la signature. signature.

Rigo et al (1995) ont rassemblé les signatures de la formation de dioxines pour une série de produits industriels. et ces signatures sont reproduites dans la figure 2. La figure contient les fractions molaires relatives des congénères 2, 3, 7, 8 par rapport à l’homologue (9 barres) et les fractions molaires des congénères 2, 3, 7, 8 par rapport à l’homologue (9 barres). fraction d’homologue par rapport au total des PCDD/F (10 barres). L’exemple de la TCDD (« A » dans la figure 2) peut être utilisée pour illustrer la manière dont la signature a été obtenue. Le montant de 2, 3, 7, 8 TCDD (en moles) a été divisée par la quantité totale de l’ensemble des 22 homologues de TCDD, pour obtenir un ratio qui a ensuite été multiplié par 100 % et représenté dans la figure 2. De même, la quantité de l’ensemble des 22 dioxines tétrachlorées a été divisée par la quantité totale de dioxines tétrachlorées. quantité de PCDD/F en moles, multipliée par 100 % et représentée par la barre « I » dans la figure 2.

Déchets municipaux Déchets médicaux

Déchets dangereux Fours à ciment

Chauffage à la biomasse Poids léger

Un bon exemple de différentes signatures de dioxines est observé dans les émissions de gaz de cheminée de chaudières utilisées dans l’industrie des pâtes et papiers (Luthe et al, 1997). Deux types de chaudières chaudières de récupération qui brûlent la liqueur noire contenant du chlore provenant du processus Kraft, et les chaudières de production qui brûlent des déchets de bois qui sont souvent des déchets de fabrication. chlore provenant du processus Kraft, et les chaudières électriques qui brûlent les déchets de bois qui contient des sels de chlore, en particulier dans les zones côtières. Les émissions des chaudières de récupération tendent à contenir principalement des dioxines, tandis que les émissions des chaudières électriques présentent des concentrations à peu près égales de dioxines et de furannes.

Un autre excellent exemple illustrant l’utilité de l’empreinte digitale de la dioxine pour l’identification de la source de PCDD/F provient de la province de Colombie Britannique en Colombie Britannique. l’identification de la source de PCDD/F provient de la province de la Colombie-Britannique en Canada. Les usines de pâte kraft qui y sont implantées utilisent une technologie de blanchiment qui a utilisé du chlore gazeux. Cela a conduit à la formation de dioxines et à leur émission subséquente dans les eaux de rejet. La signature des dioxines provenant des usines de pâte kraft était dominée par les substances suivantes trois isomères tétrachlorés. Le problème a été reconnu et le chlore gazeux a été remplacés par du dioxyde de chlore ou des réactifs non chlorés (Rappe 1996), ce qui a pour effet de réduire les émissions de gaz à effet de serre. blanchiment du papier sans dioxine. Toutefois, l’analyse de routine des sédiments dans les à proximité des points de rejet des effluents des usines de pâte à papier ont rapidement mis en évidence de nouveaux dépôts de dioxines, dont la signature était différente (dominée par les hexachlorés). nouveaux dépôts de dioxines, qui présentaient une signature différente (dominée par les dioxines hexachlorées sur une empreinte typique du blanchiment de la pâte) de celle générée par le blanchiment au schlorine gazeux. dioxines hexachlorées sur une empreinte typique du blanchiment de la pâte à papier) que ceux générés par le blanchiment au schlorine gazeux.

On a supposé que la source de dioxine se trouvait dans l’usine de papier, mais la source n’a pas été identifiée. devrait être différent du processus de blanchiment. Une enquête minutieuse sera bientôt menée a révélé que les usines acceptaient parfois des copeaux de bois qui auraient pu être obtenu à partir de bois d’œuvre contaminé par des phénols polychlorés (PCP). Dans le cadre de la Dans l’industrie du bois, les PCP étaient appliqués pour éviter que la sève ne tache le bois non séché. Le site Le programme de tests qui a suivi a permis de réduire la source de dioxine aux phénoxyphénols polychlorés, une impureté présente à l’origine dans le PCP utilisé pour le traitement des eaux usées. phénoxyphénols polychlorés, une impureté qui était à l’origine présente dans le PCP utilisé pour traiter la maladie d’Alzheimer. bois (Luther et al, 1993). Dans le même temps, une enquête similaire utilisant l’analyse de l’empreinte de la dioxine a conclu que les conteneurs en carton ondulé contaminés par la dioxine recyclée contaminés par la dioxine étaient à l’origine des problèmes d’émission de dioxine dans d’autres usines de pâte à papier au Canada (Berry et al, 1993).

Macrotec propose l’utilisation de systèmes de réduction des gaz de combustion avec lavage au charbon actif pour l’élimination des dioxines et des furannes. Les incinérateurs avancés avec un contrôle approprié de la combustion et le contrôle des températures avant et après l’épuration réduisent également la formation de dioxines et de furannes.