폴리염화 다이벤조다이옥신

폴리염화 다이벤조다이옥신(polychlorinated dibenzodioxins, PCDD) 또는 간단히 다이옥신(dioxins)은 주로 인위적으로 생성되며 환경에 독성 및 잔류성 유기 오염을 유발하는 오래 지속되는 폴리할로젠화 유기 화합물 그룹이다.

모든 PCDD 분자가 중앙 1,4-다이옥신을 포함하는 다이벤조-1,4-다이옥신 골격 구조를 가지므로, 간단하게 다이옥신이라고 흔히 불리지만 이는 정확하지 않다. PCDD 계열의 구성원은 친유성 특성 때문에 인간과 야생생물에게 생체 축적되며 발달 장애와 암을 유발할 수 있다.

다이옥신은 환경에서 100년 이상 지속될 수 있기 때문에 오늘날 PCDD 오염의 대부분은 최근 배출의 결과가 아니라 20세기 초부터 시작된 합성 공정의 누적 결과이다. 여기에는 유기염소 관련 제조, 폴리염화 비닐(PVC)과 같은 염소 함유 물질 소각, 종이의 염소 표백 등이 포함된다. 산불과 화산 폭발도 대기 중 원인으로 언급되었지만, 현재 PCDD 축적 수준에 대한 기여는 상대적으로 미미하다. 산업 배출 및 사고로 인한 다이옥신 중독 사건은 산업 혁명 중인 19세기 중반부터 처음 기록되었다.

"다이옥신"이라는 단어는 다른 유사한 작용을 하는 염소화 화합물(참조: 다이옥신)을 지칭하기도 한다.

다이벤조-1,4-다이옥신의 화학 구조
섬네일|200px|부모 화합물 다이벤조-1,4-다이옥신의 골격 구조식 및 치환기 번호 매기기 방식

다이벤조-1,4-다이옥신의 구조는 두 개의 산소 다리로 연결된 두 개의 벤젠 고리로 구성된다. 이로 인해 이 화합물은 방향족 다이에터가 된다. 다이옥신이라는 이름은 두 개의 측면 벤젠 고리에 의해 안정화된 중앙의 두 산소화된 고리를 공식적으로 지칭한다.

PCDD에서 염소 원자는 분자의 1-4 및 6-9 위치에 있는 8개의 다른 위치 중 어느 한 곳에 이 구조에 부착된다. 75가지 다른 PCDD 동족체(즉, 관련 다이옥신 화합물)가 있다.Nomenclature and physico-chemical properties of PCDDs and PCDFs. In: Dioxins in the Environment: What are the health risks? INSERM Collective Expert Evaluation Reports (2000). Ncbi.nlm.nih.gov (2011-03-18). Retrieved on 2011-06-09.

numberformulanameCAS NumberInChIKeyPCDD-11-chlorodibenzo-p-dioxin39227-53-7VGGGRWRBGXENKI-UHFFFAOYSA-NPCDD-22-chlorodibenzo-p-dioxin39227-54-8GIUGGRUEPHPVNR-UHFFFAOYSA-NPCDD-121,2-dichlorodibenzo-p-dioxin54536-18-4DFGDMWHUCCHXIF-UHFFFAOYSA-NPCDD-131,3-dichlorodibenzo-p-dioxin50585-39-2AZYJYMAKTBXNSX-UHFFFAOYSA-NPCDD-141,4-dichlorodibenzo-p-dioxin54536-19-5MBMUPQZSDWVPQU-UHFFFAOYSA-NPCDD-161,6-dichlorodibenzo-p-dioxin38178-38-0MAWMBEVNJGEDAD-UHFFFAOYSA-NPCDD-171,7-dichlorodibenzo-p-dioxin82291-26-7IJUWLAFPPVRYGY-UHFFFAOYSA-NPCDD-181,8-dichlorodibenzo-p-dioxin82291-27-8PLZYIHQBHROTFD-UHFFFAOYSA-NPCDD-191,9-dichlorodibenzo-p-dioxin82291-28-9JZDVJXBKJDADAY-UHFFFAOYSA-NPCDD-232,3-dichlorodibenzo-p-dioxin29446-15-9YCIYTXRUZSDMRZ-UHFFFAOYSA-NPCDD-272,7-dichlorodibenzo-p-dioxin33857-26-0NBFMTHWVRBOVPE-UHFFFAOYSA-NPCDD-282,8-dichlorodibenzo-p-dioxin38964-22-6WMWJCKBJUQDYLM-UHFFFAOYSA-NPCDD-1231,2,3-trichlorodibenzo-p-dioxin54536-17-3SKMFBGZVVNDVFR-UHFFFAOYSA-NPCDD-1241,2,4-trichlorodibenzo-p-dioxin39227-58-2HRVUKLBFRPWXPJ-UHFFFAOYSA-NPCDD-1261,2,6-trichlorodibenzo-p-dioxin69760-96-9XQBPVWBIUBCJJO-UHFFFAOYSA-NPCDD-1271,2,7-trichlorodibenzo-p-dioxin82291-30-3TXJMXDWFPQSYEQ-UHFFFAOYSA-NPCDD-1281,2,8-trichlorodibenzo-p-dioxin82291-31-4QBEOCKSANJLBAE-UHFFFAOYSA-NPCDD-1291,2,9-trichlorodibenzo-p-dioxin82291-32-5DQLRDBDQLSIOIX-UHFFFAOYSA-NPCDD-1361,3,6-trichlorodibenzo-p-dioxin82291-33-6LNPVMVSAUXUGHH-UHFFFAOYSA-NPCDD-1371,3,7-trichlorodibenzo-p-dioxin67028-17-5RPKWIXFZKMDPMH-UHFFFAOYSA-NPCDD-1381,3,8-trichlorodibenzo-p-dioxin82306-61-4FJAKCOBYQSEWMT-UHFFFAOYSA-NPCDD-1391,3,9-trichlorodibenzo-p-dioxin82306-62-5DGDADRUTFAIIQQ-UHFFFAOYSA-NPCDD-1461,4,6-trichlorodibenzo-p-dioxin82306-63-6UTTYFTWIJLRXKB-UHFFFAOYSA-NPCDD-1471,4,7-trichlorodibenzo-p-dioxin82306-64-7NBWAQBGJBSYXHV-UHFFFAOYSA-NPCDD-1781,7,8-trichlorodibenzo-p-dioxin82306-65-8CAPCTZJHYADFNX-UHFFFAOYSA-NPCDD-2372,3,7-trichlorodibenzo-p-dioxin33857-28-2ZSIZNEVHVVRPFF-UHFFFAOYSA-NPCDD-12341,2,3,4-tetrachlorodibenzo-p-dioxin30746-58-8DJHHDLMTUOLVHY-UHFFFAOYSA-NPCDD-12361,2,3,6-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-25-5XEZBZSVTUSXISZ-UHFFFAOYSA-NPCDD-12371,2,3,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin67028-18-6SKGXYFVQZVPEFP-UHFFFAOYSA-NPCDD-12381,2,3,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin53555-02-5BXKLTNKYLCZOHF-UHFFFAOYSA-NPCDD-12391,2,3,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-26-6CMVHZKSHSHQJHS-UHFFFAOYSA-NPCDD-12461,2,4,6-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-27-7KQNBZUDHTCXCNA-UHFFFAOYSA-NPCDD-12471,2,4,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-28-8SMPHQCMJQUBTFZ-UHFFFAOYSA-NPCDD-12481,2,4,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-29-9XGIKODBWQSAEFQ-UHFFFAOYSA-NPCDD-12491,2,4,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71665-99-1WDAHVJCSSYOALR-UHFFFAOYSA-NPCDD-12671,2,6,7-tetrachlorodibenzo-p-dioxin40581-90-6SAMLAWFHXZIRMP-UHFFFAOYSA-NPCDD-12681,2,6,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin67323-56-2YYUFYZDSYHKVDP-UHFFFAOYSA-NPCDD-12691,2,6,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin40581-91-7ZKMXKYXNLFLUCD-UHFFFAOYSA-NPCDD-12781,2,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin34816-53-0YDZCLBKUTXYYKS-UHFFFAOYSA-NPCDD-12791,2,7,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-23-3QIKHBBZEUNSCAF-UHFFFAOYSA-NPCDD-12891,2,8,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin62470-54-6WELWFAGPAZKSBG-UHFFFAOYSA-NPCDD-13681,3,6,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin33423-92-6OTQFXRBLGNEOGH-UHFFFAOYSA-NPCDD-13691,3,6,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin71669-24-4QAUIRDIJIUMMEP-UHFFFAOYSA-NPCDD-13781,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin50585-46-1VPTDIAYLYJBYQG-UHFFFAOYSA-NPCDD-13791,3,7,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin62470-53-5JMGYHLJVDHUACM-UHFFFAOYSA-NPCDD-14691,4,6,9-tetrachlorodibenzo-p-dioxin40581-93-9QTIIAIRUSSSOHT-UHFFFAOYSA-NPCDD-14781,4,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin40581-94-0FCRXUTCUWCJZJI-UHFFFAOYSA-NPCDD-2378 (TCDD)2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin1746-01-6HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-NPCDD-123461,2,3,4,6-pentachlorodibenzo-p-dioxin67028-19-7LNWDBNKKBLRAMH-UHFFFAOYSA-NPCDD-123471,2,3,4,7-pentachlorodibenzo-p-dioxin39227-61-7WRNGAZFESPEMCN-UHFFFAOYSA-NPCDD-123671,2,3,6,7-pentachlorodibenzo-p-dioxin71925-15-0RLGWDUHOIIWPGN-UHFFFAOYSA-NPCDD-123681,2,3,6,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin71925-16-1VKDGHBBUEIIEHL-UHFFFAOYSA-NPCDD-12369 (PCDD-14678)1,2,3,6,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin82291-34-7NWKWRHSKKNELND-UHFFFAOYSA-NPCDD-123781,2,3,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin40321-76-4FSPZPQQWDODWAU-UHFFFAOYSA-NPCDD-12379 (PCDD-23468)1,2,3,7,9-pentachlorodibenzo-p-dioxin71925-17-2UAOYHTXYVWEPIB-UHFFFAOYSA-NPCDD-12389 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(PCDD-134679)1,2,4,6,8,9-hexachlorodibenzo-p-dioxin58802-09-8URELDHWUZUWPIU-UHFFFAOYSA-NPCDD-12346781,2,3,4,6,7,8-heptachlorodibenzo-p-dioxin35822-46-9WCLNVRQZUKYVAI-UHFFFAOYSA-NPCDD-12346791,2,3,4,6,7,9-heptachlorodibenzo-p-dioxin58200-70-7KTJJIBIRZGQFQZ-UHFFFAOYSA-NPCDD-12346789octachlorodibenzo-p-dioxin3268-87-9FOIBFBMSLDGNHL-UHFFFAOYSA-N

PCDD의 독성은 염소 원자의 수와 위치에 따라 달라진다. 2, 3, 7, 8 위치에 염소를 가진 동족체는 상당히 독성이 있는 것으로 밝혀졌다. 실제로 7개의 동족체가 세계보건기구(WHO) 독성 등가 (WHO-TEQ) 계획에 따라 독성이 있다고 간주되는 관련 위치에 염소 원자를 가지고 있다.

역사적 관점

산업화 이전에 자연 연소 및 지질학적 과정의 결과로 자연에 소량의 다이옥신이 존재했다. 다이옥신은 1848년부터 독일에서 르블랑 공정 공장이 가동되기 시작하면서 의도치 않게 부산물로 처음 생산되었다. 염소화 다이벤조다이옥신의 첫 의도적인 합성은 1872년에 이루어졌다. 오늘날 다이옥신 농도는 모든 인간에게서 발견되며, 더 산업화된 국가에 사는 사람들에게서 더 높은 수준이 일반적으로 발견된다. 가장 독성이 강한 다이옥신인 2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신 (TCDD)은 말라야 비상사태와 베트남 전쟁에서 사용된 제초제인 에이전트 오렌지의 오염 물질로 잘 알려졌다. 나중에 다이옥신은 미주리주 타임스 비치와 뉴욕주 러브 커낼, 이탈리아 세베소에서 발견되었다. 더 최근에는 2004년 우크라이나 대통령 빅토르 유셴코의 중독, 나폴리 모차렐라 위기, 2008년 아일랜드 돼지고기 위기, 그리고 2010년 독일 사료 위기로 다이옥신이 뉴스에 나왔다.

다이옥신 발생원
미국 환경보호청의 다이옥신 유사 화합물 발생원 목록은 다이옥신 발생원 및 방출에 대한 가장 포괄적인 검토일 수 있지만, EPA/600/P-03/002f, Final Report 다른 국가들도 상당한 연구를 진행하고 있다.

섬네일|영국 컴브리아주 에스트웨이트 워터에서 채취한 연대 측정 퇴적물 코어의 PCDD 농도 분포

일부 화학공업 종사자들, 특히 염소화 페놀 또는 클로로페녹시산 제초제 제조자 또는 화학 물질, 특히 제초제 적용 종사자들에게 직업적 노출은 문제이다. 많은 선진국에서는 이제 배출 규제가 있어 배출량이 크게 감소했으며 이에 따라 일부 우려가 완화되었지만, 다이옥신 배출에 대한 지속적인 샘플링 부족은 배출량의 과소 평가에 대한 우려를 낳는다. 벨기에에서는 AMESA라는 공정 도입을 통해 지속적인 샘플링 결과 주기적인 샘플링이 배출량을 30~50배 과소 평가했음을 보여주었다. 지속적인 샘플링을 하는 시설은 거의 없다.

다이옥신은 유기물이 염소가 존재하는 상태에서 연소될 때 소량으로 생성된다. 염소가 염화 이온으로 존재하든 유기염소 화합물로 존재하든 관계없이 다양한 환경에서 광범위하게 생성된다. 가장 최근의 미국 환경보호청 자료에 따르면, 다이옥신의 주요 발생원은 다음과 같다.

 연소원, 예: 쓰레기 또는 의료 폐기물 소각로 및 개인 뒷마당 드럼 연소
 금속 제련
 정제 및 공정 발생원
 화학 물질 제조 발생원
 자연 발생원
 환경 저장고

1987년에 처음 수행된 미국 환경보호청의 다이옥신 발생원 초기 조사에서 소각이 알려진 다이옥신 발생원의 80% 이상을 차지하는 것으로 밝혀졌다. 그 결과, 미국 환경보호청은 새로운 배출 요건을 시행했다. 이러한 규제는 소각로에서 다이옥신 스택 배출량을 줄이는 데 성공했다. 생활폐기물, 의료 폐기물, 하수 슬러지, 유해 폐기물의 소각은 이제 전체 다이옥신 배출량의 3% 미만을 생산한다. 그러나 1987년 이후 뒷마당 드럼 연소는 거의 감소하지 않았으며, 이제는 전체 배출량의 약 3분의 1을 생산하는 가장 큰 다이옥신 배출원이다.

소각 과정에서 다이옥신은 배기가스가 600~200°C의 온도 범위로 냉각됨에 따라 굴뚝 위의 대기 중에서 재형성되거나 새로 형성될 수도 있다. 다이옥신이 재형성되거나 새로 형성되는 양을 줄이는 가장 일반적인 방법은 400°C 범위에서 배기가스를 빠르게(30밀리초) 담금질하는 것이다. 새로운 배출 통제 요구사항의 결과로 소각로의 다이옥신 배출량은 90% 이상 감소했다. 선진국의 소각은 이제 다이옥신 배출에 아주 미미한 기여를 한다.

다이옥신은 연소와 관련 없는 반응에서도 생성된다. 예를 들어, 종이나 직물을 위한 염소 표백 섬유, 그리고 염소화 페놀 제조, 특히 반응 온도가 제대로 제어되지 않을 때 발생한다. 관련된 화합물에는 목재 방부제인 펜타클로로페놀과 2,4-디클로로페녹시 초산(2,4-D) 및 2,4,5-트리클로로페녹시 초산(2,4,5-T)과 같은 제초제가 포함된다. 염소화 수준이 높을수록 더 높은 반응 온도가 필요하며 다이옥신 생성이 증가한다. 다이옥신은 또한 일반적인 항균 화합물인 트리클로산의 광화학적 분해 과정에서도 형성될 수 있다.

인체 섭취원
섬네일|400px|미국인의 하루 평균 다이옥신 섭취량을 나타내는 차트. (참고: pg = 피코그램, 또는 1조분의 1그램, 즉 10−12 g).

세계보건기구와 여러 정부는 허용 가능한 일일, 월간 또는 연간 섭취량을 설정했다. 다이옥신은 지방에 용해되며 먹이 사슬을 쉽게 오르기 때문에 거의 전적으로 음식 섭취, 특히 생선, 육류 및 유제품 섭취를 통해 일반 인구로 유입된다.

어린이들은 어머니로부터 상당한 양의 체내 축적량을 물려받으며, 모유 수유는 어린이의 체내 축적량을 증가시킨다. 다이옥신 노출은 펜타클로로페놀(Penta) 처리 목재와의 접촉을 통해서도 발생할 수 있는데, 펜타클로로페놀에는 종종 다이옥신이 오염 물질로 포함되어 있기 때문이다. 모유 수유 중 어린이의 일일 섭취량은 체중을 기준으로 성인의 섭취량보다 여러 배 높은 경우가 많다. 이 때문에 WHO 자문단은 여성이 첫 임신 전에 유해한 체내 축적량을 쌓는 것을 방지하기 위해 허용 가능한 섭취량을 평가했다. 모유 수유를 한 아이들은 일반적으로 모유 수유를 하지 않은 아이들보다 다이옥신 체내 축적량이 더 높다. 세계보건기구는 다른 이점 때문에 여전히 모유 수유를 권장한다.Healthy Milk, Healthy Baby – Chemical Pollution and Mother's Milk – Chemicals: Dioxins and Furans . Nrdc.org. Retrieved on 2011-06-09. 많은 국가에서 지난 20년간 모유 속 다이옥신 수치가 90%까지 감소했다.

다이옥신은 담배 연기에 존재한다. 담배 연기 속 다이옥신은 미국 환경보호청이 "다이옥신 재평가"(1995)에서 "과소 연구된" 것으로 언급되었다. 같은 문서에서 미국 환경보호청은 담배 속 다이옥신이 "인위적"(사람이 만든, "자연에서는 없을 것 같은")이라고 인정했다.

대사
다이옥신은 주로 지방 섭취를 통해 흡수되는데, 이는 다이옥신이 동물과 인간의 체내에 축적되는 곳이기 때문이다. 인간의 경우 고도로 염소화된 다이옥신은 지방 조직에 저장되며 쉽게 대사되거나 배설되지 않는다. 고도로 염소화된 다이옥신(염소 원자 4~8개)의 인간 체내 추정 반감기는 4.9년에서 13.1년 범위이다.

동물 체내에 특정 다이옥신 동족체가 잔류하는 것은 그 구조의 결과로 생각된다. 측면(2, 3, 7, 8) 염소가 없어 인접한 탄소 쌍에 수소 원자를 포함하는 다이옥신은 사이토크롬 P450에 의해 더 쉽게 산화될 수 있다. 산화된 다이옥신은 오랜 기간 저장되기보다는 더 쉽게 배설될 수 있다.

독성
섬네일|220px|2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신의 공간채움 모형

2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신(TCDD)은 동족체 중 가장 독성이 강한 것으로 간주된다(작용 메커니즘은 2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신 및 아릴 탄화수소 수용체 참조). 다이옥신 유사 독성을 가진 PCDFs 및 PCBs를 포함한 다른 다이옥신 동족체는 0에서 1까지의 독성 등급이 부여되며, TCDD는 1이다(참조: 다이옥신). 이 독성 등급을 독성 등가 계수 개념 또는 TEF라고 한다. TEF는 합의된 값이며, 독성에 대한 종 의존성이 강하기 때문에 포유류, 어류, 조류에 대해 별도로 나열된다. 포유류 종에 대한 TEF는 일반적으로 인간 위험 계산에 적용 가능하다. TEF는 위험 평가 및 규제 통제를 용이하게 하기 위해 문헌 데이터에 대한 상세한 평가를 통해 개발되었다. 다른 많은 화합물도 다이옥신 유사 특성을 가질 수 있는데, 특히 비정오 PCBs 중 하나는 TEF가 0.1만큼 높다.

총 다이옥신 독성 등가(TEQ) 값은 혼합물이 순수한 TCDD인 경우의 독성을 나타낸다. TEQ 접근법과 현재의 TEF는 다이옥신 혼합물의 잠재적 건강 위험을 추정하는 가장 적절한 방법으로 국제적으로 채택되었다. 최근 데이터는 이러한 유형의 단순한 스케일링 인자가 복잡한 다이옥신 혼합물에 대한 가장 적절한 처리법이 아닐 수 있음을 시사한다. 공급원으로부터의 전달과 흡수 및 배출은 동족체마다 다르며, TEF 값은 이를 정확하게 반영할 수 없다.Tuomisto, J. The toxic equivalency principle and its application in dioxin risk assessment. In: R. Pohjanvirta (editor): The AH Receptor in Biology and Toxicology. Wiley, 2011. .

다이옥신 및 기타 잔류성 유기 오염 물질 (POPs)은 스톡홀름 협약의 대상이다. 이 조약은 서명국들에게 모든 다이옥신 발생원을 가능한 한 제거하고 제거할 수 없는 경우 최소화하는 조치를 취하도록 의무화한다.

인체 건강 영향
섬네일|150px|제초제 생산 근로자의 귀와 목에 발생한 염소성 여드름
다이옥신은 시간이 지남에 따라 주로 지방 조직에 축적되므로(생체 축적) 적은 노출도 결국 위험한 수준에 도달할 수 있다. 1994년 미국 환경보호청은 다이옥신이 잠재적 발암물질이라고 보고했지만, 비암성 효과(생식 및 성 발달, 면역계)가 인체 건강에 더 큰 위협이 될 수 있다고 지적했다. 다이벤조다이옥신 중 가장 독성이 강한 2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신 (TCDD)은 국제 암 연구 기관 (IARC)에 의해 그룹 1 발암물질로 분류된다. TCDD는 인간 체내에서 약 8년의 반감기를 가지지만, 고농도에서는 대사에 의해 배설 속도가 증가한다. 다이옥신의 건강 영향은 세포 수용체인 아릴 탄화수소 수용체(AhR)에 대한 작용에 의해 매개된다.

인간이 다이옥신에 고농도로 노출되면 염소성 여드름으로 알려진 심한 형태의 지속적인 여드름을 유발한다. 역학 연구에 따르면 직업적 또는 우발적으로 다이옥신에 고농도로 노출되면 모든 부위에서 종양 발생 위험이 증가하는 것으로 나타났다.IARC monograph: "Polychlorinated Dibenzo-para-dioxins" 인간에게 나타나는 다른 영향(고용량 수준에서)은 다음과 같다.

 어린이 치아의 법랑질 발달 이상.
 중추신경계 및 말초신경계 병리학
 갑상샘 질환
 면역계 손상
 자궁내막증
 당뇨병

최근 연구에 따르면 다이옥신에 고농도로 노출되면 인구 집단에서 남아와 여아 출생 비율이 변하여 여아 출생률이 높아지는 것으로 나타났다.

다이옥신은 다른 염소화 화합물과 유사한 방식으로 먹이 사슬에 축적된다(생체 축적). 이는 오염된 물에 소량의 농도로 존재하더라도 다이옥신의 긴 생물학적 반감기와 낮은 수용성 때문에 먹이 사슬을 통해 위험한 수준으로 농축될 수 있음을 의미한다.

동물에 미치는 독성 효과
인간에게 특정한 건강 영향을 확인하는 것이 통제된 용량 실험 부족으로 인해 어려웠지만, 동물 연구에서는 다이옥신이 다양한 독성 영향을 일으킨다는 것이 밝혀졌다.R. Pohjanvirta, J. Tuomisto, Short-term toxicity of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzop- dioxin in laboratory animals: effects, mechanisms, and animal models, Pharmacological Reviews 1994: 46: 483–549. 특히, TCDD는 기형 유발, 변이원성, 발암성, 면역독성, 간독성을 유발하는 것으로 나타났다. 또한, 여러 내분비 및 성장 인자 시스템의 변화도 보고되었다. 여러 종에서 관찰되는 가장 민감한 효과는 면역계, 신경계, 생식계에 대한 영향을 포함한 발달 효과인 것으로 보인다. 가장 민감한 효과는 인간에게서 보고된 체내 축적량과 비교적 가까운 수준에서 발생한다.

TCDD 독성이 연구된 동물들 중에서 다음과 같은 효과에 대한 강력한 증거가 있다.

 선천적 결함 (기형 유발성)

 쥐를 포함한 설치류에서, 생쥐에서, 햄스터 및 기니피그에서, 조류에서, 어류에서.
 암 (포유류의 폐, 구강/비강, 갑상샘 및 부신 샘의 종양, 편평 세포암, 다양한 동물 간세포암 포함)

 설치류에서 어류에서.

 간독성 (간 독성)

 설치류에서, 닭에서, 어류에서.

 내분비 교란

 설치류에서 어류에서.
 면역억제

 설치류에서 어류에서.

다이옥신의 LD50은 햄스터와 기니피그라는 겉보기에는 유사한 종 사이의 현저한 차이를 포함하여 종마다 크게 다르다. 기니피그의 경구 LD50은 체중 킬로그램당 0.5~2μg으로 낮을 수 있는 반면, 햄스터의 경구 LD50은 체중 킬로그램당 1~5mg으로 천 배 이상 차이가 날 수 있으며, 쥐의 품종 사이에서도 천 배 차이가 날 수 있다.

에이전트 오렌지
섬네일|right|300px|베트남 전쟁 중 베트남 농지에 에이전트 오렌지를 살포하는 미군 휴이 헬리콥터

에이전트 오렌지는 1961년부터 1971년까지 베트남 전쟁 중 랜치 핸드 작전의 일환으로 미군이 제초 전쟁 프로그램의 일부로 사용했던 제초제 및 고엽제 중 하나에 대한 암호명이었다. 그것은 2,4,5-T와 2,4-D의 혼합물이었다. 사용된 2,4,5-T는 극히 독성이 강한 다이옥신 화합물인 2,3,7,8-테트라클로로다이벤조다이옥신 (TCDD)으로 오염되어 있었다.

베트남 전쟁 중 1962년부터 1971년까지 미군은 랜치 핸드 작전의 일환으로 베트남, 동부 라오스, 캄보디아 일부 지역에 의 화학 제초제와 고엽제를 살포했다.Pellow, David N. Resisting Global Toxics: Transnational Movements for Environmental Justice, MIT Press, 2007, p. 159, ().

1971년까지 남베트남 전체 면적의 12%가 고엽제 화학 물질로 살포되었으며, 이는 종종 USDA 법적 한도보다 13배 높은 비율로 적용되었다.SBSG, 1971: p. 36 남베트남에서만 약 1천만 헥타르의 농경지가 파괴되었다.Luong, 2003: p. 3 일부 지역에서는 토양과 물의 TCDD 농도가 미국 환경보호청이 안전하다고 간주하는 수준보다 수백 배 높았다.Fawthrop, Tom; "Vietnam's war against Agent Orange", BBC News, 14 June 2004Fawthrop, Tom; "Agent of Suffering", Guardian, 10 February 2008

베트남 외교부에 따르면 480만 명의 베트남인이 에이전트 오렌지에 노출되어 40만 명이 사망하거나 신체 장애를 입었으며, 50만 명의 어린이가 선천적 결함을 가지고 태어났다.York, Geoffrey; Mick, Hayley; "Last Ghost of the Vietnam War" , The Globe and Mail, 12 July 2008 베트남 적십자는 에이전트 오렌지 오염으로 인해 최대 100만 명이 장애를 입거나 건강 문제를 겪고 있다고 추정한다. 미국 정부는 이러한 수치가 신뢰할 수 없고 비현실적으로 높다고 이의를 제기했다."Defoliation" entry in BEN STOCKING (22 May 2010) Vietnam, US still in conflict over Agent Orange Associated Press Writer seattletimes.com/html/health/2011928849_apasvietnamusagentorange.html

다이옥신 노출 사고

 1949년, 미주리주 나이아가라폴스에 있는 2,4,5-트리클로로페녹시 초산을 생산하는 몬산토 제초제 공장에서 안전 밸브가 열리면서 240명이 영향을 받았다.
 1963년, 암스테르담 근처 필립스-두파르 공장(현재 솔베이 그룹)에서 폭발 후 다이옥신 구름이 새어 나왔다. 이 공장은 사고 후 다이옥신으로 심하게 오염되어 해체되어 콘크리트에 묻혀 바다에 버려야 했다.
 섬네일|300px|스폴라나 네라토비체 클로르알칼리 공장, 항공 사진 1965년부터 1968년 사이에 체코슬로바키아 네라토비체의 스폴라나 공장에서 2,4,5-트리클로로페놀 생산으로 약 60명의 노동자가 다이옥신에 심하게 중독되었다. 3년간 노동자들의 건강 문제 조사를 거쳐 스폴라나는 2,4,5-T(대부분 베트남 전쟁 중 미군에 공급됨) 생산을 중단했다. 스폴라나 화학 공장의 여러 건물은 다이옥신으로 심하게 오염되었다.Miroslav Šuta: Spolana — časovaná bomba na břehu Labe, Sedmá generace, 10/2002 2002년 유럽 홍수 동안 알 수 없는 양의 다이옥신이 엘베강과 물데강으로 흘러들어 토양을 오염시켰다. 계란과 오리 분석 결과 다이옥신 수치가 EU 한도보다 15배 높았으며, 리비시 마을에서는 다이옥신 유사 PCB 농도가 높게 나타났다.Miroslav Šuta: Dioxinové kachny "made in Spolana", Sedmá generace, 3/2003 2004년 국립 보건 당국은 스폴라나 인근 인간 혈액의 독성 물질 수준을 분석한 연구를 발표했다. 연구에 따르면 네라토비체, 리비시, 티시체의 다이옥신 수치는 베네쇼프의 대조군 수준의 약 두 배였다. 스폴라나 인근 다이옥신 양은 다른 국가의 배경 수준보다 훨씬 높다. 미국 환경보호청에 따르면 배경 수준조차도 1:10000에서 1:1000까지의 암 위험을 초래할 수 있으며, 이는 정상 수준보다 약 100배 높다.그린피스: Carcinogens in human blood near Spolana can cause serious health problems  홍수 후 오염으로 인해 현지 생선, 계란, 가금류 및 일부 농산물의 섭취가 금지되었다.Contamination of chicken eggs near the Spolchemie Ústí nad Labem chemical plant in the Czech Republic by dioxins, PCBs and hexachlorobenzene  International POP Elimination Network (IPEN)
 또한 1965년부터 1968년까지 앨버트 M. 클리그먼 박사는 다우사의 미시간주 미들랜드 공장 근로자들에게 TCDD로 인한 유해한 영향이 있을 가능성이 있다는 다우사의 연구 결과에 따라 필라델피아 홈즈버그 교도소 수감자들을 대상으로 TCDD 임계값 시험을 수행하기 위해 다우 화학 회사와 계약을 맺었다. 그 후 다우사가 토끼 귀 모델에서 4-8μg에 노출되었을 때 보통 심각한 반응을 유발했다. 홈즈버그에서 수행된 인간 연구는 다우사의 원래 프로토콜을 따르지 않았고 참가자들의 적절한 사전 동의가 없었다. 부실한 연구 설계와 기록의 파괴로 인해 10명의 수감자들이 7,500μg의 TCDD에 노출되었음에도 불구하고 이 실험은 사실상 무의미했다.
 1976년, 이탈리아 세베소에서 산업 사고로 다량의 다이옥신이 방출되었지만, 즉각적인 인명 피해나 선천적 결함은 발생하지 않았다.
 1978년, 다이옥신은 뉴욕주 나이아가라폴스의 러브 커낼 지역 주민들을 대피시키게 만든 오염 물질 중 하나였다.
 1982년부터 1985년까지 미주리주 타임스 비치는 마을의 비포장 도로에 먼지를 제어하기 위해 오염된 기름을 살포하여 토양에 고농도 다이옥신이 발생한 것으로 인해 미국 환경보호청의 명령으로 매각되고 대피했다. 이 마을은 결국 해체되었다.
 1990년 봄, 러시아 우파 (도시)의 힘프롬 화학 공장에서 페놀이 수로로 방출되었다. 조사 결과 이전에 기밀로 분류된 2,4,5-트리클로로페녹시 초산 제조 과정에서 다이옥신이 폐기된 것으로 밝혀졌다. 이 사고로 67만 명이 영향을 받았다. 수돗물에서 다이옥신이 발견되었다. 이는 수돗물 정수 과정에서 염소와 반응하여 생성된 클로로페놀에서 비롯된 것으로 추정되었다.
 1991년 12월, 전기 폭발로 인해 폴리염화 바이페닐의 산화로 생성된 다이옥신이 SUNY 뉴팔츠 대학 캠퍼스의 기숙사 4개 동과 다른 건물 2개 동으로 퍼졌다.
 1999년 5월, 벨기에에서 다이옥신 위기가 발생했다. 다이옥신 유사 독성을 가진 폴리염화 바이페닐이 오염된 동물 사료를 통해 먹이 사슬에 유입되었다. 닭 700만 마리와 돼지 6만 마리를 도살해야 했다. 이 스캔들은 한 달 후 선거에서 정부가 대대적으로 교체되는 결과를 낳았다.Belgian PCB and Dioxin Incident of January–June 1999: Exposure Data and Potential Impact on Health, Environ Health Perspect 109:265–273 (2001). Ehpnet1.niehs.nih.gov. Retrieved on 2011-06-09.
 2001년 9월 11일 미국에 대한 테러 공격으로 인한 폭발로 대량의 먼지가 대기로 방출되었다. 2001년 9월 23일부터 2001년 11월 21일까지 다이옥신이 측정되었으며 "역사상 가장 높은 주변 농도"로 보고되었다. 2002년 10월에 작성되어 2002년 12월에 발표된 미국 환경보호청의 "세계 무역 센터 재해로 인한 공기 오염 노출 및 인체 건강 평가" 보고서(워싱턴 미국 환경보호청 연구 개발실 작성)는 2001년 10월 12일부터 29일까지 뉴욕 뉴욕 시청사 근처 파크 로우 모니터링 스테이션에서 기록된 다이옥신 수치가 평균 5.6ppt(parts per trillion)로, 미국에서 기록된 최고 다이옥신 수치보다 거의 6배 높았다고 명시한다. 세계 무역 센터 부지의 잔해에서 다이옥신 수치는 10ppt에서 170ppt에 이르는 훨씬 더 높은 농도를 보였다. 이 보고서는 실내 공기의 독성을 측정하지 않았다.
 2001년 사례 연구에서 의사들은 대량의 다이옥신(144,000 pg/g 혈액 지방)에 노출되어 정상 체내 수치의 16,000배에 달하는 30세 여성에게서 임상적 변화를 보고했다. 이는 인간에게 기록된 다이옥신 중 가장 높은 용량이었다. 그녀는 염소성 여드름, 구역질, 구토, 상복부 통증, 거식증, 백혈구 증가증, 빈혈, 무월경, 혈소판감소증을 겪었다. 그러나 면역 기능 검사와 같은 다른 주목할 만한 실험실 검사는 비교적 정상이었다. 같은 연구는 정상 수치의 2,900배에 해당하는 용량을 받은 두 번째 환자도 다루었으며, 이 환자는 염소성 여드름 외에는 특별한 부정적인 영향을 받지 않은 것으로 보였다. 이 환자들에게는 다이옥신 배출을 가속화하기 위해 올레스트라가 제공되었다.
 섬네일|빅토르 유셴코가 TCDD 중독 사건 후 염소성 여드름을 앓고 있는 모습 2004년, 주목할 만한 개인 다이옥신 중독 사례로, 우크라이나 정치인 빅토르 유셴코는 그를 진단한 의사들의 보고에 따르면 두 번째로 많은 양의 다이옥신에 노출되었다. 이는 단일 고용량 TCDD 다이옥신 중독의 첫 알려진 사례였으며, 독성학자가 그의 상태를 TV 뉴스에서 보면서 염소성 여드름 증상을 인지한 후에야 진단되었다.
 2000년대 초, 뉴질랜드 뉴플리머스 시의 주민들은 다우 화학 공장 주변에서 살거나 일하는 사람들의 많은 질병을 보고했다. 이 공장은 1987년에 2,4,5-T 생산을 중단했다.
 듀폰은 미시시피주 들리슬에 있는 듀폰 공장의 다이옥신 배출이 암, 질병 또는 사랑하는 사람의 사망을 유발했다고 주장하는 1,995명으로부터 소송을 당했으며, 이 중 2008년 6월 현재 850건이 계류 중이었다. 2005년 8월, 희귀 혈액암인 다발성 골수종을 앓고 있는 굴 어부 글렌 스트롱은 듀폰으로부터 1,400만 달러를 받았지만, 2008년 6월 5일 미시시피 배심원단은 듀폰 공장이 스트롱 씨의 질병과 관련이 없다는 판결을 내리면서 판결이 뒤집혔다. 다른 사건에서는 부모가 오염으로 인한 다이옥신이 8세 딸의 사망을 유발했다고 주장했으며, 재판은 2007년 여름에 열렸고 배심원단은 듀폰과 가족의 비극적인 손실 사이에 과학적인 연관성이 입증되지 않아 가족의 주장을 전적으로 기각했다. 듀폰의 들리슬 공장은 미국 환경보호청의 유해 물질 배출 목록에 따르면 국내에서 가장 큰 다이옥신 생산 시설 세 곳(델라웨어주 에지모어, 테네시주 뉴존슨빌 포함) 중 하나이다. 듀폰은 자사의 사업이 안전하고 환경적으로 책임감이 있다고 주장한다.
 2007년, 이탈리아 나폴리와 주변 마을에 수천 톤의 악취 나는 쓰레기가 쌓여 지역 전체를 훼손했다. 당국은 모차렐라 제조사 29곳에서 사용되는 버팔로 우유의 폴리염화다이벤조다이옥신 수치가 허용 한도를 초과하는 것을 발견했으며, 추가 조사 후 66개 농장의 우유를 압류했다. 당국은 오염의 원인이 버팔로가 방목하는 땅에 불법적으로 폐기된 폐기물에서 비롯된 것으로 의심했다. 나폴리 검찰은 사기 및 식품 중독 혐의로 109명을 조사에 착수했다. 이탈리아에서 모차렐라 치즈 판매는 50% 감소했다.
 2008년 12월 아일랜드에서 돼지고기 내 다이옥신 수치가 법적 한도의 80~200배에 달하는 것으로 밝혀졌다. 모든 아일랜드산 돼지고기 제품은 국내외 판매가 중단되었다. 이 경우 다이옥신 독성은 대부분 다이옥신 유사 폴리염화 다이벤조퓨란과 폴리염화 바이페닐로 인한 것이었으며, 실제 폴리염화다이벤조다이옥신의 기여는 상대적으로 낮았다. 이 사고는 단일 사료 가공 공장의 건조 버너에 사용된 연료유가 PCB로 오염되어 발생한 것으로 추정된다. 그 결과로 발생한 연소는 PCB, 다이옥신, 퓨란의 고독성 혼합물을 생성했으며, 이는 생산된 사료에 포함되어 많은 수의 돼지에게 공급되었다.Report Inter-Agency Review Group Dioxin (Dec 2008) . (PDF). Retrieved on 2011-06-09.
 2009년 자료에 따르면 2005년 이탈리아 타란토의 철강 회사 ILVA의 다이옥신 생산량은 이탈리아 전체 배출량의 90.3%, 유럽 배출량의 8.8%를 차지했다.
 독일 다이옥신 사고: 2011년 1월, 동물 사료 생산 업체의 자체 검사 결과 다이옥신 수치가 최대 허용치를 초과하여 약 4700개 독일 농장의 배송이 금지되었다. 이 사건은 PCDD와 관련이 있었고 PCB는 관련이 없었다. 많은 농장에서 동물 사료와 계란에서 다이옥신이 발견되었다. 사료에서는 최대값의 두 배, 일부 개별 계란에서는 최대 네 배까지 초과되었다. 따라서 이 사건은 1999년 벨기에 위기에 비해 경미했으며, 배송 금지 조치도 신속하게 해제되었다.

다이옥신 검사
이러한 화합물의 상대적 독성을 결정하는 데 사용되는 분석법은 기존의 전통적인 분석 결정 방법과 다른 공통 요소를 공유한다. 다이옥신 및 관련 분석에 선호되는 방법은 고해상도 가스 크로마토그래피/질량 분광법(HRGC/HRMS)을 사용한다. 농도는 분석물과 적절한 동위 원소 표지 내부 표준 물질의 비율을 측정하여 결정된다.Method Collections | Measurement Science | Office of the Science Advisor | US EPA. Epa.gov (2006-06-28). Retrieved on 2011-06-09.

또한 DR CALUX와 같은 새로운 생물학적 검정법이 현재 다이옥신 및 다이옥신 유사 화합물 식별에 사용된다. HRGC/HRMS에 비해 이점은 더 낮은 비용으로 많은 샘플을 스캔할 수 있다는 것이다. 또한 발암 효과를 담당하는 Ah-수용체와 상호 작용하는 모든 화합물을 감지할 수 있다.

 같이 보기 
 다이옥신
 폴리염화 다이벤조퓨란 (PCDFs) – 다이옥신과 동일한 조건에서 생성되며 오염 사고 시 다이옥신과 함께 존재하는 화합물 그룹. 동일한 독성 작용 방식을 가지며 다이옥신 수준 평가를 위한 독성 등가 방식에 포함된다.
 체메트코 – 이 전직 구리 제련소는 학술 연구에서 캐나다 북극의 누나부트에 도달하는 다이옥신 오염원의 10대 주요 발생원 중 하나로 언급된다.
 폴리염화 바이페닐 – 전기 변압기 제조에 역사적으로 사용된 화합물 그룹으로, 일부 구성원은 다이옥신 유사 독성에도 기여할 수 있다. 이러한 다이옥신 유사 화합물도 다이옥신 수준 측정 시 독성 등가 방식에 포함된다.

 각주 

 외부 링크 
 NIEHS 다이옥신 정보지
 "식품 공급망의 다이옥신 및 다이옥신 유사 화합물: 노출 감소 전략" , 미국 국립 과학원의 2003년 보고서
 "다이옥신의 건강 위험 평가", 세계보건기구의 1998년 보고서.

분류:IARC 1군 발암 물질
분류:다이벤조다이옥신
분류:클로로아렌