二噁英（二氧雜芑），又稱二氧雜芑，是一種無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質，它并不是一種單一物質，而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類有機化合物，全稱分別是多氯二苯并二噁英（簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃（簡稱PCDFs）。
二噁英包括210種化合物，包括PCDDs的異構體約75種，二惡英環境暴露的異構體約有135種；二噁英的性質非常穩定，熔點較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機溶劑，易于吸附在顆粒物表面，在土壤中的半衰期為12年，氣態二噁英在空氣中光化學分解的半衰期為8.3天，在人體內降解緩慢，主要蓄積在脂肪組織中且不易被代謝。其中毒性最強的是2,3,7,8-四氯代二苯并[a]芘對二噁英，其毒性相當于氰化鉀(KCN)毒性的1000倍，因此被稱為“地球上毒性最強的毒物”，又因其一旦滲透到環境之中，就很難自然降解消除，故有著“世紀之毒”之稱。二噁英可以引起肝臟損傷、胸腺萎縮、免疫毒性，并且有強烈的致癌致畸和生殖毒性。二噁英非人為生產、無任何用途，而是燃燒和各種工業生產的副產物，由于木材防腐和防止血蟲使用氯酚類造成的蒸發、焚燒工業的排放、橙劑的使用、殺蟲劑的制備、紙張的漂白和汽車尾氣的排放等是環境中二噁英的主要來源。
相關歷史
歷史上發生過的幾起著名的二噁英類化合物危害健康的事件：
1949年，位于美國西弗吉尼亞洲Nitro的孟山都化學工廠的一次二噁英類化合物的意外泄漏導致當地居民患上了氯痤瘡、肝臟疾病、血液疾病、腫瘤等疾病，并造成了一些患者的死亡。
1957年Sandermann首次合成了TCDD，并發現其可以導致氯唑瘡。
1962-1967年的越南戰爭期間，美國軍隊大量噴灑的橙劑（即橙劑），造成越南南方大面積的二噁英污染。雖然戰爭已經結束了，但當地民眾和參戰雙方士兵卻在承受著二噁英污染對他們健康的毒害。
1976年位于意大利塞維索的化工廠發生了一次嚴重的TCDD和二噁英類似物意外泄漏事故，嚴重危害了當地民眾的健康。
1998年，德國銷售的牛奶中被檢測出高濃度的二噁英。
1999年，比利時爆發了“二噁英污染雞事件”，比利時衛生部和農業部部長相繼被迫辭職，二噁英從此被研究和關注，它的毒性十分大，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，又因為他是在20世紀末被發現，因此有“世紀之毒”之稱。
2004年，發生了烏克蘭總統候選人尤先科二噁英中毒事件。
2010年底，德國發生二噁英飼料事件，并對該國的豬肉、雞蛋等食品造成污染。
分子結構
二噁英（dioxin），并不是一種單一物質，而是一類氯代含氧三環芳香烴類化合物，包括多氯二苯并二噁英（polychlorinateddibenzo-pidioxin簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃（polychlorinated dibenzo-pifurans簡稱PCDFs）。PCDD/Fs是一類毒性很強的三環芳香族有機化合物，由2個或1個氧原子聯接2個被氯取代的苯環組成，每個苯環上可以取0~4個氯原子。其中，PCDDs可視為由2個氧原子聯結2個被氯原子取代的苯環，PCDFs可視為由1個氧原子聯結2個被氯原子取代的苯環，每個苯環上可以取代0～4個氯原子。由于Cl原子在1～9的取代位置不同，PCDDs（多氯二苯并二噁英）有75種異構體，PCDFs（多氯二苯并呋喃）有135種異構體；其分子量為321.96，呈白色結晶體，705℃開始分解，800℃時2秒可完全分解。
在二噁英眾多的異構體中，毒性較大的約有17種，包括2,3,7,8-PCDDS、1,2,3,7,8-PCDDS、2,3,7,8-PCDFS及2,3,4,7,8-PCDFS等結構，其中最典型的二噁英代表也是毒性最強的二噁英結構為四氯代二苯并對二噁英（2,3,7,8-TCDD）
物理性質
二噁英類化合物多為無色無臭的固體物質，熔點較高，約為303~305℃；極難溶于水，常溫下，在水中的溶解度只有7.210-6mg/L，可以溶于大部分有機溶劑，如在二氯苯中的溶解度可以高達1400mg/L，而且二噁英的蒸氣壓很低，不易揮發
化學性質
二噁英化學性質非常穩定，對熱、酸、堿、氧化劑都不敏感，二噁英的熔點分布范圍為100~350 ℃，沸點分布范圍為300~550 ℃，其熔沸點隨著氯取代數目的增加呈現不斷增長的趨勢，一般情況下，二噁英在溫度超過800℃時會降解，超過1000℃以上才能較大量被破壞；而且自然環境中的微生物降解、水解及光分解作用對二噁英分子結構的影響均很小，一旦進入土壤，二噁英的半衰期一般可達數十年或更長。
毒性
GHS危險說明
由于二噁英的毒性非常大，其在GHS危險編碼情況如下：
H300：吞食致命
H319：造成嚴重眼刺激
H400：對水生生物毒性極大
H410：對水生生物毒性極大并具有長期持續影響
安全標識
劇毒，污染環境
毒性當量
二噁英不是一種單一物質，而是一類氯代含氧三環芳香烴類化合物，由于環境中的二噁英類主要以混合物形式存在，在對二噁英類的毒性進行評價時，國際上通常將不同組分的二噁英折算成相當于2,3,7,8-TCDD的量來表示其毒性當量（Toxic Equivalent Quantity，簡稱TEQ）。其中各同類物（PCDDs或PCDFs）的毒性當量（TEQ）可通過自身濃度或含量與毒性當量因子（TEF）的乘積得出，而樣品的毒性大小等于樣品中各同類物TEQ的總和。經過計算，毒性較大的17種二噁英的毒性當量因子見下圖。
作用機制
二噁英主要通過芳香烴受體（arylhydrocarbon receptors，AhR）介導基因表達來發揮其毒性作用。二噁英與AhR結合形成復合物后被轉運到細胞核內，此時AhR/ARNT異源二聚體能夠識別TCDD反應基因上游部位的特異脫氧核糖核酸序列——異型生物質/二噁英類/芳香烴受體反應元件（xenobiotic/二氧雜芑/aryl hydrocarbon receptor response elements,XRE/DRE/AhRE），與之結合后可啟動下游靶基因的轉錄，誘導一系列的基因表達及Caspase-3合成，如細胞色素P450異構酶（CYPIA1）、芳烴化酶等，而CYPIA1的誘導反過來可促進有毒或致癌代謝產物的形成，AhR介導的信號通路如下圖所示。這些有毒物質產生后一般通過三種作用機制對人體產生影響，一種方式是產生的有毒物質直接對機體產生毒害作用，另一種是產生的有毒物質在人體內累積，達到一定量后引發機體的中毒反應，最后一種是產生的有毒物質阻止了正常蛋白的表達，從而引發中毒反應。
進入人體的途徑
二噁英進入人體的途徑主要有三種：
1、食物污染。人如果吃了被二噁英污染的動物性食品，二噁英就會伴隨著雞、魚、肉、蛋、奶進人體內。
2、皮膚接觸。如果工作環境中存在二噁英，那么二噁英會通過皮膚進入人體，如使用2,4,5－涕的水田作業農民，會發生氯痤瘡。越南戰爭時期，美國軍隊使用的橙劑（其中含有0.001%的二噁英）也讓越南人民和參加越南戰爭的美國士兵皮膚患上了氯唑瘡。
3、呼吸道吸收。固體垃圾焚燒產生的二噁英伴隨著可吸人顆粒物進入呼吸道，可以經過肺的吸收進人機體。
表現形式
一般毒性
二噁英的半數致死量(LD50）有著顯著的種屬差異。二噁英對大鼠的LD50為22-100μg/kg體重，對兔的LD50為10～15μg/kg體重，對恒河獼猴的LD50小于70μg/kg體重，但敏感性最低的倉鼠（雄）的LD50高達5051μg/kg體重。二噁英毒性為遲發型反應常在暴露數周后死亡。
二噁英的急性毒性存在性別差異，雌性的敏感性大于雄性。毒性最強的TCDD急性中毒呈現“消瘦綜合征”癥狀，主要特征是耗竭動物體內的脂類組織，使動物消瘦，并在幾天或幾周內死亡。人體攝入40μg/kg體重的二噁英就會表現出急性中毒的癥狀。
皮膚毒性
TCDD可導致大白鼠產生皮膚肝淀粉樣變性、皮膚炎。二噁英通過改變人體內分泌功能，產生皮膚表皮角化、色素沉著，多汗癥和彈性組織變性等皮膚毒性。美國越南戰爭退伍軍人中流行氯痤瘡已被證實是暴露于較高濃度的TCDD所致。皮膚痤瘡樣病變可能在暴露后幾周發展，并可能在停止暴露后持續一年以上。
免疫毒性
動物免疫系統是二噁英類最主要和最敏感的靶器官之一，敏感動物小鼠的免疫功能在低于LOAEL（最低觀察到有害作用水平）的劑量暴露時即可被抑制，二噁英影響免疫系統的作用有直接和間接兩種，直接引起B淋巴細胞減少，而間接引起T淋巴細胞減少。其作用機制是通過抑制免疫系統的作用，進行影響人體對細菌、病毒、腫瘤等抵抗力下降，也可以通過激活免疫系統，使人體出現過敏反應。具體的免疫毒性主要表現為胸腺萎縮、體液免疫和細胞免疫功能下降、抗體產生能力下降、抗病毒能力降低。
致癌作用
通過對大鼠、小鼠、倉鼠和魚進行的多次染毒試驗中發現，二噁英的致癌性均呈陽性，同時，通過對嚙齒動物進行的TCDD染毒實驗，發現TCDD可誘發出肝臟、甲狀腺、胰腺、前列腺、肺、皮膚、牙齦、硬腭和軟組織等多部位腫瘤，小鼠的最低致肝癌劑量僅為10ng/kg體重。因此，1997年世界衛生組織（WHO）國際癌癥研究機構（IARC）根據動物試驗和流行病學研究結果將其列為對人類一級致癌物，二噁英對動物具有極強的毒性和致癌性。其致癌性是黃曲霉毒素B的3倍。
雖然二噁英類單獨暴露就可誘發細胞癌變，但是，大白鼠和小白鼠的肝臟、肺與皮膚的兩階段致癌模型試驗與體外細胞培養毒性試驗的結果都提示，TCDD不損傷細胞基因（即無遺傳毒性作用），它可能不是直接的引發劑（initiator），而是強烈的促進劑（助催化劑），因此，它的致癌毒性的發生有一定的閾值。該閾值很低，如在小鼠中產生致癌作用的劑量可低至0.001μg/(kg體重*d）。
生殖毒性
二噁英可改變體內雌激素、孕激素、雄激素、促乳素、甲狀腺素、糖皮質激素、胰島素受體等的表達，從而引起機體多方面功能的改變，包括生殖功能。大量動物實驗表明二噁英對生殖系統的毒性主要表現為配子毒性、胚胎發育毒性和致畸性。二噁英類在雌性動物體內表現為抗雌激素效應，可以使大鼠、小鼠、靈長目雌性動物的受孕或坐窩數減少，子宮重量減輕，卵巢卵泡發育和排卵障礙。哺乳動物試驗、體外細胞培養研究和流行病學調查結果均表明，二噁英類慢性暴露還可以導致子宮內膜異位癥的發病率上升。
肝臟毒性
種屬不同，肝臟毒性的表現形式也不同，如豚鼠類和倉鼠很少表現出肝臟毒性，大鼠和小鼠的肝毒性則會引起死亡，二噁英類進入機體后在肝臟發生首過消除效應，使得肝臟較早大量接觸該類物質并成為其最主要的毒性靶器官，其肝臟病變主要表現為肝臟腫大，實質細胞增生與肥大。
法律標準
安全劑量
由于二噁英是一種劇致癌毒物質，為了保障人體健康，保護環境，2001年，《斯德哥爾摩公約》將二噁英收錄為首批需要控制的有機污染物，世界衛生組織（WHO）對二噁英的人日容許攝入量（tolerable daily intake，簡稱TDI）值進行了規定，為1~4pg/(千克d)。
食品領域控制標準
世界各國先后制定了食品中二噁英的控制標準，以動物源性食品為例，奧地利規定二噁英的控制標準為2-6pg/g，比利時為3-5pg/g，其他法國、英國等國家公布的標準基本都控制在6pg/g以下。
焚燒領域控制標準
2003年1月和2001年11月，中國國家環境保護總局分別發布《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB18484—2001）和《生活垃圾梵燒污染控制標準》（GB18485—2001）。規定了二噁英污染控制指標，即危險廢物焚燒爐煙氣排放中二噁英類污染物要低于0.5ng-TEQ/m3，生活垃圾焚燒爐煙氣排放中二噁英類污染物要低于1.0ng-TEQ/m3，廢棄電子的產品如采用焚燒處理手段，煙氣排放中二噁英類污染物也要低于0.5ng-TEQ/m3。
造紙紙漿領域控制標準
2008年，中國制定了制漿造紙工業水污染物排放標準GB3544—2008，規定造紙紙漿企業水體中二噁英的排放限值為30pg-TEQ/L，并要求企業每年監測一次。
環境污染
二噁英對環境的污染主要表現在：大氣污染、土壤污染、水污染幾個方面；主要表現為：
富集效應和傳遞效應
大氣中或污水中的二噁英侵入到植物或農作物上，被食草動物吃掉后在體內富集，然后經乳制品和肉制品進入人體；還有被二噁英污染的水質，在魚等生物體內積累，最終進人人體。在食物鏈的高層，二噁英蓄積在機體中的濃度高出周圍空氣、土壤和沉淀物中含量幾百萬倍。作為食物鏈的最頂端，人體的污染是相當嚴重的。人體脂肪組織、血液和母乳常常受到二噁英類化合物的污染。
超長半衰期
二噁英具有超常的半衰期，需要幾十年甚至更長時間，而且不會被微生物分解掉，這樣二噁英就可以在環境中長時間的積累，導致在水體沉淀物和食物鏈中存在非常高的含量水平。同時由于它們能通過大氣長距離的轉移，因此可以說二噁英無處不在。
防治措施
控制環境中二噁英的排放
主要包括禁止含氯塑料的焚燒，尤其是醫療垃圾的隨意處置與焚燒。嚴格控制生產農用化工產品（包括農藥、殺蟲劑、除草劑、脫葉劑等化學物質）制造等過程中所產生的二噁英含量；減少工業“三廢”的排放和加強“三廢”的凈化處理。垃圾分類處理，減少汽車尾氣的排放。
控制二噁英對食品的污染
控制食品原料不受污染，魚禽肉類動物的飼養盡量選擇在環境污染少的地區；減少或禁止含氯農藥對農作物的使用。食品加工過程中不使用含氯添加劑；盡量少使用紙作為食品的包裝材料。
采用高新技術
在各種可能產生二噁英的企業采用高新技術，盡量減少生產過程中二噁英的產生。如：
1、延長含氯垃圾850℃以上溫度的停留時間，使二噁英的熱分解最大化；
2、加速煙氣冷卻、布袋過濾前噴吹活性吸附劑；
3、采用催化劑促進紫外線對二噁英的分解，降低或消除其毒性；
4、高級氧化化法處理工業廢水，即在含二噁英的溶液中加入過氧化氫，其光解速度可提高4倍；
5、用鋸屑高效凈化被二噁英等有害質污染的土壤。
此外，還可以采用電子束、射線等手段分解二噁英。
注意飲食
二噁英具有脂溶性，應避免過量食用動物性脂肪而引起中毒，應除去或降低肉類及肉制品中的脂肪，避免使用動物性脂肪烹調；另外，應保持均衡飲食，盡量避免因嗜食某種食品而無意中攝入過量的化學物。
產生途徑
二噁英的主要產生途徑是含氯有機化合物的焚燒，由于含氯前驅物的存在，在焚燒過程中前驅物分子通過重排，自由基縮合、脫氯或其他分子反應等過程會生成二噁英。
另外，燒結過程中，二噁英的形成主要依托低溫條件下的多相催化反應：在低溫狀態下，已分解的二噁英會再次合成；燃燒不充分時，煙氣中的氯苯及氯酚等物質在特定的溫度范圍內（250～400℃，300℃時最顯著），遇到合適的觸媒物質（主要為重金屬，特別是銅等），經催化反應也會再次生成二噁英。
第三，還有其他的一些容易產生二噁英的途經，如含氯酚的化學產品生產過程中二噁英作為其副產品生成；用氯氣漂白紙漿過程、汽車尾氣排放等會產生二噁英；二噁英污染還來源于一些意外性事故和戰爭。
檢測方法
二噁英的檢測方法有色譜法、免疫法和生物法三種：
色譜法
色譜法是國際公認的檢測二噁英類化學物質的標準方法，包括低分辨色質聯用儀、高分辨色質聯用儀分析，應用高分辨氣相色譜－高分辨質譜聯用技術，在質譜分辨率大于10000的條件下，通過精確質量測量監測目標化合物的兩個離子，獲得目標化合物的特異性響應。
免疫法
隨著單克隆抗體技術發展和酶競爭性免疫分析和酶聯免疫吸附分析(ELISA)檢測手段的出現，出現了以多克隆抗體，ELISA等手段檢測二噁英，檢測限可達ppb級。
生物法
二噁英類化學物質的生物學檢測是依據二噁英類化學物質的毒性作用機理。由于二噁英與芳香烴受體接觸的量與其誘導基因表達的能力在一定范圍內成正比，因此可通過檢測特異基因的表達產物來反映二噁英類化學物質的量。
參考資料 >
20.案例正文-垃圾焚燒過程中二噁英的脫除.西北農林科技大學.2026-02-03
《固定污染源廢氣二噁英自動采樣系統技 術要求及檢測方法（征求意見稿）》.中華人民共和國生態環境部.2026-01-10
dioxin.pubchem.2023-05-22