七氯
七氯（Heptachlor）又稱七氯化茚，是一種有機氯化合物，六氯環戊二烯類殺蟲劑。七氯通常為白色晶體或茶褐色蠟狀固體，帶有樟腦或雪松的氣味[1]。其化學結構穩定，不易分解和降解，會在環境裏滯留較長時間，且有可能伴隨飲用水、牛奶和食物進入生物乃至人體內。雷切爾·卡森曾在《寂靜的春天》（1962年）中披露大規模使用以滴滴涕、七氯和氯丹為代表的氯代烴殺蟲劑對環境和生物的危害[2]。
| 七氯 | |
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| IUPAC名 1,4,5,6,7,8,8-heptachlor-3a,4,7,7a-tetrahydro-4,7-methano-1H-indene （1,4,5,6,7,8,8-七氯-3a,4,7,7a-四氫-4,7-methano-1H-茚） | |
| 識別 | |
| CAS號 | 76-44-8 
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| ChemSpider | 3463 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | FRCCEHPWNOQAEU-UHFFFAOYAM |
| ChEBI | 34785 |
| KEGG | C14185 |
| 性質 | |
| 化學式 | C10H5Cl7 |
| 摩爾質量 | 373.32 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 白色晶體或茶褐色蠟狀固體 |
| 氣味 | 樟腦或雪松的氣味 |
| 密度 | 1.58 g/cm3 |
| 熔點 | 95-96 °C |
| 沸點 | 135-145 °C at 1-1.5 mmHg |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
合成
與其它的氯代環二烯類殺蟲劑的合成類似，合成七氯的第一步是六氯環戊二烯和環戊二烯的狄爾斯–阿爾德反應，產物在有三氯化鋁或氯化碘的存在下與氯化氫反應，生成七氯。七氯殺蟲活性是氯丹的三到五倍，也具有更高的化學穩定性，更不溶於水，更具腐蝕性。[3]七氯主要用於殺死土壤中的蟲類和寄生蟲，如廣泛用於控制土地中的白蟻和螞蟻，也用於殺死棉花遇到的害蟲，蝗蟲和瘧蚊。[1]
環境影響
七氯的半衰期是1.3-4.2天（空氣中）,~0.03-0.11年（水中）和~0.4-0.8年（土壤中）。一項研究研究稱在施用七氯十四年後，仍可在土壤里檢驗出它的成分[4]。和其他持續性有機污染物一樣，七氯是親油性的，具有很低的水溶性（25 °C下約為0.056 mg/L）,而較易溶於丙酮、乙醇和其他有機溶劑，這使它會富集在動物體內的脂肪中。[5]雖然七氯在水中的溶解度不高，但由於它在土壤中停留時間較長，七氯和其衍生物環氧七氯仍然會緩慢地對地下水產生污染。[4]
新陳代謝
土壤中的微生物會環氧化、水解和還原七氯。當七氯遇到各種微生物時，會先脫去一個氯生成氯丹，然後被氧化成環氧氯丹。或先發生水解，然後脫水生成環氧七氯。其他的代謝途徑產物包括1-羥氯丹，1-羥基-2,3-環氧氯丹。小鼠會將七氯代謝為環氧化物和1,2-二羥基二氫氯丹。[3]其具有兩種代謝途徑：
- 七氯→環氧七氯→1-exo-羥基-2,3-exo-環氧氯丹的脫氫衍生物→1,2-二羥基二氫氯丹
- 七氯→1-exo-羥基氯丹→1-exo-羥基-2,3-exo-環氧氯丹→1,2-二羥基二氫氯丹。[6]
七氯和相關衍生物的毒性
七氯具有較強的毒性，對幾種實驗魚類的96小時半致死劑量範圍為5-23微克/升，並且七氯可以在海洋生物體內富集，在某些魚類和軟體動物體內的七氯可以達到其生存水體中七氯含量的200到37,000倍。[4]口服七氯的小鼠的半致死劑量是40 mg/kg到162 mg/kg。環氧七氯的口服半致死劑量略低，為46.5到60 mg/kg。七氯的一種氫化物，β-二氫七氯茚，雖然具有較高的殺蟲能力，對哺乳動物的毒性卻相對較低，小鼠口服半致死劑量為5,000mg/kg。[3]
考慮到七氯的較強毒性和在環境中較長的停留時間，1995年的斯德哥爾摩公約將七氯列為12種持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants，簡稱POP）之一，指出在野外大規模施用七氯後發現某些野生鳥類的繁殖率下降。實驗室結果表明高劑量的七氯對小鼠和兔子是致命的，低劑量會導致行為改變和繁殖率降低，要求各國禁用七氯[7]。
人類影響
七氯和環氧七氯可通過通過飲用水、牛奶和食物進入人體[5]。雖然環氧七氯從1980年代起已經被美國禁止，但仍能在土壤、水源中找到，會轉化進入食物和牛奶，高含量的環氧七氯有可能會提高II型糖尿病的風險。[8] 長期接觸七氯的動物的肝臟會產生腫瘤，暴露在環氧七氯的環境中的動物胎兒被發現神經系統和免疫功能受損。暴露在更高劑量的七氯的新生動物被發現體重減輕乃至死亡[6]。考慮到這些不良影響，國際癌症研究機構已經將七氯列入2B類物質，即「有可能致癌物」，而美國環境保護局認為動物實驗的結果不足以證實七氯會導致人類患上癌症，所以將其列為3B類。
美國從1980年代末即已禁用七氯，如今七氯產品的唯一商業用途是用於撲滅地下變壓器的紅火蟻。[9]飲用水和食品里的七氯含量都有嚴格標準,對飲用水的標準是七氯含量小於2微克/升，環氧七氯含量小於2微克/升。食物中的七氯含量要小於0.01ppm，牛奶要小於0.1ppm，供食用水產品要小於0.3ppm。職業安全和健康管理設定對每周工作五天，每天工作八小時的工作者，空氣中的七氯含量應小於0.5 mg/m3。[5]
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 T.S.S. Dikshith. Handbook of Chemicals and Safety. CRC Press. 2010: 225–226.
- ^ 蕾切爾·卡森. 寂静的春天. 上海譯文出版社. 2008年: 24.
- ^ 3.0 3.1 3.2 Plimmer, J. R. The Encyclopedia of Agrochemicals,(Vol. 3). John Wiley & Sons. 2003.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Michael A. Kamrin. Pesticide Profiles: Toxicity, Environmental Impact, and Fate. CRC Press. 1997: 271–272.
- ^ 5.0 5.1 5.2 ATSDR. Heptachlor and Heptachlor Epoxide - Fact Sheet (PDF). 2007 [2013-12-15]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-06-05）.
- ^ 6.0 6.1 Public Health Goal for Heptachlor and Heptachlor Epoxide In Drinking Water - Office of Environment Health Hazard Assessment (PDF). California Environmental Protection Agency. 1999 [2013-12-19]. （原始內容 (PDF)存檔於2009-05-04）.
- ^ 斯德哥尔摩公约对七氯的介绍. [2013-12-17]. （原始內容存檔於2013-11-09）.
- ^ Harmon, Katherine. New Mass-Screening Method Finds Additional Environmental Risks for Diabetes. Scientific American. May 2010.
- ^ Robert L. Metcalf. Insect Control, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim. 2002.