Agent Orange
Agent Orange was de codenaam voor een ontbladeringsmiddel dat in de Vietnamoorlog veelvuldig werd ingezet. Deze codenaam sloeg op de oranje band die om de containers zat waarin de Agent Orange opgeslagen was. Agent Orange werd ontwikkeld en voornamelijk geproduceerd door Monsanto. Hoewel Agent Orange al in 1940 voor het eerst werd geproduceerd, werd het in 1960 voor het eerst ingezet voor militaire doeleinden.
 |
Er wordt getwijfeld aan de feitelijke juistheid van het volgende gedeelte Raadpleeg de bijbehorende overlegpagina voor meer informatie, en pas na controle desgewenst het artikel aan. |
Agent Orange is een mix van de chemicaliën 2,4,5-trichloorfenoxyazijnzuur (2,4,5-T), 2,4-dichloorfenoxyazijnzuur (2,4-D), kakodylzuur en picloram. Bij de productie van 2,4,5-T ontstaat er ook dioxine. Deze chemicaliën worden dan ook nog gemixt met kerosine of diesel. 2,4,5-T en 2,4-D zijn auxines.
Agent Orange veroorzaakt onder andere de volgende ziektes: chlooracne, de ziekte van Hodgkin, verschillende soorten kanker in de luchtwegen, prostaatkanker, disfunctioneren van het perifere zenuwstelsel. Door het gebruik van Agent Orange werden er duizenden kinderen met bijvoorbeeld spina bifida (open rug) en andere misvormingen aan de ruggengraat geboren.
Inhoud |
Geschiedenis van Agent Orange [bewerken]
De geschiedenis van Agent Orange begon bij de ontdekking van 2,4,5-trichloorfenoxyazijnzuur (2,4,5-T). Dit leidde tot de productie op grote schaal van de herbicide met 2,4,5-T voor gebruik in de agrarische sector en het resulteerde uiteindelijk in de productie van Agent Orange tijdens de Vietnamoorlog.
De eerste synthese van 2,4,5-T staat op naam van Robert Pokorny in 1941. Het was bedoeld als een pesticide in de agrarische sector. In de jaren vijftig begon het chemische bedrijf Dow het op grote schaal te produceren. Deze massaproductie leidde bij hoge temperatuur tot het giftige bijproduct 2,3,7,8-tetrachloordibenzodioxine (TCDD), hier werd in 1966 over gepubliceerd. Dit bijproduct ontstond omdat het lastig is een uniforme temperatuur te behouden bij productie in grote ketels. In 1957, enkele jaren voor het gebruik ervan in Vietnam, werd het gezondheidsrisico van 2,4,5-T vervuild met dioxine ontdekt. Tijdens de Tweede Wereldoorlog en de Koreaanse Oorlog is het gebruik van 2,4,5-T al overwogen en de Britten gebruikte kleine hoeveelheden gedurende de Malayan emergency (1948-1960). Maar het eigenlijke gebruik van Agent Orange als militair doeleinde begon in 1962 onder leiding van de Verenigde Staten. De Noord-Vietnamese soldaten en Vietcong waren gewend aan de dichtbegroeide jungle en gebruikten die in hun guerrillatactieken. De Amerikanen hadden hier de grootste moeite mee en tijdens operatie ‘Ranch Hand’ wilden ze dit voordeel wegnemen door gebieden te bombarderen met Agent Orange. Hierdoor verloren planten en bomen hun bladeren. Ook akkers werden verwoest, om zo de voedselvoorziening te verhinderen. Uiteindelijk is van Agent Orange, de meest gebruikte verdelger, 45 677 937 liter ingezet met TCDD-gehaltes variërend van 0,05 tot 47 ppm.
Het gebruik van 2,4,5-T in herbiciden bleef ook na de Vietnamoorlog nog bestaan in Engeland en de Verenigde Staten. Pas vanaf 1983 zijn op 2,4,5-T gebaseerde herbicides van de markt gehaald en vervangen door dicamba en triclopyr.[2]
Algemeen [bewerken]
|
Er wordt getwijfeld aan de feitelijke juistheid van het volgende gedeelte Raadpleeg de bijbehorende overlegpagina voor meer informatie, en pas na controle desgewenst het artikel aan. |
Agent Orange is grofweg een mengsel van de twee fenoxylherbicides: 2,4-dichloorfenoxy- (2,4-D) en 2,4,5-trichloorfenoxyazijnzuur (2,4,5-T). Daarnaast bevat het kleine hoeveelheden van kakodylzuur en picloram. Deze vier stoffen op zich zijn niet erg toxisch voor de mens, maar bij de synthese van 2,4,5-T ontstaan ook kleine hoeveelheden 2,3,7,8-tetrachloordibenzo-p-dioxine (TCDD). Deze stof is erg toxisch voor de mens.
Agent Orange is een goed ontbladeringsmiddel maar heeft veel schadelijke effecten veroorzaakt onder de bevolking van Vietnam na de bombardementen tijdens de Vietnamoorlog. Dit komt door de verontreiniging met TCDD.
TCDD [bewerken]
Mechanisme van TCDD [bewerken]
Het mechanisme van TCDD (structuur zie fig. 1) op moleculair niveau werkt vaak via de aryl hydrocarbon receptor (AhR). AhR bevindt zich in het cytosol en is gebonden aan een heat shock protein (HSP) en aryl hydrocarbon receptor-interacting protein (AIP). AhR heeft verschillende functionele domeinen: ligandbinding, DNA-binding, een domein voor transactivering, binding van HSP, dimerisatie en nucleaire import/export. De geassocieerde eiwitten werken als chaperonnes: ze zorgen ervoor dat AhR in het cytosol blijft zodat het niet kan binden aan DNA. Als dioxine (TCDD) de cel binnenkomt, bindt het aan het complex van AhR, HSP en AIP. Door deze binding dissociëren HSP en AIP van AhR en wordt het AhR-dioxinecomplex de kern in getransporteerd. Daar dimeriseert het met de AhR nuclear translocater (ARNT). Door de binding aan ARNT kan het AhR-complex aan verschillende genen binden. Voornamelijk bindt het AhR-dioxine-ARNT-complex aan de DNA-sequentie upstream van het CYP1A1-gen. Dit zorgt voor een verandering in de chromatinestructuur waardoor het DNA af te lezen is. Kort gezegd induceert de binding aan DNA de transcriptie van het CYP1A1-gen. Dit resulteert in een verhoogde mRNA-productie en synthese van het apoproteïne CYP1A1. Andere voorbeelden van genen die geactiveerd worden zijn CYP1A2 en CYP1B1.
Naast de synthese van CYP1A1 zorgt TCDD ook voor de inductie van de synthese van heem. Het is noodzakelijk dat de hoeveelheid heem verhoogd wordt als de productie van het apoproteïne CYP1A1 omhoog gaat. De combinatie van heem en het apoproteïne van CYP1A1 geeft een functioneel enzym. De snelheidsbepalende stap in de heemsynthese, onder invloed van het enzym δ-aminolaevulinate synthetase, wordt geïnduceerd door TCDD. Dit is het resultaat transcriptie activatering van het gen dat codeert voor het enzym. Er wordt dus meer van het δ-aminolaevulinate synthetase geproduceerd waardoor de synthese van heem sneller gaat.
Als gevolg van de binding van heem in het nieuwe apoproteïne, neemt de heemconcentratie af wat leidt tot derepressie van het CYP1A1 gen. Dit gen zal een verhoogde mRNA-synthese laten zien wat weer leidt tot een hoger aantal nieuwe apoproteïne.
Het gevolg van TCDD is een veranderde genexpressie in de cel. Het verdere mechanisme is niet bekend.[3]
Symptomen van TCDD [bewerken]
TCDD is een van de giftigste stoffen die wij kennen: 10 mg is al dodelijk voor een mens. In zulke concentraties komt TCDD bijna nooit voor, in Agent Orange bijvoorbeeld is het een sterk verdund bijproduct. Lagere concentraties kunnen echter nog steeds gevaarlijk zijn. De symptomen van TCDD zijn pas enkele weken na de blootstelling zichtbaar. Bij de mens kan het huiduitslag veroorzaken (chlooracne) en neurologische aandoeningen zoals lusteloosheid of depressie. Verder kan gewichtsverlies optreden. Met name de schildklier en de lever worden aangetast. TCDD beïnvloedt ook het erfelijk materiaal wat kan leiden tot kanker of verminderde vruchtbaarheid.
Toxiciteit van TCDD [bewerken]
TCDD kan zorgen voor teratogene, immunologische en carcinogene effecten. Enkele LD50-waarden voor verschillende diersoorten zijn in tabel 1 te zien.
Tabel 1:Soort verschillen bij acute toxiciteit van TCDD[4] [5]
| soorten | LD50 (mg per kg lichaamsgewicht) |
|---|---|
| cavia | 0,5–2 |
| rat | 22–100 |
| muis | 114–284 |
| konijn | 10–115 |
| kip | 25–50 |
| rhesusaap | <70 |
| hond | >30–300 |
| hamster | 5051 |
Immunotoxiciteit van TCDD [bewerken]
TCDD onderdrukt het immuunsysteem en beschadigt epitheelcellen in de cortex van de zwezerik. Het gevolg is dat T-cellen niet kunnen rijpen, waardoor je gevoeliger bent voor infecties. TCDD zorgt er waarschijnlijk voor dat de Ca2+ concentratie in de cel omhoog gaat, door de influx te bevorderen. Het gevolg is dat bepaalde endonucleasen geactiveerd worden, wat weer resulteert in apoptose van de thymocyten. De binding aan de AhR-receptor lijkt ook een rol te spelen in dit mechanisme, maar het precieze mechanisme is nog niet bekend.[4] [6]
Effect op dieren van TCDD [bewerken]
Er bestaat een groot verschil in acute toxiciteit van TCDD per organisme. TCDD zorgt voor veel toxische effecten waarvan een deel wordt veroorzaakt door de reactie met de AhR. Kanker, gewichtsverlies, afwijkingen bij de geboorte en hormonale effecten zijn enkele van deze toxische effecten. De cavia is de gevoeligste soort, met een gevoeligheid die drie orden groter is dan die van de hamster. Toch lijkt dit niet te komen door verschil in de hoeveelheid AhR, aangezien de hoeveelheid in de lever van de cavia gelijk is aan die in de hamster. Het verschil in gevoeligheid zou kunnen ontstaat door een andere receptoraffiniteit, wat te zien is in muizenstammen. De C57Bl 6-muis heeft een grotere susceptibiliteit voor TCDD en andere polycyclische koolwaterstoffen, terwijl de DBA/2-muis een lagere respons vertoont. De oorzaak is dat het nonrespons allel Ahd expressie geeft tot een eiwit dat de affiniteit voor bindende liganden als TCDD verlaagt.
Voor de mens zijn nog geen vergelijkbare gegevens beschikbaar, maar de algemene opvatting is dat de mens minder gevoelig is dan de meeste laboratoriumdieren.[7]
2,4,5-trichloorfenoxyazijnzuur (2,4,5-T) [bewerken]
2,4,5-T is opgenomen in het Verdrag van Rotterdam. Dit heeft vooral het gevolg dat de im- en export aan strenge regels moet voldoen.
Toxiciteit van 2,4,5-T [bewerken]
2,4,5-T is voor mensen niet erg toxisch. Ook in dieren worden pas bij hoge dosis schadelijke effecten waargenomen. Goede informatie over de toxiciteit in mensen ontbreekt. Er is wel onderzoek gedaan naar medewerkers die zijn blootgesteld tijdens de productie van 2,4,5-T. Deze mensen hebben een verhoogde kans op het ontwikkelen van chlooracne. Dit is echter het gevolg van TCDD, de vervuiling die ontstaat tijdens de synthese van 2,4,5-T.
Dispositie 2,4,5-T [bewerken]
Er is een onderzoek geweest onder vijf mannelijke vrijwilligers. Deze hadden een enkele dosis van 5 mg/kg ingenomen. Gebleken is dat de klaring (uit het plasma) verliep via een eerste-ordeproces met een halfwaardetijd van 23,6 uur. Ook werd gevonden dat bijna al het 2,4,5-T wordt geabsorbeerd in het lichaam. Verder werd het onveranderd uitgescheiden in de urine, mogelijk vindt dus geen metabolisme plaats aan de stof. Ongeveer 65% van het opgenomen 2,4,5-T bleef in het plasma, waarvan weer 98,7% gebonden was aan eiwitten.
Proefdieronderzoek [bewerken]
Uit studies blijkt dat 2,4,5-T door zoogdieren wordt opgenomen via het maag-/darmkanaal en de longen. Absorptie via de huid is matig. De LD50 in ratten is 500 mg/kg. In ratten is de halfwaardetijd klein, 25 uur bij een dosis van 200 mg/kg Bij hoge dosis ontstaan verschillende uitscheidingsproducten in de urine, terwijl bij lage dosis het onveranderd wordt uitgescheiden via de urine. Dit betekent dat distributie, metabolisme en excretie bij hogere dosis veranderen.
Honden zijn het gevoeligste organisme met een LD50 van 100 mg/kg. In honden is de halfwaardetijd aanzienlijk groter, namelijk 77 uur. Naast excretie via de urine, werd ook excretie via de ontlasting waargenomen. Verder werden in de urine drie verschillende metabolieten aangetroffen. Waarschijnlijk is er dus een verschil in het metabolisme tussen ratten en honden, wat de hond gevoeliger maakt voor 2,4,5-T.[8]
Synthese van 2,4,5-T [bewerken]
Door tetrachlorobenzeen en natronloog samen te verwarmen onder druk ontstaat 2,4,5-trichloorfenolaat. Deze reactie verloopt in een mengsel van water en ethanol. Het ontstane 2,4,5-trichloorfenolaat kan vervolgens met chloorazijnzuur reageren tot 2,4,5-T. Dit gebeurt bij een temperatuur van 140 °C.
De temperatuur in deze tweede stap moet niet te hoog worden, want boven de 160 °C treedt een nevenreactie op. Hierbij reageren twee moleculen 2,4,5-trichloorfenolaat met elkaar tot tetrachloordioxine.[9]
2,4-dichloorfenoxyazijnzuur (2,4-D) [bewerken]
Geschiedenis van 2,4-D [bewerken]
2,4-dichloorfenoxyacetaatzuur, 2,4-D (structuur zie fig. 7) is een herbicide die in 1942 ontdekt werd en in 1944 op de markt kwam. Het is toxisch voor andijvieplanten, maar minder voor grassen.[10]
Gebruik van 2,4-D [bewerken]
2,4-D wordt voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van brede bladonkruiden in graangewassen, zoals tarwe, maïs en rijst. Het is ook veel gebruikt in combinatie met andere herbiciden voor onkruidbestrijding in de bosbouw, boomgaarden en niet-gewasgebieden en voor de controle van waterig onkruid. De fenoxy-zuurgroep van herbiciden is waarschijnlijk een van de meest gebruikte herbiciden. De Verenigde Staten, Zuid-Amerika, Europa en de voormalige Sovjet-Unie zijn belangrijke markten voor 2,4-D onkruidbestrijding.[10]
Cacodylinezuur [bewerken]
Geschiedenis van cacodylinezuur [bewerken]
Een andere naam voor cacodylinezuur is DMA (dimethylarseenzuur). De stof (structuur zie fig. 8) is in de 17e eeuw door Robert Bunsen ontdekt. Hij deed onderzoek naar de samenstelling van Cadet's fuming liquid. Dit werd gemaakt door arseen te laten reageren met kaliumacetaat. Bunsen ontdekte dat in het mengsel oxiden van arseen zaten.[11]
Toxiciteit van Cacodylinezuur [bewerken]
Cacodylinezuur is niet erg toxisch voor mensen. Er zijn hoge concentraties nodig om toxische effecten te ondervinden. De waargenomen toxische effecten zijn waarschijnlijk te wijten aan arsenaat.
Het cacodylinezuur wordt in het lichaam omgezet tot arseen. Dit kan vervolgens tot arsenaat worden omgezet. De omzetting is erg langzaam en het cacodylinezuur wordt snel uitgescheiden, dit heeft als gevolg dat de toxiciteit laag is.
Het cacodylinezuur wordt vooral via inhalatie geabsorbeerd, maar absorptie in het maag-darmkanaal en door de huid vindt ook plaats. Het ontstane arsenaat vermindert de ATP-productie van cellen.
Bij een incidentele inname van het cacodylinezuur zijn de eerste symptomen hoofdpijn, duizeligheid, misselijkheid, diarree en uitdroging. Uiteindelijk zal het leiden tot verminderde bloeddruk, stupor, verlamming en mogelijk tot de dood, afhankelijk van de dosis.
Bij chronische inname zijn de eerste symptomen onder andere gewichtsverlies, afwisselend diarree en constipaties, hoofdpijn, haaruitval en buikkrampen. Uiteindelijk kan het leiden tot levercirrose, atrofie van het beenmerg, nierschade en verlies van sensor en motor functies.[12]
Picloram [bewerken]
Geschiedenis van picloram [bewerken]
Picloram is een herbicide dat tot de familie van pyridinecarboxylzuren behoort. De stof is voor het eerst geregistreerd in 1964. De eerste fabrikant van picloram was DowAgroscience en het kwam op de markt onder de merknamen Tordon en Grazon. In 1995 werd picloram geregistreerd door de U.S. Environmental Protection Agency (EPA), wat betekende dat picloram de veiligheids- en gezondsheidstest had doorstaan.[13]
Gebruik van picloram [bewerken]
Picloram wordt gebruikt tegen andijvieplanten op weilanden en in herbebossingprogramma’s. Volgens schattingen van de EPA wordt jaarlijks tussen de 0,7 en 1,1 miljoen kilo gebruikt in de U.S.[13]
Structuur van picloram [bewerken]
Er bestaan drie vormen van picloram als herbicide. Picloramzuur (zie figuur 9) wordt voornamelijk gebruikt voor de fabricage van picloramtriisopropanolaminezout en het picloramkaliumzout.[13]
Herbicide [bewerken]
Picloram doodt planten door zich te gedragen als auxines, groeihormonen voor planten. Het is wel persistenter dan auxines en remt enzymen die normaal gesproken auxines afbreken: de plant krijgt teveel groeisignalen, wat tot gevolg heeft dat de normale groei van planten verstoord wordt. Dit wordt veroorzaakt door abnormale stimulatie en maturatie van weefsels waardoor de groei stopt en de wortels van de planten verslechteren. Dit leidt tot de dood van de plant.
De meeste andijvieplanten zijn gevoelig voor picloram, terwijl de meeste grassen resistent zijn. Gevoelige planten absorberen meer picloram dan resistente planten wat leidt tot een accumulatie in de groeiweefsels. Daarnaast vertraagt dit het metabolisme van picloram in wateroplosbare deeltjes.[13]
Dispositie in de mens [bewerken]
Picloram wordt snel geabsorbeerd door het maag-darmkanaal en wordt onveranderd uitgescheiden in de urine. De helft van het product werd binnen een dag uitgescheiden. Huidopname van picloram is minimaal en het accumuleert niet.[14]
Toxiciteit van picloram [bewerken]
1. Algemeen
Uit onderzoeken van de fabrikant van picloram blijkt dat alle drie de vormen een lage toxiciteit hebben. Maar uit andere testen kwam dat picloram toxischer is dan voorspeld. De orale mediane dodelijke dosis voor het kaliumzout in een experiment, uitgevoerd door EPA, was ongeveer vijf keer toxischer dan oorspronkelijk opgegeven: 690 mg/kg voor vrouwelijke ratten en 950 mg/kg voor mannelijke ratten. Picloram blijkt ook toxischer via inademing dan voorspeld was. Volgens EPA is picloram zuur geclassificeerd tot categorie I (meest toxisch) en de kalium- en triisopropanolaminezouten tot categorie II.[13]
2. Effecten op het immuunsysteem
Picloram en beide vormen van de picloramzouten worden door EPA gelabeld als stoffen die de huid kunnen sensibiliseren. Dit betekent dat een eerste blootstelling van de huid kan leiden tot een ernstigere reactie bij een latere blootstelling. Huidsensibilisatie door picloram is ook waargenomen bij de mens.[13]
3. Subchronische toxiciteit
Met subchronische toxiciteit wordt toxiciteit bedoeld die optreedt na expositie van enkele weken of maanden. Subchronische effecten worden gevonden in de lever, nieren, milt en de huid.[13]
4. Mutageniteit
Onderzoek van Dow AgroScience naar de mutageniteit van picloram blijkt een negatief resultaat op te leveren, hoewel een studie van de National Toxicology Program (uit Amerika, NTP) een ander resultaat opleverde. Chromosoomafwijkingen werden waargenomen in eistokcellen van hamsters die blootgesteld waren aan picloram. Ook waren de frequenties van Sister Chromatic Exchange (SCE) toegenomen. SCE’s zijn uitwisselingen van genetisch materiaal tijdens de celdeling tussen leden van een chromosoompaar. Ze zijn het gevolg van puntmutaties.[13]
5. Carcinogeniteit
Uit onderzoeken naar de carcogeniteit van picloram komen tegenstrijdige resultaten naar voren. EPA denkt dat het kankerrisico door de blootstelling aan picloram van de aanwezigheid van hexachloorbenzeen (HCB, zie fig. 10) komt. Picloram wordt namelijk tijdens de fabricage verontreinigd met HCB. HCB veroorzaakt lever-, schildklier- en niertumoren in laboratoriumtesten. De meeste blootstelling aan HBC komt door het eten van rundvlees of het drinken van melk van runderen die grazen op een met picloram behandeld grasveld.
Het NTP concludeerde dat het voeden van vrouwelijke ratten met picloram leidde tot levertumoren.[13]
Effect op dieren van picloram [bewerken]
- Op vogels: picloram is praktisch gezien niet toxisch voor vogels. De acute orale LD50 is groter dan 2000 tot 5000 mg/kg in eenden, fazanten en kwartels. Er werd zelfs geen mortaliteit gezien bij de hoogste dosis.
- Op waterorganismen: picloram is licht tot matig toxisch voor vissen en ongewervelde waterdieren. De waargenomen 96 uur durende LC50 waardes van picloram zijn 19,3 mg/L in regenboogforrel en 14,5 mg/L in zonnebaars. De 48-uurse LC50 in daphnia is 50 mg/L; dit impliceert matige toxiciteit.
- Op bijen: niet toxisch. [14]
Noten
Externe link |
 |
Zie de categorie Dioxins van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden. |
