Dioxin và dibenzofurans được tạo ra trong quá trình thiêu hủy chất thải và một phần từ nước thải Từng được cho là một trong những chất gây ung thư mạnh nhất được biết, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) có liên quan đến sản xuất của 2,4-D và 2,4,5-acetic trichloro- phenoxy acid (2,4,5-T), hexacholorophene, và thuốc trừ sâu khác có 2,4,5-T như là một tiền chất. Hiện nay cho rằng TCDD là ít nguy hiểm gây ung thư và gây quái thai, nhưng những rủi ro không phải ung thư bao gồm bệnh tiểu đường, giảm chỉ số IQ và các tác động hành vi có thể quan trọng hơn. Cấu trúc của TCDD (Hình 20.11) và độ tan trong nước thấp, 0,002 mg / l, dẫn đến sự ổn định của phân tử này trong môi trường Mặc dù phân hủy sinh học vi khuẩn và nấm của TCDD đã được chứng minh , mức độ phân hủy sinh học là rất tối thiểu . Ví dụ, một hỗn hợp của sáu chủng vi khuẩn phân lập từ đất nhiễm TCDD thu được từ Seveso , Ý, đã có thể sản xuất một chất chuyển hóa hiếu khí coi là 1-hydroxy- TCDD ( Phillippi et al. , 1982). Tuy nhiên , ít hơn 1% của TCDD ban đầu đã bị phân hủy trong 12 tuần. Vì đây là những cao phân tửclo ,nên phải tập trung vào khử clo trong điều kiện yếm khí để bắt đầu phân hủy sinh học . ( Kao et al. , 2001). Biphenyl không có clo tương tự hoặc kết hợp của polychlorinated biphenyls (PCBs) , được mô tả lần đầu vào năm 1881 (Waid 1986). PCBs bao gồm nhiều cách khác nhau của biphenyls thế clo trong đó , về mặt lý thuyết , có 209 đồng phân có thể. Chỉ khoảng 100 thực sự tồn tại trong tự nhiên . Khả năng hòa tan dung dịch nước của biphenyl là 7,5 mg / l , và bất kỳ nhóm thế clo làm giảm độ tan trong nước . Nhìn chung, độ tan trong nước của monochlorobiphenyls khoảng 1-6 mg / l , cho dichlorobiphenyls phạm vi là 0,08-5 mg / l , và cho hexachlorobiphenyl khả năng hòa tan chỉ là 0,00095 mg / l.
Đến năm 1930, vì sự ổn định khác thường của chúng, PCBs được sử dụng rộng rãi như các loại dầu chịu nhiệt không cháy trong các hệ thống
truyền nhiệt, như chất lỏng và chất bôi trơn thủy lực, chất lỏng như biến áp, trong tụ điện, như chất dẻo nguyên liệu bao bì thực phẩm, và như phụ gia dầu khí. PCBs đã được sử dụng như là hỗn hợp các chất đồng phân khác nhau như clo và bán trên thị trường dưới tên thương mại khác nhau, ví dụ như, Aroclor (Mỹ), Clophen (Tây Đức), Phenoclor (Italy), Kanechlor (Nhật Bản),Pyralene (Pháp), và Soval (cựu U.S.S.R.). Doanh số bán hàng trong nước Mỹ Aroclors 1221-1268 (nơi hai con số cuối cùng chỉ ra clo%) đã đi từ 32 triệu bảng 1957-80.000.000 bảng Anh trong năm 1970, với sự pha trộn phổ biến nhất là 1242. PCB sử dụng trong máy biến áp và tụ điện chiếm khoảng 50% của tất cả các Aroclors sử dụng.
Sử dụng PCBs đã dẫn đến sự tích tụ của chúng trong môi trường từ bãi rác thải, sự cố tràn và là kết quả của quá trình sản xuất PCB (xem
Trường hợp nghiên cứu 20,1). Mặc dù một số phân hủy PCB xảy ra, nó bị hạn chế bởi khả dụng sinh học thấp, do tính bền vững của đồng đẳng clo PCB cao trong điều kiện hiếu khí, và sự phân hủy không đầy đủ trong điều kiện yếm khí. Các nghiên cứu sâu rộng đã được thực hiện để hiểu phân hủy PCB đã gợi ý một số chiến lược cho thúc đẩy phân hủy sinh học.Trong số này hứa hẹn nhất là việc sử dụng một quá trình kỵ khí-hiếu khí liên tục đầu tiên cho phép loại bỏ clo sử dụng
halorespiration và sau đó cho phép mineraliza hóa của đồng đẳng ít clo (Phần 20.7.3).
Trường hợp nghiên cứu 20.1 Polychlorinated biphenyls
Một tai nạn nhà máy sản xuất dầu gạo tại Nhật Bản vào năm 1968 mang PCBs sự chú ý quốc tế. Trong các nhà máy, các đường ống trao đổi nhiệt dùng để xử lý dầu gạo chứa PCBs và các chất lỏng trao đổi nhiệt. Không được chú ý , một đường ống trao đổi nhiệt đã phá vỡ và rò rỉ PCBs vào
một lô dầu gạo , sau đó được đóng gói và tiêu thụ bởi người dân địa phương . Dầu gạo nhiễm độc hơn 1000 người , tạo ra một quang phổ của các triệu chứng bao gồm chloracne , nướu và móng đổi màu , sưng khớp , tiết sáp từ tuyến mí mắt, và hôn mê. Kết quả là, các thực phẩm và Cục Quản lý dược Mỹ (FDA) ban hành mức độ cho phép PCBs trong các sản phẩm thực phẩm và đóng gói , và Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA ) dưới TOSCA , ban hành quy định về việc sử dụng PCB. Điều này làm giảm đáng kể sản xuất trong nước và sử dụng PCB. Mặc dù giảm sử dụng , PCBs vẫn đặt ra một môi trường vấn đề bởi vì chúng không chỉ ổn định về mặt hóa học , chúng cũng chống phân hủy sinh học . Bởi vì sự sử dụng PCBs trước đâycao , PCBs đã tích lũy được trong môi trường.