Các clobenzen được liệt kê như các hợp chất độc hại và độc tính của chúng tăng dần với sự gia tăng về số lượng của các nguyên tử clo trong vòng benzen. Chúng rất bền và phản ứng dễ dàng với các mô trong gan và thận. Pentaclobenzen và hexaclobenzen được phân loại là chất gây ung thư có thể xảy ra do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ. Do độc tính của một số clobenzene, nên được xếp hạng trong danh sách của các chất ô nhiễm cần loại bỏ [5, 6]
Các CBz có thể hấp thụ vào con người và động vật thông qua con đường tiêu hóa, hô hấp và hấp thụ qua da. Sau khi hấp thụ các CBz nhanh chóng phân bố đến các cơ quan, phân bố chủ yếu trong mô mỡ và tồn tại trong một thời gian dài, với số lượng nhỏ trong gan và các cơ quan khác [37].
Một số hợp chất CBz đã được chứng minh có thể hấp thụ qua nhau thai, và đã được tìm thấy trong não của thai nhi. Nói chung, sự phân bố của các đồng loại nhiều clo lớn hơn các đồng loại còn lại. Ở người và động vật, hợp chất CBz bị chuyển hóa
thành các aren oxit. Aren oxit có khả năng phản ứng cao bị hidrat tạo thành các sản phẩm hydroxyl hóa, từ đó chuyển hoá tiếp thành các clophenol, hoặc chuyển hoá thành các thioete nhờ glutathion. Các hợp chất clophenol có thể được bài tiết trong nước tiểu dưới dạng axit mercapturic, hoặc axit hoặc sulfate như glucuronic tiếp hợp. Các hợp chất TeCB và PeCB, HCB được chuyển hóa với một tốc độ chậm hơn và ở lại trong các mô trong thời gian dài hơn so với các đồng loại monoclo- đến triclo-
. Một số CBz gây ra một loạt các phản ứng dưới tác dụng của enzym như tham gia oxy hóa khử, liên hợp và thủy phân. [3, 37, 38]
Các nhóm từ diclobenzen đến triclobenzen đã được chứng minh là gây ra kích ứng với mắt, đường hô hấp, kích ứng da, rối loạn huyết học bao gồm thiếu máu và bạch cầu, tổn thương gan, nội tiết ở người, khi tiếp xúc với nồng độ lớn hơn 100 ppm. Đặc biệt trẻ em dễ bị tổn thương hơn sau khi tiếp xúc với các CBz. Các clobenzen có thể được hấp thụ qua đường miệng, da là những con đường chính để tiếp xúc với con người [3, 30, 34, 38, ]. Khi tiếp xúc qua đường hô hấp với nồng độ cao sẽ dẫn đến đau đầu và chóng mặt, kích thích thị giác [3]. Tương tự như các đồng loại clobenzen, hợp chất TeCB cũng được chứng minh là gây ra cả hai tác động tiêu cực mãn tính và cấp tính với sinh vật trên cạn và dưới nước. Tất cả ba đồng phân của 1,2,4,5-TeCB, 1,2,3,4-TeCB và 1,2,3,5-TeCB được coi là độc hại đối với môi trường và con người do đặc tính bền trong không khí, phân bố sinh học và có khả năng phát tán rộng trong không khí. Các nghiên cứu được tiến hành trên động vật cho thấy TeCB gây ảnh hưởng tổn thương trong gan, tuyến giáp, thận và phổi của chuột khi tiếp xúc qua đường miệng ở nồng độ từ 500 ppm, trong đó 1,2,4,5-TeCB là đồng phân độc nhất; nồng độ cao nhất trong chất béo và gan [39].
Các đồng loại từ diclo đến tetraclobenzen được US EPA xếp vào nhóm các chất không gây ung thu cho con người, do không có đủ dữ liệu về các nghiên cứu trên động vật và con người [4]. Trong khi đó đồng loại PeCB và HCB đã được Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC) và Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) phân loại là chất có thể gây ung thư nhóm 2B và cần loại bỏ [3]. Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã đưa ra khuyến nghị về ngưỡng hấp thu hàng ngày cho phép của PeCB đối với con người mà không gây ảnh hưởng đến sức khỏe (TDI - Tolerable Daily Intake) là 0,5 ng/g trọng lượng cơ thể. Giá trị TDI này được tính toán dựa trên
liều lượng ảnh hưởng thấp nhất được quan sát thấy (LOAEL) chia cho hệ số không 11
chắc chắn (uncertainty factor) 300 [8]. PeCB được phát hiện có trong sữa và tích luỹ trong nhau thai bà mẹ, theo WHO- IPCS (1991), hàm lượng PeCB trong sữa mẹ nằm trong khoảng 1 - 5 ng/g [37]. PeCB cũng phát hiện được trong mô bụng, vú và mô mỡ của 27 đàn ông và phụ nữ Phần Lan [40]. Cộng đồng các quốc gia Châu Âu liệt PeCB vào danh sách các hợp chất rất độc với sinh vật nước [41]. Dữ liệu về độ độc cấp tính của PeCB với sinh vật nước ngọt hiện có với tảo, giáp xác và cá. Giá trị LC50 cho sinh vật nước ngọt là 250 µg/l đối với cá. Giá trị độ độc cấp tính thấp nhất với cá nước ngọt EC50 là 100 µg/l. Giá trị độ độc mãn tính thấp nhất là 2 µg/l với cá nước ngọt. Liều lượng không quan sát thấy ảnh hưởng (NOEC) thấp nhất là 10 µg/l cho loài giáp xác. Những số liệu độc cấp tính và mãn tính hiện có đối với cả sinh vật nước mặn. Giá trị độ độc cấp tính thấp nhất với giáp xác nước mặn LC50 là 87 µg/l. Giá trị độ độc mãn tính thấp nhất là 14 µg/l với giáp xác nước mặn [42].
Trong 12 hợp chất clobenzen thì hexaclobenzen là chất gây độc nhất cho sinh vật và con người. Theo QCVN08:2008/BTNMT (B1), mức dư lượng tối đa cho phép trong đất là 0,01 mg/kg đất khô theo QCVN:04:2008/BTNMT; trong nước mặt là 0,13 ug/l [28]. Ở động vật và con người, HCB tích tụ trong mô giàu lipid, chẳng hạn như mô mỡ, vỏ thượng thận, tủy xương, da và một số mô nội tiết, và có thể truyền cho con qua nhau thai và qua sữa mẹ [31, 43]. Một số nghiên cứu trên động vật thí nghiệm cũng đã xác định được biến đổi sinh học của động vật có vú tạo ra các sản phẩm chuyển đổi của hexaclobenzene. HCB được chuyển hóa chậm thành pentaclophenol bằng hệ thống enzym P-450 trong gan kết hợp với glutathione để tạo ra một liên hợp glutathion và cuối cùng là pentaclothiophenol, hoặc khử clo để tạo thành pentaclobenzen. Các chất chuyển hóa khác bao gồm benzen clo, clophenol, và benzen Pentaclophenol, sau đó chuyển đổi thành tetraclohydroquinone.Các hợp chất HCB, PeCB và pentaclophenol đã được tìm thấy trong huyết thanh của các trẻ mẫu giáo (4 tuổi) trong hai khu vực, từ thị trấn Flix, Tây Ban Nha, nơi có nồng độ khí quyển chứa HCB và từ Menorca, ở quần đảo Balearic, một khu vực nông thôn không tiếp xúc với bất kỳ nguồn nào chứa HCB. Cả hai khu vực đều không có nguồn tiếp xúc với pentaclophenol, mức nồng độ HCB và pentachlorophenol ở trẻ Flix cao hơn so với khu vực Menorca. Sự tương quan giữa nồng độ HCB và pentaclophenol ở trẻ em Flix cho thấy mối quan hệ chuyển hóa từ các tiền chất của các hợp chất clobenzen [3, 44, 45].
Bằng chứng về sự nhiễm độc HCB đã được tìm thấy trong các nghiên cứu đối với người dân tiếp xúc qua đường ăn uống ở Đông Nam Anatolia, Thổ Nhĩ Kỳ. Trong những năm 1950, khi người dân ăn bánh mì làm từ ngũ cốc sử dụng thuốc trừ sâu HCB gây ra một đại dịch trong khu vực này. Liều lượng hấp thu qua đường ăn của HCB được ước tính là trong khoảng 0,05 - 0,2 g/ngày, tương đương với 0,7 - 2,9 mg/kg/ngày cho một người trung bình 70 kg. Kết quả khám lâm sàng của tất cả bệnh nhân bao gồm cả chuyển hóa porphyrin cao, tổn thương da, nhiều hiệu ứng thần kinh, gan lớn, và tuyến giáp to lên [3]. Tỉ lệ tử vong xảy ra ở trẻ dưới 2 tuổi là 95%, do chúng được bú sữa mẹ đã ăn bánh mì bị ô nhiễm. Trẻ sơ sinh bị ngộ độc bị một tình trạng gọi là Yara Pembe (các tổn thương da hình khuyên ban đỏ). Các trường hợp tử vong trẻ sơ sinh chủ yếu liên quan đến suy tim, phổi, co giật... Ở trẻ em trong độ tuổi từ 6 đến 15 tuổi, đã phát hiện ra căn bệnh được gọi là kara Yara . Hiện tượng này xuất hiện sau khoảng 6 tháng tiếp xúc; triệu chứng bao gồm loét da, tăng sắc tố và rậm lông (tăng trưởng của tóc với số lượng và vị trí bất thường), tỷ lệ tử vong là 10% [3].
Qua các tài liệu nghiên cứu và kết quả báo cáo của các Quốc gia có thể thấy, các hợp chất clobenzen đều có thể gây ảnh hưởng, tác động xấu đến sức khỏe của con người, động vật và môi trường.