Физико-химические и химические свойства соединений диоксинового ряда изучены уже сравнительно подробно. Это позволяет предметно обсуждать и решать вопросы их поведения в различных средах, а также предложить методы определения и способы защиты от их неконтролируемого распространения в природе.

II.1. Структурное многообразие. Изомерия

Решение практических вопросов органического анализа и токсикологии диоксиновых ксенобиотиков существенно осложняется их структурным многообразием - сложностью изомерного и гомологического состава. Некоторое представление об этом дает табл.1, в которой обобщены данные о полном гомологическом и изомерном составе нескольких серий диоксинов (см. схемы 1 и 2; учтены данные работ [251,288,302]).

Родоначальник всей совокупности этих веществ - 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин (I) - это всего лишь один из 22 возможных изомеров ТХДД [288]. Равным образом 2,3,7,8-тетрахлордибензофуран (II) - это лишь один из 38 возможных изомеров ТХДФ. В целом же совокупность однороднозамещенных полихлор- и полибромдибензо-n-диоксинов и дибензофуранов III-VI включает 420 индивидуальных веществ [288,302]. Изомерный состав смешанных хлорбромсодержащих диоксинов VII и VIII еще богаче [302].

Ситуация с полигалогенированными бифенилами аналогична. Однороднозамещенные ПХБ XII включают 209 гомологов и изомеров [12]. Столько же соединений входит в ряд полибромбифенилов (ПББ), а также в ряды однороднозамещенных галогенированных азобензолов XIII и их азоксианалогов XIV. Число гомологов и изомеров в ряду галогенированных нафталинов XXIII совпадает с таковым в собственно диоксинах.

В табл.1 для полноты картины включены также данные о соединениях IX-XI. В принципе ксантены и ксантоны не имеют пока серьезного значения для природных процессов, тогда как бифенилены могут окисляться до более традиционных ксенобиотиков ПХДД и ПХДФ. Однако и эти классы веществ в последние десятилетия стали объектом рассмотрения как возможные компоненты микровыбросов современных технологий [306,307]. Однако вопрос о присутствии в микровыбросах новых сложных галогенированных ароматических соединений остается предметом обсуждения [379].

Особо опасными для человека и природы являются главным образом тетра-, пента-, гекса-, гепта- и октазамещенные диоксины, содержащие атомы галогенов в латеральных положениях 2,3,7,8. В ряду полигалогенированных дибензо-n-диоксинов III, V и VII их всего 351, а в ряду полигалогенированных дибензофуранов IV, VI и VIII число гомологов и изомеров возрастает до 667. И хотя далеко не все из этих 1018 наиболее опасных веществ фактически попадают в сферу человеческого обитания, одни лишь количества свидетельствуют о масштабах трудностей, возникающих в связи с необходимостью идентификации и определения в различных объектах живой и неживой природы наиболее опасных десятков и сотен диоксинов среди тысяч им подобных веществ.

Структурное разнообразие диоксиновых ксенобиотиков создает определенные трудности в их систематике. В связи с этим сделана попытка упростить проблему путем нумерации веществ каждого ряда. Так, при работе с ПХБ введено цифровое обозначение каждого из гомологов и изомеров [380]. В частности, три наиболее токсичных соединения этого ряда получили в системе IUPAC следующие обозначения:

Дополнительные трудности могут быть обусловлены наличием в микровыбросах существующих технологий функционально замещенных диоксинов, содержащих вместо атома галогена группы NO2, NH2, Alk и др. В ряде случаев оказалось, что это - высокоопасные вещества [142]. Среди них встречаются, однако, и конкурентные антагонисты высокотоксичных диоксинов, снижающие эффект последних [381,382]. Это также может привести к увеличению объемов аналитических работ, их усложнению из-за расширения фона и ограничений на использование биологических методов анализа.