Klooratuissa hiilivedyissä on hiilivetymolekyylien vetyatomeja korvattu klooriatomeilla. Ympäristövaikutuksilta tunnetuimpia kloorattuja hiilivetyjä ovat DDT, PCB-aineet, dioksiinit ja kloorifenolit. Kloorattuja hiilivedyillä on paljon hyviä ominaisuuksia, kuten hyvä lämmönkestävyys ja kemiallinen pysyvyys. Niillä on paljon käyttökohteita torjunta-aineista eristemateriaaleihin. Vähitellen kuitenkin kloorattujen hiilivetyjen haitallisuus ympäristölle havaittiin. Erityisen ongelmalliseksi muodostui niiden kemiallinen pysyvyys ja rikastuminen ravintoketjujen yläpäähän. Rikastuminen ravintoketjujen yläpäähän johtuu siitä, että monet klooratut hiilivedyt ovat rasvaliukoisia eivätkä siten helposti poistu elimistöstä.  Lisäksi nämä myrkyt leviävät kaikkialle maapallolle. DDT:tä on löydetty jopa Etelänapa-mantereen pingviineistä. Itämeressä DDT- ja PCB-pitoisuudet olivat suurimmillaan 1970-luvun loppupuolella, mutta näiden aineiden käyttörajoituksten tullessa voimaan pitoisuudet laskivat jyrkästi:

Kuva. Perämeren silakan PCB-pitoisuuksia (alkuperäiskuva: Graafinen Oy Maanpiiri)

DDT

DDT:n nimi tulee sen koko nimestä diklooridifenyylitrikloorietaani. DDT:n tehokkuus hyönteismyrkkynä havaittiin jo 1930-luvun lopussa ja aluksi sitä pidettiin vaarattomana nisäkkäille. DDT:n keksijä, sveitsiläinen Paul Müller, sai Nobelin lääketieteen palkinnon keksinnöstään vuonna 1948. DDT:llä saavutettiin hyviä tuloksia viljelyskasveja tuhoavien hyönteisten ja malariaa levittävien horkkahyttysten torjunnassa.  Suomessakin DDT oli käytössä kauppanimellä "Täystuho". Sitä käytettiin menestyksekkäästi luteiden ja torakoiden torjuntaan asunnoista.

DDT:n ympäristölle haitalliset vaikutukset havaittiin nopeasti. DDT-pitoista kalaa syövien petoeläinten, kuten esimerkiksi hylkeiden ja petolintujen lisääntyminen vaarantuu, koska DDT häiritsee niiden hormonitasapainoa. Nisäkkäillä esiintyy keskenmenoja ja linnunmunien kuori ohenee ja lisäksi kuoriutumattomien munien osuus kasvaa.

DDT:n käyttö on useimmissa teollisuusmaissa kielletty lailla (Suomessa vuonna 1977), mutta kehitysmaissa se on monien sukulaisaineidensa tavoin yhä käytössä halpuutensa ja tehokkuutensa vuoksi.  Malarian torjunnassa kehitysmaissa DDT:llä on ollut ratkaiseva rooli. Tosin nykyään monet tuhohyönteislajit ovat nopeasti kehittyneet vastustuskykyiseksi DDT:lle.

DDT:n lisäksi käytössä on lukematon joukko muita orgaanisia torjunta-aineita. Nämä luokitellaan niiden käyttökohteen mukaan seuraavasti:

insektisidit = hyönteisten torjunta-aineet
rodentisidit = jyrsijöiden torjunta-aineet
ararisidit = punkkien torjunta-aineet
herbisidit = rikkakasvien torjunta-aineet
fungisidit = sienien ja sienitautien torjunta-aineet

PCB-aineet

PCB-aineiksi sanotaan polykloorattuja bifenyylejä (engl. polyclorated biphenols). Erilaisia PCB-aineita on syntetisoitu yli 200 erilaista. Bifenyylissä on kaksi bentseenirengasta liittyneenä yhteen.

Kuva. Bifenyylirakenne.

PCB-aineilla on hyviä ominaisuuksia: Niillä on korkea kiehumispiste ja suuri viskositeetti ja ne eivät reagoi helposti muiden aineiden kanssa. Tämän takia niitä on käytetty sähkölaitteissa, kuten kondensaattoreissa ja muuntajissa eristeenä sekä muovien pehmittiminä. Lukuisten käyttökohteidensa takia yksiomaan USA:ssa PCB-aineita on tuotettu yli 600 000 tonnia. PCB-aineiden välitön myrkyllisyys esimerkiksi ihmisille on pieni, mutta rikastuessaan ravintoketjujen huipulle ne aiheuttavat pahoja ongelmia. Jo hyvin pieni pitoisuus naarashylkeen rasvassa johtaan nopeasti hedelmättömyyteen.

Kuva. Pentakloori ja heksaklooribifenyyli

PCB-aineita ei saa enää tuottaa useimmissa teollisuusmaissa, mutta niitä on kuitenkin vielä runsaasti jäljellä esimerkiksi muuntajissa. Ongelmalliseksi PCB-aineet tekee se, että niiden palaessa liian alhaisessa lämpötilassa (600 - 900 °C), syntyy erilaisia "supermyrkyiksi" luokiteltavia furaaneja ja dioksiineja. Tämän takia PCB-aineet täytyy tuhota ongelmajätelaitoksissa, joissa palamislämpötila on riittävän korkea.

Dioksiinit

Dioksiinit ja niiden sukulaisaineet furaanit ovat todellisia supermyrkkyjä, koska ne vaikuttavat haitallisesti jo hyvin pieninä pitoisuuksina. Dioksiineja pääsee luontoon pääasiassa kloorivalkaisuja käyttävien paperitehtaiden jätevesien mukana. Rasvaliukoisina aineina dioksiinit kertyvät elimistön rasvakudoksiin. Tutkituin dioksiini on yhdiste nimeltä 2,3,7,8-TCDD:

Klooriatomit voivat liittyä bentseenirenkaisiin hyvin monella tavalla ja tämän takia dioksiineja on hyvin paljon erilaisia. Dioksiinit ovat ongelmallisia aineita tutkia, koska ne vaikuttavat yhdisteestä riippuen hyvin eri tavalla. Testattaessa samaa dioksiinia marsuihin ja hamstereihin havaittiin, että marsut olivat 1000 kertaa herkempiä aineelle kuin hamsterit. Vähiten herkkä rottakanta sietää 300 kertaa suuremman dioksiiniannoksen kuin herkin. Jopa koe-eläimen sukupuolella näyttää olevan merkitys dioksiinin sietokykyyn.

Ihminen ei ilmeisesti kuitenkaan ole kovinkaan herkkä dioksiineille. Yhdenkään ihmisen ei tiedetä kuolleen dioksiininen altistukseen. Ainoa varmasti havaittu dioksiininen vaikutus on ns. klooriakne, iho-oire, jota havaittiin Italian Seveson dioksiinionnettomuudessa vuonna 1976. On kuitenkin epäilyjä, että dioksiinit vaikuttaisivat sikiövaurioita.

Kloorifenolit

Kloorifenolit ovat myrkyllisiä sekä kasveille, eläimille että ihmisille. Niitä käytettin 1930-luvulta 1980-luvulle puutavaran sinistymisen estämiseen sahoilla. Esimerkiksi sinistymisenestoaine "KY5" sisälti 5-10 % pentakloorifenolia. Ainetta käytettiin arviolta 300 suurella ja 10 000 pienellä sahalla ympäri Suomea.

Pentakloorifenolin myrkytysoireita ovat hengitysvaikeudet, kouristukset sekä vauriot hermostossa, sydänlihaksessa ja munuaisissa. Työssään altistuvilla kloorifenolit ovat aiheuttaneet mm. klooriaknea ja ihon punoitusta. Sahoilla käytettyjen kloorifenolien on todettu aiheuttaneen syöpää ja perinnöllisyyden muutoksia. Kloorifenolien hajoaminen luonnossa on erittäin hidasta ja lopulta ne kasaantuvat vesistöjen pohjalle ja maaperään. Suomessa on satoja vanhoja saha-alueita, jotka ovat "KY5"-sinistymisenestoaineen saastuttamia. Esimerkiksi Kärkölässä kloorifenolit pilasivat täysin vedenottamon juomaveden. Kloorifenolien arvellaan olevan peräisin läheiseltä sahalta, jossa niitä käytettiin "KY5":n muodossa 1930-luvun lopusta aina vuoteen 1984 saakka. Kloorifenolipitoisuus pohjavedessä oli 140 mikrogrammaa litrassa, kun sallittu pitoisuus oli vain 10 mikrogrammaa litrassa. Läheisen järven kalat julistettin syömäkelvottomaksi. Onnettomuus on kallein Suomessa maalla tapahtunut ympäristökatastrofi. "KY5":n käyttö kiellettiin kokonaan vasta vuonna 1989.