다이옥신은 물에는 거의 녹지 않지만, 지방에는 잘 녹는다. 고래나 돌고래 지방은 매우 두터운 층으로 되어있는데, 이 지방층에 고농도의 다이옥신이 축적되어 있다는 것은 잘 알려져 있다. 인간들의 체내에 흡수되는 다이옥신은 주로 지방조직에 축적된다. 그러나 같은 성, 같은 연령이라면, 식사 등에서 매일 체내에 흡수되는 다이옥신의 양이 동일하기 때문에, 지방층이 두터운 살이 찐 사람 쪽이. 지방층이 얇은 여윈 사람보다도 다이옥신이 체내의 여러 곳에 분산 축적되어 오염농도가 낮게 나타난다. 또한 같은 연령이라면, 여성은 남성보다도 식사 등에서 매일 섭취하는 다이옥신의 양도 작고, 또한 지방함유량도 많기 때문에 오염농도가 낮은 경향이 있다.
유기용매에도 잘 녹는다. 예를 들면, 2, 3, 7, 8 - 사염화다이옥신은 지용성 용매인 염화메칠렌(1.8 109ng/l), 클로로포름(5.5 108ng/l), 벤젠(4.7 108ng/l) 등과 같은 물질에 녹는다. 다이옥신이 유기용제에 잘 녹기 때문에, 다이옥신을 검출·분석할 때는 이들 용액을 용제로 사용한다. 지방에 용해되기 쉽다는 성질은, 인간을 비롯한 동물의 체내에 축적되기 쉽다는 결과를 초래한다. 이들 다이옥신의 물리적 성질에서 알 수 있는 것처럼, 다이옥신은 환경 속에서 극히 안정된 화합물, 요컨대 난분해성의 환경오염 화학물질인 것이다.
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