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1、多氯聯(lián)苯概述摘要:多氯聯(lián)苯具有高毒、難降解、強(qiáng)脂溶和生物累計(jì)等特性,被聯(lián)合國列為第一批持久性有機(jī)污染物,本文就多氯聯(lián)苯的性質(zhì)、來源、分布及遷移轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和國內(nèi)外的最新研究進(jìn)展等方面進(jìn)行了探討和研究。關(guān)鍵詞:多氯聯(lián)苯;性質(zhì);來源分布;化學(xué)轉(zhuǎn)化1多氯聯(lián)苯簡介多氯聯(lián)苯(PCBs)是廣泛存在于環(huán)境中的持續(xù)性有機(jī)污染物,它是以聯(lián)苯為原料在金屬催化劑作用下,高溫氯化合成的氯代聯(lián)苯同系物與商業(yè)混合物的混合體系。PCB的分子式為Cl2H10-m-nClm+n(m+n<10),根據(jù)氯原子取代數(shù)目和取代位置的不同,PCB共有209種同系物。Mills等對它們進(jìn)行了
2、編號,從1-209,其中,大概有180種PCB的同系物是以混合物的形式存在【1】。圖1多氯聯(lián)苯的分子結(jié)構(gòu)1.1多氯聯(lián)苯的物理性質(zhì)根據(jù)氯原子取代數(shù)目的不同,PCBs的存在狀態(tài)從流動的油狀液體至白色結(jié)晶固體或非結(jié)晶性樹脂,并具有有機(jī)氯的氣味。PCBs的Mr在188.7~498.7之間,比重為1.4~1.5(30℃),密度為1.44g/cm3(30℃),沸點(diǎn)340~375℃。PCB極易溶解于非極性的有機(jī)溶劑和生物油脂,PCBs在水中的溶解度極小,25℃的Sw為0.01~0.0001ug/L,并且Sw值隨著氯化程度的增加而減小。1.2多氯聯(lián)苯的化學(xué)性質(zhì)PC
3、Bs遇高熱分解放出有毒的煙氣,甚至分解為毒性更大的物質(zhì)。它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但遇到紫外光會發(fā)生反應(yīng),能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)。Arodorl254不能與強(qiáng)氧化劑共存,它能夠攻擊一些塑料、橡膠以及涂料等,具有耐熱、抗氧化的性質(zhì)以及耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的攻擊等特點(diǎn)【1】。1.3多氯聯(lián)苯的環(huán)境特性1.3.1長期殘留性也稱為持久性,PCBs由于化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,耐熱性極強(qiáng),對于自然條件下生物代謝、光分解、化學(xué)降解等都具有很強(qiáng)的抵抗能力,一旦其排放進(jìn)環(huán)境中便會長久存在,且一般條件很難將其分解。1.3.2生物蓄積性PCBs具有低水溶性且高脂溶性的特點(diǎn),因而能在脂肪中進(jìn)行生物蓄積,
4、從而導(dǎo)致其從周圍媒介中富集到生物體內(nèi),并且通過食物鏈的生物放大作用在食物鏈的高營養(yǎng)級達(dá)到中毒濃度。1.3.3半揮發(fā)性PCBs可以從土壤或者水體中通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣環(huán)境或吸附在大氣顆粒物上,在大氣環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)距離的遷移,所具備的揮發(fā)性適度又使之不可能永久停留在大氣中,并能通過沉降重新回到地面,使得PCBs分布幾乎遍及世界的各個(gè)角落,造成全球范圍內(nèi)的污染問題【2】。1.3.4高毒性多氯聯(lián)苯的毒性主要表現(xiàn)為:致癌性,國際癌癥研究中心已將多氯聯(lián)苯列為人體致癌物質(zhì);生殖毒性,多氯聯(lián)苯能導(dǎo)致人類精子數(shù)量減少、精子畸型的人數(shù)增加,女性不孕,動物生育能力減弱;神經(jīng)毒
5、性,多氯聯(lián)苯能對人體造成腦損傷、抑制腦細(xì)胞合成、發(fā)育遲緩、降低智商;內(nèi)分泌系統(tǒng)干擾毒性【3】。需要指出的是,有些PCBs雖然本身并無直接毒性,但其可通過對生物體的酶系統(tǒng)產(chǎn)生誘導(dǎo)作用而間接引起毒性,且某些PCBs能夠經(jīng)過光解的作用產(chǎn)生毒性較高的PCBs同系物【4】。2多氯聯(lián)苯的來源PCBs是人類自己發(fā)明制造出來的化合物,PCBs第一次被合成是在20世紀(jì)20年代,隨后便開始被大量地使用。盡管到了20世紀(jì)70年代至80年代大部分國家已經(jīng)禁止使用,但資料表明,迄止1996年,PCBs在全球范圍內(nèi)的總量已達(dá)到120萬t。蒸發(fā)、滲漏和廢棄是主要來源,它的主要來
6、源主要有以下幾方面:(1)含PCBs工業(yè)廢水的排放和蒸發(fā);(2)污水處理時(shí)的滲漏;(3)20世紀(jì)70年代生產(chǎn)的含PCBs的變壓器、電容器仍在使用;(4)焚燒含PCBs的工業(yè)廢物和城市垃圾;(5)作為含氯溶劑、油漆、墨水、塑料等工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的副產(chǎn)品出現(xiàn);(6)回收利用無碳紙和一些塑料制品;(7)生產(chǎn)泡沫乳膠、玻璃纖維、防水化合物等絕緣絕熱固體材料;(8)以含PCBs的回收材料作為原料生產(chǎn)其他產(chǎn)品,如輪船、汽車塑料制品、紙和瀝青等【5】。3多氯聯(lián)苯的分布及遷移轉(zhuǎn)化通常情況下PCBs非常穩(wěn)定、不易分解,不與酸、堿、氧化劑等化學(xué)物質(zhì)反應(yīng),極難溶于水,但因
7、對脂肪具有很強(qiáng)的親和性,極易在生物體的脂肪內(nèi)富集。大量的研究調(diào)查己證明,PCBs現(xiàn)在已成為種全世界廣泛分布的環(huán)境污染物,含量從幾個(gè)ppt到幾百個(gè)ppm不等,有的含量己遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國FDA標(biāo)準(zhǔn)。3.1大氣中多氯聯(lián)苯的分布及遷移轉(zhuǎn)化大氣中PCBs主要來源于固體廢棄物的焚燒和某些含PCBs產(chǎn)品(如電容器和變壓器)的釋放,主要以氣態(tài)和吸附態(tài)兩種形式存在,我國大氣中的PCBs主要以氣態(tài)形式存在,在顆粒物中的含量很低【6】。我國大氣中PCBs的含量和國外部分地區(qū)相比相對較高,特別是在沿海發(fā)達(dá)地區(qū),空氣已處于中等程度的PCBs污染。PCBs在大氣中的損失途徑主要有
8、兩種,一是直接光解和與輕基,硝基等自由基以及O3作用;二是雨水沖洗和干、濕沉降,通過這一過程實(shí)現(xiàn)了污染物從大氣向水體或土壤