二惡英

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中化學 來源: 高中學習網
1、究竟什么是二惡英?二惡英是如何產生的?

二惡英實際上是一個簡稱,它指的并不是一種單一物質,而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類有機化合物,全稱分別叫多氯二苯并-對-二惡英(簡稱PCDDs)和多氯二苯并呋喃(簡稱PCDFs),我國的環(huán)境標準中把它們統(tǒng)稱為二惡英類。

多氯二苯并-對-二惡英(PCDDs)由2個氧原子聯(lián)結2個被氯原子取代的苯環(huán);為多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1個氧原子聯(lián)結2個被氯原子取代的苯環(huán)。每個苯環(huán)上都可以取代1~4個氯原子,從而形成眾多的異構體,其中PCDDs有75種異構體,PCDFs有135種異構體。所以,二惡英包括210種化合物,這類物質非常穩(wěn)定,熔點較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機溶劑,是無色無味的脂溶性物質,所以非常容易在生物體內積累。自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響較小,因此,環(huán)境中的二惡英很難自然降解消除。

2、二惡英對人類健康所產生的嚴重危害主要表現(xiàn)在哪些方面?

二惡英的最大危害是具有不可逆的“三致”毒性,即致畸、致癌、致突變。可能引起發(fā)育初期胎兒的死亡、器官結構的破壞以及對器官的永久性傷害,或發(fā)育遲緩、生殖缺陷;它可以通過干擾生殖系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)的激素分泌,造成男性的精子數(shù)減少、精子質量下降、睪丸發(fā)育中斷、永久性性功能障礙、性別的自我認知障礙等;造成女性子宮癌變畸形、乳腺癌等;還可能造成兒童的免疫能力、智力和運動能力的永久性障礙,比如多動癥、癡呆、免疫功能低下等。根據病例報告和動物實驗的最新報告結果,一生持續(xù)攝入1pg/kg bw(每公斤體重10-12克)的2,3,7,8-TCDD,其致癌概率可達1/1000~1/100。

二惡英類物質是目前已經認識的環(huán)境荷爾蒙中毒性最大的一種。環(huán)境荷爾蒙是指那些干擾人體正常激素功能的外因性化學物質,具有與內分泌激素類似的結構,能引起生物內分泌紊亂,又稱環(huán)境激素或內分泌干擾物質。環(huán)境激素通過環(huán)境介質和食物鏈進入人體或野生動物體內,干擾其內分泌系統(tǒng)和生殖功能系統(tǒng),影響后代的生存和繁衍。

二惡英又是一類持久性有機污染物(POPs),在環(huán)境中持久存在并不斷富集。一旦攝入生物體就很難分解或排出,會隨食物鏈不斷傳遞和積累放大。人類處于食物鏈的頂端,是此類污染的最后集結地。

二惡英對人的影響可謂“一棰定音”。一般的污染物質要達到一定的劑量才會產生明顯的有害作用(即作用閾值),而至今還沒有研究出二惡英的作用閾值,只要“超微量”的劑量,就可能產生危害,對于嬰幼兒的損害更明顯和無可挽回。

二惡英危害的另一個特點是它的長期性和隱匿性,在表現(xiàn)出明顯的癥狀之前有一個漫長的潛伏過程,它影響的可能是人類的子孫后代。因此,有科學家甚至擔心,人類的進化是否將會被這類物質終止。

3、當前,我國二惡英污染的現(xiàn)狀?

我國雖然缺乏有說服力的二惡英污染數(shù)據,但是根據國外的經驗和有限的數(shù)據來看,我國在人體血液、母乳和湖泊底泥中都檢出了二惡英,盡管其濃度水平較低,但也說明了二惡英在我國環(huán)境中的存在。含氯農藥、木材防腐劑和除草劑等的生產,特別是我國曾用作對付血吸蟲病的滅釘螺藥物(五氯酚鈉)的生產都會有二惡英副產品生成,它們的生產和使用會使二惡英在不知不覺之中進入環(huán)境。五氯酚鈉作為首選的滅釘螺化學藥物在我國使用了幾十年,每年的噴灑量約為6000噸,這必然造成二惡英在噴灑區(qū)的沉積。因此,我國具有二惡英污染的潛在可能性。另外,在我國1998年1月4日頒布的《國家危險廢物名錄》列出的47類危險廢物中,至少有13類與二惡英直接有關或者在處理過程中可能產生二惡英。例如H04農藥廢物、H05木材防腐劑廢物、HW10含多氯聯(lián)苯廢物、HW18焚燒處理殘渣、HW43含多氯苯并呋喃類廢物和HW44含多氯苯并二惡英廢物等。所以,未來幾年甚至十幾年內,開展二惡英污染調查和控制研究都是非常有意義的。

從美國和日本等發(fā)達國家對空氣中二惡英來源進行的調查結果來看,焚燒設施的二惡英排放量占有較大比重。近年來我國固體廢物和醫(yī)療廢物的產生量和處理量都在不斷增加。各地紛紛建立或籌建集中焚燒設施。2001年國家環(huán)?偩纸M織開展了全國47個重點城市的生活垃圾處理處置設施污染物排放狀況的抽樣調查,接受調查的329個垃圾處理設施處理規(guī)模為179348噸/日,大約占全國1.18億噸城市生活垃圾清運量的55%,僅有3.3%的垃圾在20座焚燒爐中得到焚燒處理。所抽取的垃圾焚燒廠煙氣二惡英超標率為57.1%,有的落后垃圾焚燒設施二惡英超標99倍以上。超標的垃圾焚燒爐大都為爐型比較落后的小型焚燒爐。但是考慮到我國的垃圾焚燒率非常低,所以由于垃圾焚燒造成的二惡英污染總量在現(xiàn)階段不是很嚴重。根據我們掌握的數(shù)據估算,我國因垃圾焚燒而排入空氣的二惡英類約為72g TEQ/a,遠遠低于美日kg級的排放水平。當然,垃圾焚燒處理在我國方興未艾,發(fā)展勢頭迅猛,應該引起足夠的重視,將可能帶來的二次污染控制在克接受的水平。

4、我國目前在對二惡英污染的檢測及防治研究方面的發(fā)展水平?與國外的差距?

我國對二惡英的監(jiān)測研究起步較晚。1996年中科院武漢水生所建立起我國第一個水生生物二惡英類物質檢測與研究實驗室。近年來,中國科學院、疾病與控制、商檢等系統(tǒng)開始籌建二惡英分析實驗室,進行一些科研項目或從事商檢、疾控等領域的工作,但對工業(yè)企業(yè)污染源的監(jiān)督性監(jiān)測以及環(huán)境中二惡英類的調查研究開展較少。國家環(huán)?偩钟1999年頒布了《危險廢物焚燒污染控制標準》和《生活垃圾焚燒污染控制標準》,規(guī)定了生活垃圾和危險廢物焚燒的二惡英排放限值,邁出了控制二惡英污染法制化的第一步。國家環(huán)境分析測試中心隨之建立了配套實驗室,開展焚燒設施的二惡英監(jiān)測與研究,取得了大批基礎數(shù)據和研究成果。目前,國家環(huán)?偩终谠搶嶒炇业幕A上升級改造,建成國家環(huán)?偩侄河嶒炇,并擬在全國建立7個環(huán)境二惡英監(jiān)測中心。

總體來說,我國二惡英監(jiān)測能力與國外差距很大,還沒有對二惡英的排放源和污染狀況進行系統(tǒng)的調查和評價。對其它來源的二惡英污染情況還需要進一步調查研究,例如,中國是氯堿生產大國,在全世界500家氯堿企業(yè)中,中國就有近300家,1998年燒堿生產年產量是居世界第二位,氯堿生產的廢渣可能是我國二惡英的主要來源之一。還有染料化工、有機氯化工、紙漿漂白等行業(yè),都是潛在的二惡英排放源。

5、國家環(huán)境分析測試中心二惡英實驗室今后主要的研究方向?

(1)環(huán)境二惡英采樣與分析方法研究;

(2)環(huán)境二惡英的污染現(xiàn)狀和分布情況監(jiān)測與調查;

(3)二惡英排放源調查,排放控制和削減技術研究;

(4)二惡英毒性及其影響研究;

(5)履約支撐技術研究;

(6)國際合作與交流;

(7)二惡英分析技術培訓。

6、二惡英檢測過程中的難點是什么?

二惡英類物質的監(jiān)測采樣與前處理非常復雜,屬于超痕量、多組分分析,對特異性、選擇性和靈敏度的要求極高,難以利用常規(guī)分析手段進行有效的分離和定性定量,此外,分析所用的標準樣品價格昂貴,操作復雜。二惡英對人員健康具有直接危害,實驗室需要進行嚴格的防護。常規(guī)分析實驗室和普通的低分辨質譜無法達到上述要求。

二惡英異構體種類較多,各異構體毒性差別又大,要求測定方法必須滿足嚴格的要求:

(1)高靈敏度。由于環(huán)境樣品中二惡英的含量一般在ng(10-9g)甚至pg(10-12g)量級,因此方法檢出限必須達到pg(1pg=10-12g)量級或ppt(10-12)濃度以下;目前最好的HRGC/HRMS對2,3,7,8-T4CDD的絕對檢出限可達20fg(1fg=10-15g),方法檢出限也可以達到50fg以下。

(2)高選擇性。從監(jiān)測樣品中提取出來的多種化合物成分中,共存干擾成分的含量往往高出二惡英幾個數(shù)量級,沒有高選擇性的方法是不能適用于超痕量二惡英分析的;

(3)高特異性。二惡英本身是由210種異構體組成的混合物,要分析的對象為含4氯~8氯取代的二惡英,也有136種。在需要檢測的各二惡英異構體中,必須將全部17種2,3,7,8-位氯代異構體從136種二惡英異構體中分析出來,單獨定量,因而要求方法具有高特異性;

(4)嚴格的質量保證措施。二惡英分析不同于常規(guī)項目的分析,其濃度極低、操作復雜、分析周期長等特點要求分析方法本身必須有一套嚴格的質量保證措施。

化學式

2,3,7,8-四氯二苯并對二惡英

2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo

化學式:C12H4Cl4O2

物理性質

熔 點 302~305℃

分子量 321.96

白色結晶體

化學性質

二惡英在500℃開始分解,800℃時,21秒內完全分解。二惡英在土壤內殘留時間為10年

二惡英在一般環(huán)境下,氧化和水分解的速率非常低,在環(huán)境中有相當長的持久性
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