二惡英

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
1、究竟什么是二惡英?二惡英是如何產(chǎn)生的?

二惡英實(shí)際上是一個(gè)簡稱,它指的并不是一種單一物質(zhì),而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)氧原子聯(lián)結(jié)2個(gè)被氯原子取代的苯環(huán);為多氯二苯并呋喃(PCDFs)由1個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)2個(gè)被氯原子取代的苯環(huán)。每個(gè)苯環(huán)上都可以取代1~4個(gè)氯原子,從而形成眾多的異構(gòu)體,其中PCDDs有75種異構(gòu)體,PCDFs有135種異構(gòu)體。所以,二惡英包括210種化合物,這類物質(zhì)非常穩(wěn)定,熔點(diǎn)較高,極難溶于水,可以溶于大部分有機(jī)溶劑,是無色無味的脂溶性物質(zhì),所以非常容易在生物體內(nèi)積累。自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的嚴(yán)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?赡芤鸢l(fā)育初期胎兒的死亡、器官結(jié)構(gòu)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(nèi)分泌系統(tǒng)的激素分泌,造成男性的精子數(shù)減少、精子質(zhì)量下降、睪丸發(fā)育中斷、永久性性功能障礙、性別的自我認(rèn)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(yùn)動(dòng)能力的永久性障礙,比如多動(dòng)癥、癡呆、免疫功能低下等。根據(jù)病例報(bào)告和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的最新報(bào)告結(jié)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(dá)1/1000~1/100。

二惡英類物質(zhì)是目前已經(jīng)認(rèn)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(xué)物質(zhì),具有與內(nèi)分泌激素類似的結(jié)構(gòu),能引起生物內(nèi)分泌紊亂,又稱環(huán)境激素或內(nèi)分泌干擾物質(zhì)。環(huán)境激素通過環(huán)境介質(zhì)和食物鏈進(jìn)入人體或野生動(dòng)物體內(nèi),干擾其內(nèi)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(jī)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(jié)地。

二惡英對人的影響可謂“一棰定音”。一般的污染物質(zhì)要達(dá)到一定的劑量才會產(chǎn)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(chǎn)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(gè)特點(diǎn)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(gè)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(xué)家甚至擔(dān)心,人類的進(jìn)化是否將會被這類物質(zhì)終止。

3、當(dāng)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(jù),但是根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)和有限的數(shù)據(jù)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(nóng)藥、木材防腐劑和除草劑等的生產(chǎn),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(chǎn)都會有二惡英副產(chǎn)品生成,它們的生產(chǎn)和使用會使二惡英在不知不覺之中進(jìn)入環(huán)境。五氯酚鈉作為首選的滅釘螺化學(xué)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(xiǎn)廢物名錄》列出的47類危險(xiǎn)廢物中,至少有13類與二惡英直接有關(guān)或者在處理過程中可能產(chǎn)生二惡英。例如H04農(nóng)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?jiān)W43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(nèi),開展二惡英污染調(diào)查和控制研究都是非常有意義的。

從美國和日本等發(fā)達(dá)國家對空氣中二惡英來源進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果來看,焚燒設(shè)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(chǎn)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(shè)施。2001年國家環(huán)?偩纸M織開展了全國47個(gè)重點(diǎn)城市的生活垃圾處理處置設(shè)施污染物排放狀況的抽樣調(diào)查,接受調(diào)查的329個(gè)垃圾處理設(shè)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(yùn)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(biāo)率為57.1%,有的落后垃圾焚燒設(shè)施二惡英超標(biāo)99倍以上。超標(biāo)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(yán)重。根據(jù)我們掌握的數(shù)據(jù)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于美日kg級的排放水平。當(dāng)然,垃圾焚燒處理在我國方興未艾,發(fā)展勢頭迅猛,應(yīng)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(gè)水生生物二惡英類物質(zhì)檢測與研究實(shí)驗(yàn)室。近年來,中國科學(xué)院、疾病與控制、商檢等系統(tǒng)開始籌建二惡英分析實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行一些科研項(xiàng)目或從事商檢、疾控等領(lǐng)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(diào)查研究開展較少。國家環(huán)?偩钟1999年頒布了《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》和《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)定了生活垃圾和危險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)室,開展焚燒設(shè)施的二惡英監(jiān)測與研究,取得了大批基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和研究成果。目前,國家環(huán)?偩终谠搶(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上升級改造,建成國家環(huán)?偩侄河(shí)驗(yàn)室,并擬在全國建立7個(gè)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(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查和評價(jià)。對其它來源的二惡英污染情況還需要進(jìn)一步調(diào)查研究,例如,中國是氯堿生產(chǎn)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(chǎn)年產(chǎn)量是居世界第二位,氯堿生產(chǎn)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(jī)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(shí)驗(yàn)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(diào)查;

(3)二惡英排放源調(diào)查,排放控制和削減技術(shù)研究;

(4)二惡英毒性及其影響研究;

(5)履約支撐技術(shù)研究;

(6)國際合作與交流;

(7)二惡英分析技術(shù)培訓(xùn)。

6、二惡英檢測過程中的難點(diǎn)是什么?

二惡英類物質(zhì)的監(jiān)測采樣與前處理非常復(fù)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(jìn)行有效的分離和定性定量,此外,分析所用的標(biāo)準(zhǔn)樣品價(jià)格昂貴,操作復(fù)雜。二惡英對人員健康具有直接危害,實(shí)驗(yàn)室需要進(jìn)行嚴(yán)格的防護(hù)。常規(guī)分析實(shí)驗(yàn)室和普通的低分辨質(zhì)譜無法達(dá)到上述要求。

二惡英異構(gòu)體種類較多,各異構(gòu)體毒性差別又大,要求測定方法必須滿足嚴(yán)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(dá)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(dá)20fg(1fg=10-15g),方法檢出限也可以達(dá)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(gè)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(gòu)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(gòu)體中,必須將全部17種2,3,7,8-位氯代異構(gòu)體從136種二惡英異構(gòu)體中分析出來,單獨(dú)定量,因而要求方法具有高特異性;

(4)嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。二惡英分析不同于常規(guī)項(xiàng)目的分析,其濃度極低、操作復(fù)雜、分析周期長等特點(diǎn)要求分析方法本身必須有一套嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施。

化學(xué)式

2,3,7,8-四氯二苯并對二惡英

2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo

化學(xué)式:C12H4Cl4O2

物理性質(zhì)

熔 點(diǎn) 302~305℃

分子量 321.96

白色結(jié)晶體

化學(xué)性質(zhì)

二惡英在500℃開始分解,800℃時(shí),21秒內(nèi)完全分解。二惡英在土壤內(nèi)殘留時(shí)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(dāng)長的持久性
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