環境中鄰苯二甲酸酯類的危害及污染治理研究

鄧彬

【摘 要】近年來，隨著塑料制品的生產、使用和廢棄，作為主要增塑劑的鄰苯二甲酸酯類（phthalates）已愈來愈多地進入到環境中。普遍存在于土壤、底泥、水體、生物、空氣及大氣降塵物等環境樣品中，已成為全球普遍存在的污染物之一。研究鄰苯二甲酸酯的環境激素行為、對此類污染物的分析、檢測和污染治理技術已經引起了科研工作者的廣泛關注。

【關鍵詞】鄰苯二甲酸酯類；環境危害；治理

近年來，隨著塑料制品的生產、使用和廢棄，作為主要增塑劑的鄰苯二甲酸酯類（phthalates）已愈來愈多地進入到環境中。目前鄰苯二甲酸酯（PAEs）是世界上生產量大，應用面廣的人工合成有機化合物，它廣泛應用于塑料工業。根據塑料制品的不同需要，增塑劑的加入量也隨之變化，增塑劑作為塑料制品里面的第二大原料，添加量約占塑料制品的20%-50%。隨著塑料工業的迅速發展和塑料制品的廣泛應用，這類污染物已大量進入環境，在環境中無所不在，普遍存在于土壤、底泥、水體、生物、空氣及大氣降塵物等環境樣品中，已成為全球普遍存在的污染物之一。商品化使用的鄰苯二甲酸酯約有14種，最常用的是鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸異辛酯（DEHP）。另有少量鄰苯二甲酸酯用于農藥、涂料、香料和化妝品的生產。研究鄰苯二甲酸酯的環境激素行為、對此類污染物的分析、檢測和污染治理技術已經引起了科研工作者的廣泛關注。

1 鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的基本性質與危害

1.1 鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的理化性質

鄰苯二甲酸酯類（PAEs）是梭酸衍生物中酯的一類，由苯二甲酸酐與相應的醇經酯化反應合成。PAEs的化學結構是由一個剛性平面基環和兩個可塑的線性脂肪鏈組成。鄰苯二甲酸酯類是一種低毒物質，對AMEs試驗呈陰性反應。其沸點高、不易揮發、蒸汽壓低、空氣中濃度不高，不容易引起工業中毒。正是因為這一特性人們一直忽視了它的污染特性而大量地使用。

1.2 鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的危害和污染狀況

鄰苯甲酸酯是環境激素類物質。這類物質進入人體后，與相應的激素受體結合，干擾血液中激素的正常水平的維持，從而影響人的生殖、發育和行為。長期接觸環境激素可對人體造成慢性危害，主要表現為對人和動物的生殖毒性。鄰苯二甲酸酯類含較弱的雌性荷爾蒙活性成分，在人和動物體內起著類似雌性激素的作用，可導致分泌紊亂、生殖機能失常等。鄰苯二甲酸酯對人體健康的影響是一個慢性的過程，可通過胎盤和授乳產生跨代影響。鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）可能促進女性生殖腫瘤細胞增殖作用。而鄰苯二甲酸二異辛酯（DEHP）具有潛在的致癌性。目前主要通過動物試驗對其毒性進行研究。

鄰苯二甲酸酯類最主要用于聚氯乙烯塑料的增塑劑，在建筑、汽車、醫療器具、家用產品、衣服、玩具、塑料包裝紙、飲料容器、金屬罐襯里等中DBP和DEHP用得較多。DBP還用于涂料、粘合劑、印刷油墨、安全玻璃、玻璃紙、染料、殺蟲劑的制造。也用于香料溶劑和多種樹脂的主要增塑劑。DEHP對氯乙烯、硝化纖維素、甲基丙烯酸、氯化橡膠有良好的相溶性，特別用于塑料增塑。在以上產品生產和使用過程中PAEs均可進入環境中。

鄰苯二甲酸酯類侵入人體的途徑有呼吸道吸入、皮膚吸收、消化道吸收和輸血、腎臟透析時候從靜脈侵入人體。人類接觸的最大來源可能來自食物，一個人每日從飲食攝入的鄰苯二甲酸酯類平均量估計為0.1-1.6毫克。我國水中優先控制污染物名單中就有鄰苯二甲酸二乙酯（DEP），鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二異辛酯（DEHP）。

2 鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的分析檢測方法

常用鄰苯二甲酸酯的分析檢測方法有氣相色譜法、液相色譜法，最近又見關于熒光法檢測PAEs的報道。氣相色譜法的特點是高效、快速和靈敏，應用相當廣泛和普遍。氣相色譜可與SPE或SPME聯用。但對于揮發性差的化合物，在高溫汽化過程中易分解，易改變原有結構和性質的可用液相色譜。鑒于鄰苯二甲酸酯類沸點高不易揮發，有弱極性，常溫下蒸氣壓很低，難溶于水等特點，也適用于液相色譜進行分析檢測，常見檢測的報道多為氣相色譜法。

2.1 鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的污染治理研究

2.1.1 生物降解法

鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的治理可采用生物化學處理法，即生物降解法。生物降解法是影響鄰苯二甲酸酯類在增塑劑環境中行為的主要途徑，是該類物質在自然界中礦化的主要過程。生物降解從種類分為好氧處理和厭氧處理兩種方法，在好氧和厭氧環境中PAEs均能夠被多種細菌利用，分解速度和分子烷基鏈長度有關。其中活性污泥法是處理廢水最常見的生物降解法，是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的好氧生物處理法，處理關鍵在于具有足夠數量和性能良好的污泥氧化分解細菌和原生動物。從應用領域角度，生物降解法主要應用于湖泊沉積物、沼澤、淹水土壤、垃圾填埋場等環境。

2.1.2 吸附法

廢水中難于降解的有機污染物在采用活性炭處理后，不但能吸附降解還能脫色脫臭。所以，吸附法在有機污染物水污染中被廣泛使用。其中王伯光等研究的粒狀活性炭和活性炭纖維對飲用水中微量鄰苯二甲酸酯類（PAEs）的除去效率，取得了理想的效果。

2.1.3 光解法

鄰苯二甲酸酯類（PAEs）在自然環境中的光解是通過吸收太陽光中290-400nm的紫外光而發生的分解過程，過程非常的緩慢，PAEs的光解有兩種方式：直接光解和間接光解。其中直接光解是指直接吸收紫外光，然后進行降解。間接光解是指其他物質吸收紫外光，形成活性基團然后再與PAEs反應。由于自然條件下鄰苯二甲酸酯類增塑劑光解有一定的局限性，一般治理研究上采用引入光化學氧化和光催化氧化機制來促進這類污染物的降解。從應用領域上，光解主要應用于空氣中和水體表面微生物富集污染。

2.2 研究的目的和意義

鄰苯二甲酸酯類（PAEs）是一種不可缺少的塑料改性添加劑，用于增大塑料的可塑性和提高塑料的強度，在我國的用量大，使用范圍廣和接觸人口多，所以研究PAEs對環境生態系統和人身健康的影響具有特殊重要的意義[15]。近年來，我國學者對PAEs的分析測定及環境行為進行了大量的研究工作，表明我國部分地區PAEs污染已經非常嚴重，對環境生態系統的影響不容忽視，所以在廣泛監測的基礎上，對PAEs在環境中遷移、轉化與歸宿等問題進行深入研究具有積極的意義[16]。

【參考文獻】

[1]金朝暉，黃國蘭，等.水中鄰苯二甲酸酯類化合物的預富集[J].環境科學，1998，19（1）：30-33.

[2]戴樹桂，張東梅，等.環境水樣中鄰苯二甲酸酯固相膜萃取富集方法[J].中國環境科學，2000，20（2）：146-149.

[3]莫測輝，蔡全英，等.我國城市污泥中鄰苯二甲酸酯的研究[J].中國學2001，21 （4）：362-366.

[4]孟平蕊，王西奎，等.土壤中痕量酞酸酯的提取與分析方法研究[J].環境化學，1995，14（1）：42-45.

[5]王伯光，等.飲用水中微量有毒有機物活性炭處理技術初步研究[J].廣州環境科學，1996，11（2）：25-30.

[責任編輯：王楠]