多环芳烃(PAHs)
众所周知,多环芳烃(PAHs)对人类健康和环境有害。根据 CLP 法规(EC 1272/2008),其中许多被归类为 1A、1B 或 2 类致癌、致突变和生殖毒性物质。作为一种非常常见的环境污染物,PAHs 可见于许多消费品中,并因其高关注度而受到限制。
PAHs 和 REACH 附录 XVII
多环芳烃被列入 REACH 附录 XVII 限用物质清单。8 种 PAHs 在轮胎/外胎油、供应给公众的物品和儿童用品中受到限制。这 8 种 PAHs 是
苯并[a]芘(BaP) CAS No 50-32-8
苯并[e]芘(BeP) 化学文摘社编号 192-97-2
苯并[a]蒽(BaA) 化学文摘社编号 56-55-3
氯森(CHR) 化学文摘社编号 218-01-9
苯并[b]荧蒽(BbFA) CAS No 205-99-2
苯并[j]荧蒽(BjFA) 化学文摘社编号 205-82-3
苯并[k]荧蒽(BkFA) 化学文摘社编号 207-08-9
二苯并[a,h]蒽(DBAhA) 化学文摘社编号 53-70-3
限制条件如下:
产品限制
轮胎和填充油 <=1 mg/kg BaP,或所有列出的多环芳烃总和 <= 10 mg/kg。
供应给公众的物品,如果其任何橡胶或塑料成分与人体皮肤或口腔直接、长期或短期重复接触。
例如
自行车、高尔夫球杆、球拍等运动器材
家用器皿、手推车、步行架
家用工具
服装、鞋类、手套和运动服
表带、腕带、口罩、头带
所列 PAHs 的含量 <=1 mg/kg。
玩具和儿童用品
多环芳烃综述: 来源、环境影响、对人类健康的影响以及补救措施
摘要
多环芳烃(PAHs)是一种无处不在的环境污染物,主要产生于有机物(如煤、石油、汽油和木材)的不完全燃烧过程中。人为活动的排放占主导地位;不过,环境中的一些 PAHs 也来自天然来源,如露天焚烧、石油或煤炭储藏的自然损耗或渗漏以及火山活动。PAHs 的主要人为来源包括住宅供暖、煤气化和液化工厂、炭黑、煤焦油沥青和沥青生产、焦炭和铝生产、石油精炼厂的催化裂化塔和相关活动以及机动车尾气。多环芳烃以气相和气溶胶的形式存在于环境空气中。多环芳烃化合物在颗粒和气相之间的大气分区对其在大气中的归宿和迁移以及进入人体的方式有很大影响。多环芳烃通过干沉积和湿沉积过程从大气中清除,这在很大程度上受到其气体/颗粒分区的影响。大气沉积是土壤中 PAHs 的主要来源。
许多 PAHs 具有毒性、诱变性和/或致癌性。多环芳烃具有很高的脂溶性,因此很容易被哺乳动物的胃肠道吸收。它们会迅速分布在各种组织中,并明显倾向于在体内脂肪中定位。多环芳烃通过细胞色素 P450 介导的混合功能氧化酶系统进行代谢,氧化或羟化是第一步。
为了清除这些环境污染物,已经对几种不同的修复技术进行了测试。其中,生物修复技术作为一种安全且具有成本效益的选择,显示出特别的前景。尽管多环芳烃具有异生物特性,但人们已经分离出多种革兰氏阳性和阴性细菌、真菌和藻类,并对它们利用多环芳烃的能力进行了鉴定。
本综述旨在讨论多环芳烃对环境的影响以及此类物质对人类健康造成危害的程度。它们还包含有关大气中多环芳烃 (PAH) 的浓度、负担和归宿的重要信息。本文讨论了多环芳烃的主要人为来源及其对这些化合物在空气中浓度的影响。还介绍了多环芳烃在空气中的归宿、持久性及其损失的主要机制。强调了多环芳烃空气污染对健康的危害。
关键词
多环芳烃(PAHs)多环芳烃的来源对人类健康的影响环境风险多环芳烃的去除
1. 1. 引言
多环芳烃(PAHs)是一种有机化合物,大多为无色、白色或淡黄色固体。它们是由几百种化学上相关的化合物组成的一个无处不在的群体,在环境中持久存在,具有不同的结构和不同的毒性。它们通过各种作用对生物产生毒性影响。一般来说,多环芳烃通过各种途径进入环境,通常以含有两种或两种以上此类化合物的混合物形式存在,例如煤烟。有些 PAHs 是在工业中制造的。多环芳烃的毒性机制被认为是干扰细胞膜的功能以及与细胞膜相关的酶系统。事实证明,多环芳烃可致癌和诱变,是一种强效免疫抑制剂。有文献记载 PAHs 会影响免疫系统的发育、体液免疫和宿主抵抗力 [1],[2]。多环芳烃既可在生物过程中形成,也可作为自然燃烧源(森林和灌木丛火灾)或人为燃烧源(汽车尾气和香烟烟雾)的不完全燃烧产物形成。因此,在空气、土壤和水中通常都能检测到 PAHs。因此,多环芳烃被认为在环境中无处不在 [3],[4]。Menzie 等人[5] 对 PAHs 在环境中无处不在的性质进行了很好的总结。
多环芳烃 "是指仅由碳原子和氢原子组成的化合物。在化学上,多环芳烃由两个或两个以上的苯环以线性、簇状或角状排列结合而成[6]、[7]。此类分子排列如图 1 所示。虽然多环芳烃的种类很多,但大多数法规、分析和数据报告都只关注有限的几种多环芳烃,通常在 14 到 20 种单个多环芳烃化合物之间。
多环芳烃具有两个或两个以上的单环或熔合芳香环,其分子中环与环之间共享一对碳原子。含有最多六个融合芳香环的多环芳烃通常被称为 "小型 "多环芳烃,而含有六个以上芳香环的多环芳烃则被称为 "大型 "多环芳烃。由于可以获得各种小型 PAHs 样品,因此大多数 PAHs 研究都是针对小型 PAHs 进行的。根据国际癌症研究机构的定义[8],最简单的多环芳烃是菲和蒽,它们都含有三个融合的芳香环。另一方面,苯等较小的分子不属于多环芳烃。萘由两个共面六元环共用一个边缘组成,是另一种芳香烃。因此,它不是真正的多环芳烃,尽管被称为双环芳烃。研究最广泛的多环芳烃是 7,12-二甲基苯并蒽 (DMBA) 和苯并(a)芘 (BaP)[2]。最常分析的多环芳烃见图 2。
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图 2. 最常分析的多环芳烃 (PAHs) [9]。
多环芳烃的一般特征是熔点和沸点高(因此是固体)、蒸汽压低和水溶性极低 [10]。后两种特性往往会随着分子量的增加而降低,相反,抗氧化性和抗还原性则会增加[10]。每增加一个环,多环芳烃的水溶性就会降低 [11]。同时,由于 PAHs 具有很强的亲脂性,因此在有机溶剂中的溶解度很高。多环芳烃还具有多种功能,如光敏感性、耐热性、导电性、发射能力、耐腐蚀性和生理作用等[12]。
多环芳烃具有非常独特的紫外吸收光谱。每个环结构都有独特的紫外光谱,因此每个异构体都有不同的紫外吸收光谱。这对多环芳烃的鉴定特别有用。大多数 PAHs 还具有荧光性,在被激发时(分子吸收光线时)会发出特定波长的光。
多环芳烃的主要来源是煤、石油和木材等有机物的不完全燃烧。多环芳烃不能通过化学合成用于工业目的。不过,许多 PAHs 还是有一些商业用途。它们大多用作制药、农产品、照相产品、热固性塑料、润滑材料和其他化学工业的中间体[13]。不过,一些 PAHs 的一般用途如下:
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苊:制造颜料、染料、塑料、杀虫剂和药品。
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蒽:木材防腐剂的稀释剂以及染料和颜料的制造。
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荧蒽:制造农用化学品、染料和药品。
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芴:制造药品、颜料、染料、杀虫剂和热固性塑料。
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菲:制造树脂和杀虫剂。
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芘:制造颜料。
可能含有其他多环芳烃
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