谷 偉,彭章娥
(上海應用技術大學 城市建設與安全工程學院,上海 201418)
苯是一種無色、具有甜味、難溶于水的透明液體。其分子式為C6H6,沸點為80.1℃,分子結(jié)構穩(wěn)定。揮發(fā)于空氣中的苯,有著易燃,遇明火易爆炸,劇毒,易溶于有機溶劑等特點。苯自身也是一種工業(yè)生產(chǎn)中常用的有機溶劑[1-2]。
當前,苯已成為石化行業(yè)職業(yè)病的主要危害之一。苯在1993年被世界衛(wèi)生組織列為致癌物;苯也是發(fā)生白血病的重要影響因素[3]。處于空氣中的揮發(fā)性苯被人體吸入后,會刺激人的眼睛、鼻腔和上呼吸道,使人產(chǎn)生頭暈、頭痛、困倦、惡性胸悶、咳嗽和皮膚過敏等一系列不良反應。
在建筑裝飾材料、油漆等材料中通常存在一定量的苯,這些苯會隨著時間緩慢的釋放,嚴重影響室內(nèi)環(huán)境。
一些食品添加劑中含有以苯甲酸酯類為基礎的防腐劑,這類防腐劑極易與人體中的維生素C(抗壞血酸)發(fā)生脫羧反應,從而在人體內(nèi)部形成微量的苯,危害人體健康。
在日常生活中,一個成年人在室外所吸入的苯含量大約為220 μg。對于抽煙人群來說,其吸入的空氣中的苯含量約為295 μg(歐洲值)。
在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,由于農(nóng)藥、化肥被過量使用以及生活污水和工業(yè)“三廢”的不合理處置和隨意排放,導致了我國部分地區(qū)苯污染較為嚴重,極大地影響了當?shù)赝恋氐拈_發(fā)與利用[4]。
另外,在一些石油化工產(chǎn)業(yè)的石油生產(chǎn)區(qū)內(nèi)泄露的苯類污染物極易從生產(chǎn)區(qū)周邊土壤中滲入地下水環(huán)境,再利用地下水流作為載體直接流入至周邊湖泊內(nèi),極大地影響周邊生態(tài)環(huán)境[5-6]。
在汽油中的芳烴和苯含量也較高[7]。當汽油在汽車的內(nèi)燃機運行過程中不能完全燃燒時,由于苯的結(jié)構相對穩(wěn)定難以發(fā)生氧化反應,就很容易通過汽車排氣口排放到大氣中,對大氣造成污染。
同時,一些汽車加油站和長途運輸?shù)挠凸捃囈泊嬖诓煌潭鹊男孤讹L險,這也是苯污染的重要來源之一。
2.1.1 裝飾材料中苯的轉(zhuǎn)化
油漆是裝飾材料中較為常見的材料。油漆是一種非常復雜的化合物,含有許多化學污染物,其主要由成膜物質(zhì)、顏料、添加劑和有機溶劑組成。家居材料中的油漆會不斷向室內(nèi)環(huán)境中的空氣揮發(fā)出大量有害氣體,如苯、甲苯二異氰酸酯、氯乙烯和苯酚等。
2.1.2 有機物料添加劑中苯的轉(zhuǎn)化
在新裝修的房間內(nèi),通常需使用大量的裝修涂料。在裝修涂料被使用時,須添加適當?shù)挠袡C溶劑作為添加劑。這些溶劑由一些高揮發(fā)性的有機化合物組成。當材料表面涂層被破壞后,處于內(nèi)部的有機溶劑會不斷蒸發(fā)到空氣中。這一現(xiàn)象也是導致室內(nèi)苯污染的一個非常重要的來源。
2.1.3 膠粘劑中苯的轉(zhuǎn)化
膠粘劑在工業(yè)施工中有著重要的用途,尤其是溶劑型膠粘劑。其主要組成成分為甲苯,在一些特殊的溶劑中,苯的含量超過30%。在使用這些合成膠粘合劑所制成的家具,辦公用品等,會在其長期的使用時間內(nèi)會釋放出許多苯系物和TVOC等有害物質(zhì)。
2.1.4 建筑材料中苯的轉(zhuǎn)化
人造板和人造板家具是常見的室內(nèi)裝飾和日用品。人造板在制造過程中需要粘合劑和油漆。各這些膠粘劑和涂料中的苯含量很高。這些苯及其同系物會隨著時間逐漸揮發(fā)至室內(nèi)空氣,造成室內(nèi)的苯污染。
一些建筑的有機隔熱材料主要以樹脂為基本原料,其通常利用一定比例的催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等輔助材料后通過加熱發(fā)泡制成。這些有機隔熱材料中含有較多有機化合物。在使用過程中,這些揮發(fā)性有機污染物會持續(xù)向空氣中排放有害物質(zhì)。此外,一些揮發(fā)性物質(zhì)會在高溫天氣中快速分解,這使得處于空氣中的苯等污染物濃度驟增,極其影響環(huán)境的安全。
2.1.5 生活中其他物質(zhì)中苯的轉(zhuǎn)化
其他來源,如家用電器、壁紙、室內(nèi)裝潢、地毯、窗簾等。室內(nèi)吸煙時,煙草煙霧也含有不同程度的苯揮發(fā)物。
2.2.1 苯的環(huán)境危害
苯本身具有特殊且穩(wěn)定的芳環(huán)結(jié)構,難以進行氧化和加成反應,其在環(huán)境中實現(xiàn)向無毒或低毒物質(zhì)的轉(zhuǎn)化較為困難,因此在苯環(huán)中的停留時間較長。
同時,苯易燃易揮發(fā),極易在空氣中易形成爆炸性混合物。在遇到明火,高熱條件和氧化劑氧化條件等適當條件下,容易引起燃燒和爆炸現(xiàn)象。在燃燒過程中,會散發(fā)出大量的CO,CO2等污染物,不僅嚴重危害人們的生命財產(chǎn)安全,而且嚴重污染環(huán)境。苯的這些特性對苯的實際生產(chǎn),運輸和使用提出了更高的要求。
2.2.2 苯對人體的危害
處于空氣中的少量氣態(tài)和液態(tài)苯會強烈刺激人的眼睛,鼻子,喉嚨,呼吸道和皮膚。還會導致敏感區(qū)域發(fā)炎或腫脹,令人感到困倦、頭昏、心跳加快、精神錯亂和其他不良反應。同時,苯會麻痹中樞神經(jīng)系統(tǒng),甚至導致死亡。長期接觸苯會導致慢性血液中毒。其癥狀是骨髓損傷,功能細胞和血小板數(shù)量減少以及染色體減少。導致血液學損害的畸變可導致白血病,再生障礙性貧血和其他血液疾病[8]。
由苯引起的急性和慢性苯中毒情況較為常見,一旦其被人體吸收,會持續(xù)存于人體當中,不斷損害人體健康。苯在人體中的潛伏期可以長達十年。在此期間,免疫系統(tǒng)不斷受到抑制和破壞,從而誘發(fā)各種疾病。苯還可能導致遺傳缺陷,導致胎兒殘疾并影響后代。
因此,苯是對人體造成嚴重傷害的物質(zhì)。國際癌癥研究中心(IARC)已將其鑒定為致癌物質(zhì),導致人們進入苯環(huán)境。以及對人體健康的重要性[9]。在現(xiàn)實生活中,人們對苯的敏感性取決于他們的個人健康狀況和暴露于環(huán)境中的情況。
為了解決這些問題,一些新型技術不斷產(chǎn)生,如:利用重整生產(chǎn)富石油苯餾分并與低碳烯烴反應,將苯轉(zhuǎn)化為高辛烷值烷基苯化合物。以及基于液相烷基化苯并OTTM的新一代重整油烷基化苯還原技術已被長期利用[10]。
對于室內(nèi)苯的降解和去除可采用以下方法:①通風換氣;②完善的空調(diào)系統(tǒng);③使用吸附劑吸附苯;④陰離子法凈化室內(nèi)空氣;⑤使用負離子涂料添加劑;⑦ 苯系物的光催化分解;臭氧凈化法;⑨用生物酶分解有機物;⑦用硅藻土等材料進行吸附[8]。
企業(yè)治理苯污染則需要考慮來自政府行為的監(jiān)督和企業(yè)對自身利益的需求。因此,企業(yè)將調(diào)整自身的生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)條件,盡量減少苯污染,達到控制苯污染的目的。此外,一些公司還將開始研究苯轉(zhuǎn)化和消除技術,以控制“三廢”中的苯含量。
作為苯污染控制的最后一個環(huán)節(jié),如果苯的來源控制不佳,人體就成為了苯污染的直接受害者。只有充分認識苯的危害,人才能自然產(chǎn)生環(huán)保意識和自我保護意識,自發(fā)地控制苯污染。隨著苯污染事件的頻發(fā),苯污染受到了人們的充分重視。
本文結(jié)合因苯特殊的物理化學性質(zhì),綜合分析了苯在環(huán)境中的分布??偨Y(jié)了其在生產(chǎn)生活中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)苯易從建筑裝飾材料中揮發(fā)至空氣;可隨著土壤滲透進地下水源,發(fā)生遷移。最后,從提高轉(zhuǎn)化效率、增強自身安全意識、提高企業(yè)控制手段等方面,提出了其風險控制技術。