簡介多環(huán)芳烴

多環(huán)芳烴

PolycyclicAromaticHydrocarbons〔PAHs〕主要內(nèi)容1.什么是多環(huán)芳烴？2.多環(huán)芳烴的分類3.多環(huán)芳烴的來源4.多環(huán)芳烴的形成機理5.多環(huán)芳烴的污染范圍6.多環(huán)芳烴的危害7.防治PAHs的措施1.什么是多環(huán)芳烴？多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs)是指兩個以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相連的化合物,是目前環(huán)境中普遍存在的污染物質(zhì)。其中結(jié)構(gòu)最簡單的萘就是我們?nèi)粘Ｉ钪杏脕矸乐x的樟腦丸的主要成分，而在多數(shù)情況下更復(fù)雜的多環(huán)芳烴如芘、苯并芘等卻是一種致癌物質(zhì)，在廚房油煙、有機燃料燃燒或抽煙時產(chǎn)生的煙霧和煙塵中就存在這種物質(zhì)。此類化合物對生物及人類的毒害主要是參與機體的代謝作用,具有致癌、致畸、致突變和生物難降解的特性。2.多環(huán)芳烴的分類多環(huán)芳烴按照芳環(huán)的連接方式可分為兩類：第一類為稠環(huán)芳烴,即相鄰的苯環(huán)至少有2個共用碳原子的多環(huán)芳烴,其性質(zhì)介于苯和烯烴之間,如萘、蒽、菲、苯并[a]芘等第二類是苯環(huán)直接通過單鍵聯(lián)合,或通過一個或幾個碳原子連接的碳氫化合物,稱為孤立多環(huán)芳烴,如聯(lián)苯、1,2-二苯基乙烷等。以下都是多環(huán)芳烴化合物：1、NAPNaphthalene萘

2、ANYAcenaphthylene苊烯

3、ANAAcenaphthene苊

4、FLUFluorene芴

5、PHEPhenanthrene菲

6、ANTAnthracene蒽

7、FLTFluoranthene熒蒽

8、PYRPyrene芘

9、BaABenzo(a)anthracene苯并〔a〕蒽

10、CHRChrysene屈

11、BbFBenzo(b)fluoranthene苯并〔b〕熒蒽

12、BKFBenzo(k)fluoranthene苯并(k)熒蒽

13、BaPBenzo(a)pyrene苯并〔a〕芘

14、IPYIndeno(1,2,3-cd)pyrene茚苯〔1，2,3-cd〕芘

15、DBADibenzo(a,h)anthracene二苯并〔a，n〕蒽

16、BPEBenzo(g,hi)perylene苯并〔ghi〕北〔二萘嵌苯〕3.多環(huán)芳烴的來源

多環(huán)芳烴的來源可分為天然源與人為源兩種,后者是多環(huán)芳烴污染的主要來源。天然源主要是火山爆發(fā)、森林火災(zāi)和生物合成等自然因素所形成的污染。人為源包括各種礦物燃料〔如煤、石油、天然氣等〕、木材、紙以及其他含碳氫化合物的不完全燃燒或在復(fù)原狀態(tài)下熱解而形成的有毒物質(zhì)污染。4.多環(huán)芳烴的形成機理

一般認(rèn)為多環(huán)芳烴主要是由石油、煤炭、木材、氣體燃料、紙張等含碳氫化合物不完全燃燒以及在復(fù)原氣氛中熱分解而產(chǎn)生的。有機物在高溫缺氧條件下,熱裂解產(chǎn)生碳氫自由基或碎片,這是形成的根本微粒,這些小的極為活潑的微粒,在高溫下又立即熱合成為熱力學(xué)穩(wěn)定的非取代的多環(huán)芳烴。如苯并[a]芘(BaP)是一切含碳燃料和有機物熱解過程中的產(chǎn)物。5.多環(huán)芳烴的污染范圍

據(jù)一項北京大學(xué)的科研人員即將發(fā)表的研究顯示，中國是世界上最大的多環(huán)芳烴〔PAHs〕釋放國，不過同一個課題組在另一項最近的論文中說明，這種化學(xué)排放物的絕大局部仍然留在中國境內(nèi)，只有很少一局部外泄到鄰國，而外泄的局部與當(dāng)?shù)囟喹h(huán)芳烴排放相比只占很小的比例。就PAHs排放在中國境內(nèi)的分布而言，華北平原、四川盆地、山西和貴州省尤其嚴(yán)重。然而，四川盆地的氣象條件非常不適合PAHs的外泄。而由于降解原因，PAHs長距離傳播也有一定困難。污染范圍生活水體大氣土壤主要表達在以下幾個方面：PAHs在生活中的污染食品的加工，煙熏、火烤或烘焦中滴的油脂能熱聚產(chǎn)生苯并(a)芘。大氣、水和土壤等環(huán)境中的多環(huán)芳烴可以使糧食、水果和蔬菜受到污染。在原油，木餾油，焦油,染料，塑料，橡膠，潤滑油，防銹油，脫膜劑，汽油阻凝劑，礦物油，柏油等石化產(chǎn)品中存在，還存在于農(nóng)藥，木炭，殺菌劑，蚊香等日常化學(xué)產(chǎn)品中PAHs在大氣中的污染我國主要城市的大氣中BaP的含量較高,北京、天津、上海、太原、撫順等城市工業(yè)區(qū)大氣中BaP的含量分別高達11.45μg/1000m3、29.3μg/1000m3、5.8μg/1000m3、36.7μg/1000m3、10.63μg/1000m3倫敦、洛杉磯、米蘭、漢堡、馬德里、大阪等國外一些工業(yè)城市大氣中BaP的含量那么高達數(shù)百μg/1000m3。PAHs在河流中的污染我國主要河流中也都不同程度地受到PAHs的污染。在黃河蘭州段中,16種優(yōu)先控制的PAHs均有檢出,總PAHs濃度范圍分別為:水中,2920～6680ngPL;表層沉積物中,960～2940ng/g(干重);懸浮物中,4145～29090ng/g(干重)。遼河干流15個沉積物樣品中16種EPA優(yōu)先控制PAHs的含量,結(jié)果說明:遼河沉積物中總PAHs含量介于1479～2718ng/g,其中蒽、菲、芴含量較高。岷江成都段7個斷面3個水期21個樣品的研究說明,水中16種PAHs檢出率為50.9%。其中萘檢出率最高,到達100%;芴和菲檢出率均大于66%;檢出率大于30%的化合物有9種。PAHs在土壤中的污染土壤中PAHs的污染也不容無視。希臘農(nóng)業(yè)土壤中的含量為38～2244μg/kg,平均707μg/kg;韓國山地含量23.3～2834μg/kg,平均含量270μg/kg,愛沙尼亞鄉(xiāng)村土壤含量233～770μg/kg,平均含454μg/kg;英國鄉(xiāng)村土壤含量187μg/kg,城市土壤含量4239μg/kg;泰國城市土壤含量11.7～376.2μg/kg,平均含129.2μg/kg;我國天津市土壤中的PAHs含量為20～704μg/kg;環(huán)渤海地區(qū)西部表層土中PAHs平均含量為(546±8.54)μg/kg;東莞市農(nóng)業(yè)土壤中的PAHs含量29～4079μg/kg,平均含量413μg/kg6.多環(huán)芳烴的危害

對植物危害對人體危害化學(xué)致癌作用光致毒作用危害對人體危害多環(huán)芳烴PAHs對人體的主要危害部位是呼吸道和皮膚。PAHs在環(huán)境中的存在雖然是微量的,但其不地生成、遷移、轉(zhuǎn)化和降解,并通過呼吸道、皮膚、消化道進入人體,極大地威脅著人類的健康。人們長期處于多環(huán)芳烴污染的環(huán)境中，可引起急性或慢性傷害。常見病癥有日光性皮炎，痤瘡型皮炎、毛囊炎及疣狀生物等。對植物危害

多環(huán)芳烴落在植物葉片上．會堵塞葉片呼吸孔，使其變色，萎縮，卷曲，直至脫落，影響植物的正常生長和結(jié)果。例如：受多環(huán)芳烴污染的大豆葉片發(fā)紅．離植掉落，使果莢很小或不結(jié)粒。光致毒作用越來越多的研究說明,PAHs的真正危險在于它們暴露于太陽光中紫外光輻射時的光致毒效應(yīng)。科學(xué)家將PAHs的光致毒效應(yīng)定義為紫外光的照射對多環(huán)芳烴毒性所具有的顯著的影響。研究說明,多環(huán)芳烴對原生動物、水蚤、昆蟲、水生無脊椎、水生脊椎動物、植物和哺乳動物等都有較強的光致毒作用。有實驗說明,同時暴露于PAHs和紫外照射下會加速具有損傷細胞組成能力的自由基形成,破壞細胞膜損傷DNA,從而引起人體細胞遺傳信息發(fā)生突變?；瘜W(xué)致癌作用

多環(huán)芳烴的致癌性已被人們研究了200多年。早在1775年，英國醫(yī)生波特就確認(rèn)煙囪清潔工陰囊癌的高發(fā)病率與他們頻繁接觸煙灰(煤焦油)有關(guān).然而直到1932年，最重要的多環(huán)芳烴—苯并芘才從煤礦焦油和礦物油中被別離出來，并在實驗動物中發(fā)現(xiàn)有高度致癌性。多環(huán)芳烴的種類很多，其致癌活性各有差異。

PAHs主要是化石燃料不完全燃燒和生物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物，其中16種化合物被美國環(huán)保署列為致癌物質(zhì)。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，2005年全世界與PAHs及其衍生物相關(guān)的癌癥病例，尤其是肺癌病例到達了130萬。

致癌的PAH對癌的引發(fā)作用取決于外在與內(nèi)在兩種因素。一些學(xué)者針對多環(huán)芳烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)和致癌性從不同角度作了不少研究。研究結(jié)果證明,三環(huán)以下,七壞以上的芳烴類母體不致癌,有致癌性的是四到六環(huán)母體的一局部。對某一單獨的特殊PAH或化合物它的致癌性依賴于其結(jié)構(gòu)特性,包括分子的形狀、大小、厚度、位阻因素等都有影響。化學(xué)致癌物侵入體內(nèi)能直接致癌的只是其中一少局部,而大局部化學(xué)致癌物必須經(jīng)過體內(nèi)代謝,被微粒體中混合功能氧化酶(MFO)激活后,才具有致癌性。即化學(xué)致癌物在MFO作用下經(jīng)生物轉(zhuǎn)化而改變其化學(xué)結(jié)構(gòu),使之活化成為活潑的親電子物才能與細胞