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多溴联苯醚
全球性有机污染物
基本信息
| 中文名 | 多溴联苯醚 |
| 外文名 | Poly Brominated Diphenyl Ethers |
| 别名 | PBDEs |
| 化学式 | C12H9-O-C12H9 |
| 应用 | 阻燃剂 |
| 安全性描述 | 有毒 |
收起
物质介绍
产品简介
按系统命名，多溴二苯醚的分子式应为：C6H5-O-C6H5(忽略溴)。
按系统命名，多溴联苯醚的分子式应为：C12H9-O-C12H9(忽略溴)。
称PBDE为多溴联苯醚是错误叫法，但太多人这么用了，以至于“真作假时假亦真”。
中国SJ/T11363标准中，使用了正确的名称：多溴二苯醚。
环保标准中，很重要的一条就是限制电子产品中铅、水银、镉、六价铬离子、PBBs（多溴联苯）及PBDE（多溴联苯醚）的使用。可不要以为这是什么小事，它可是关系到社会可持续发展，以及我们每一个人健康的切身大事。说起多溴联苯醚，多数人并不熟悉，但对六六六、DDT等多氯苯及其衍生物多氯联苯却并不陌生。
多溴联苯醚
多溴联苯醚
基本性质
多溴联苯醚多溴联苯醚(Polybrominateddiphenylethers，PBDEs)作为一种溴系阻燃剂的一大类阻燃物质，由于其优异的阻燃性能，已经越来越广泛的应用于各种消费产品当中。但是随着在环境样品中不断报道PBDEs的检出，该类化合物所造成的环境问题也越来越受到大家特别是环境科学的关注。
国外对溴代阻燃剂在环境中的污染及对动物、人体影响的研究始于上世纪七十年代末，从上世纪九十年代初以后，欧洲各国、北美、和日本都相继开展了PBDEs的各种研究工作。。而中国有关环境中持久性有机污染物的研究工作，大部分集中于POPs公约中的化合物，而对PBDEs的研究则刚刚起步，研究结果只有零星报道。论文以化合物的定量结构－活性相关作为理论基础，利用HyperChem，Mopac，CODESSA软件，计算了209个PBDEs的445个描述符，然后利用CODESSA软件中的Heuristic方法建立了126个PBDEs在七个不同固定相上(DB-1，DB-5，HT-5，DB-17，DB-XLB，HT-8，CP-Sil19)的定量结构保留相关的模型。模型的R2大于0。985。然后我们通过与PCBs的相对保留时间的比较，发现两者具有较高的相关性。
多溴联苯醚
但是，由于二维和三维所建立的模型只是考虑了分子结构本身对其活性的影响，并没有考虑受体蛋白对其活性的影响，而这有时候在决定分子活性的时候将起到重要作用。所以，我们利用分子柔性对接技术，研究了PBDE与蛋白的结合。分子对接就是受体与活性分子之间通过几何匹配和能量匹配而相互识别的过程。根据配体与受体作用的“锁钥原理”基于这个技术，我们得到了BDE-47，99，和209与FixL蛋白结合的三维效果图。通过对比我们发现，此蛋白可以和2，3，7，8-TCDD完全结合，而只能部分与BDE-47，85和209结合。在可能是由于PBDEs的两个苯环相对于二恶英来说几乎呈垂直的角度，所以此类化合物与蛋白的结合与二恶英的方式不太一样，同时由于溴的半径比氯的半径大，所以在与蛋白结合的时候，对于同样的蛋白，PBDEs比二恶英的进入要困难。污水处理厂产生的活性污泥和排水口的水被认为是除了PBDE生产和特定的工厂之外的一个主要的PBDE排放源，而中国对于活性污泥中PBDEs的数据还是处于空白。本实验室于2005年共收集了全国24个城市的31个活性污泥的样品，对其中PBDEs进行了测定。
在所测定的活性污泥中，PBDEs总量在6。2到57。0ngg-1(干重)的范围之内，平均值为20。0ngg-1。BDE-209的范围为未检出到1108。7ngg-1(干重)平均值为70。8ngg-1(干重)。主要单体为BDEs-47，99，153，183和209。通过对比我们发现，虽然中国的PBDEs用量与美国持平，但是相对于欧美国家相同样品中，PBDEs的含量还是处于一个相对比较低的水平，但是由于我们国家PBDEs的消耗处于一个上升的趋势，所以对于PBDEs的环境问题还是要受到相关部门的重视。同时，我们采集了天津大沽排污河两个泥芯，结果发现随着泥芯从深往浅PBDEs的含量在不断增加。含量范围在0。1ngg-1到0。5ngg-1，最高点分别在最顶层和4厘米深度，BDE-209的浓度范围在未检出到14。9ngg-1，最高点在4厘米深度。这说明近几年中国环境中的PBDEs含量呈上升趋势。然后我们又与有机氯和重金属这两类典型污染物进行了对比，结果发现，相对于这两类化合物，潮汐对PBDEs的迁移转化影响不大。
品种分类
多溴联苯醚（PBDE）标准品多溴联苯醚是我们传统的阻燃剂品种，工业化生产的多溴联苯醚品种有：四溴联苯醚、五溴联苯醚、六溴联苯醚、七溴联苯醚、八溴联苯醚、九溴联苯醚及十溴联苯醚，其中常用的为五溴联苯醚、八溴联苯醚和十溴联苯醚三个品种。
任何一个多溴联苯醚品种都不是单一的多溴联苯醚品种，而是几个多溴联苯醚混合物，以一个多溴联苯醚为主要含量，并含有少量的其它多溴联苯醚品种，各类多溴联苯醚的具体组成如下：
五溴联苯醚—为液体，主要成份为四溴联苯醚、五溴联苯醚和六溴联苯醚三种。
多溴联苯醚
十溴二苯醚—为固体状态，主要成分为十溴二苯醚，并含有3%以下的低溴二苯醚，主要成份为九溴联苯醚。
危害防治
毒性等级
说起多溴联苯醚，多数人并不熟悉，但对等多氯苯及其衍生物多氯联苯却并不陌生。多年前，由于国际社会公认多氯联苯在环境中的残留周期特别长，能在生物及人类脂肪组织中蓄积，不仅各国纷纷禁用六六六、DDT，而且制定了非常严格的食品有机氯允许含量标准。多溴联苯醚恰恰与它们有着很多相似之处，只是因为多溴联苯醚的应用较晚，因此，人们对它的了解要比多氯联苯晚了半个世纪。
急性毒性很低
慢性毒性很多
1发育毒性。研究表明，由于幼年动物排泄多溴联苯醚的能力低，会造成幼体多溴联苯醚浓度过高而导致组织（包括脑）损伤。胎儿和婴儿在出生前后接触多溴联苯醚，会引起持久性的行为改变。给孕期大鼠持续管饲多溴联苯醚后，可发现胎鼠后肢畸形。
可污染食物链
除了生产厂家以粉尘的方式向周围环境排放外，多溴联苯醚污染环境的主要途径是对于含多溴联苯醚的电子垃圾进行焚烧、粉碎和掩埋处理等。由于多溴联苯醚在环境中相当稳定，难以降解，所以，土壤里的残留量逐年增加。而且多溴联苯醚不溶于水，易溶于脂肪，所以，容易被动物吸收而在食物链中逐渐富集。
污染途径
直接接触能直接接触多溴联苯醚的主要是生产工人，每日接触到的多溴联苯醚粉尘绝大多数被排出体外。但逐日积累，体内储积量会逐渐增多。
经食物获得大气、水体、土壤中痕量的多溴联苯醚可通过食物链最终进入人类的食物，所以，多数人接触多溴联苯醚的方式是通过食物获得。
污染检测
多溴联苯醚多溴联苯醚(Polybrominateddiphenylethers，PBDEs)作为溴化阻燃剂被广泛添加于塑料制品等中，但极易从产品中逸散出来进入环境。20世纪80年代以来经检测发现，环境中PBDEs的含量逐年升高。仅对电脑产品来说，PBDEs就存在于线路板、电子元件、电缆、塑料外壳、键盘和显示器等中。1997～2004年，全世界有3?15～6?80亿台电脑被淘汰，(2～4)×109?kg(平均6?kg/台)塑料变成电子垃圾被回收或丢弃，其中PBDEs占塑料重量的5%～30%。这些电子垃圾大部分被输往发展中国家，在一些地区形成了电子垃圾拆解集散地，致使当地PBDEs的污染尤为显着。
PBDEs污染来源
PBDEs(化学通式为C12H(0～9)Br(1～10)O。依据苯环上溴原子取代数目和位置的不同，共有209种同系物)是一类持久性的有机污染物，在环境中非常稳定，难于降解并具高亲脂性，低水溶性，有生物积累性并沿着食物链富集。商业用PBDEs是溴化的二苯醚同系物混合物，主要含有五溴联苯醚(PeBDE)，八溴联苯醚(OcBDE)和十溴联苯醚(DeBDE)，也包括其它的PBDEs。PeBDE主要被加入聚氨基甲酸酯泡沫用于制造家具、地毯和汽车座椅等；OcBDE主要用于纺织品和塑料中，如各种电器产品的机架，特别是用于电视和电脑产品。DeBDE是全球使用最广泛的PBDEs，占全部PBDEs产品80%以上，而PeBDE和OcBDE产品分别占PBDEs总量的12%和6%左右。在产品的使用过程中，PBDEs可通过蒸发和渗漏等进入环境，焚化和报废含有PBDEs的废弃物也是PBDEs进入环境的主要途径。除此之外，阻燃剂生产厂也直接排放一些PBDEs。进入大气中的PBDEs会通过大气干、湿沉降作用向水体和土壤转移。特别是在一些电子垃圾拆解处理集散地，如我国广东贵屿地区，由于原始的和不规范的电子垃圾处理方式，造成大量的有毒物质释放，污染环境并危害人体健康，这些地区PBDEs污染尤为显着。低溴代联苯醚比高溴代更易被生物体吸收和富集，而高溴代联苯醚有可能在阳光下降解为低溴代联苯醚。大气、水体和土壤中痕量的PBDEs可通过食物链最终进入人体，可能对人类和高级生物的健康造成危害，也可广域迁移，导致全球污染。
PBDEs的检测结果
各种环境和生物样品经过一定处理后，其PBDEs含量主要是采用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)进行检测。商品中使用的PBDEs以高溴代联苯醚(DeBDE)为主。DeBDE由于具有低挥发性和水溶性而极易吸附于泥土和颗粒上，所以大部分都沉积在距污染源较近河流的底泥中和空气的悬浮颗粒中。而低溴代联苯醚具有比高溴代联苯醚更高的挥发性、水溶性和生物富集性，所以普遍存在于河底底泥、水、空气和生物样品中。而贵屿地区的土壤、大气、河底底泥、鱼类及电子垃圾拆解工人血液中，高溴代和低溴代联苯醚含量都很高。
1、土壤和底泥
土壤中以高溴代PBDEs最为丰富，而水中低溴代PBDEs含量较高。瑞典南部的稻田由于使用污水处理厂的污泥作为肥料，土壤中BDE_209(DeBDE)的含量是对照组的79～3?973倍。Yu等测定了中国电子垃圾处理集散地广东贵屿地区的土壤，露天焚烧电子垃圾的区域总PBDEs含量是水库地区的7?200多倍，在所有检测地点中，BDE_209均占63?0%～81?0%。我国各地河底底泥中的总PBDEs含量相差很大。青岛近岸河底底泥中的总PBDEs含量在(177～5?510)pg/g干重，平均1?380?pg/g干重。Luo等测得贵屿河岸底泥中总PBDEs含量为(4?434～16?088)ng/g干重，河底底泥中总PBDEs含量为(55～445)ng/g干重，同时测得香港河底底泥中PBDEs含量为(16?1～21?4)ng/g干重。在这些地区测得的PBDEs同系物中，低溴代PBDEs(如BDE_47，99，153)含量较高，但在贵屿河底底泥中BDE_209含量同样也很高。
2、室内、外空气及灰尘
室内空气中PBDEs含量一般高于室外，这是由于室内装饰材料、家具和电器中大都添加PBDEs作为阻燃剂，在使用过程中随温度变化等PBDEs会不同程度地逸散到空气中。美国大湖地区的研究显示，室内空气中PBDEs水平高达800?pg/m3，远高于室外，一些职业环境室内PBDEs水平甚至可以高达67?000?pg/m3。同样的研究对家庭室内灰尘中PBDEs含量检测发现，平均含量达1?800?ng/g。Stapleton等测定华盛顿家庭室内灰尘中总PBDEs含量为(780～30?100)ng/g干重，儿童通过灰尘摄入的PBDEs估计为(120～6?000)ng/d。室尘占PBDEs暴露的80?0%～93?0%，特别对初学走路的孩子，根据体重的不同，可能摄入大约100?mg/d的室尘(相对于成人50?mg/d)。这些结果表明，室内空气和灰尘是人体PBDEs重要的暴露来源，尤其是对室内活动时间相对较多的儿童。Deng等检测2004年贵屿大气灰尘，结果测定了22种同系物总PBDEs量为16?8?ng/m3，其中毒性最强的低溴代联苯醚占79?4%～95?6%，其总PBDEs量是对照组的58～691倍。大气中这样高浓度的PBDEs主要是由于在电子垃圾拆解过程中，大量的焚烧和烘烤(可导致聚合物解链)导致塑料等废弃物不断向环境中释放PBDEs。
PBDEs多存在于鱼体富含脂肪的组织中。贵屿的研究发现，鱼体PBDEs污染严重：河流中生长的罗非鱼平均总PBDEs含量为115?ng/g湿重，鱼肝中为2?687?ng/g湿重，生长的鲤鱼腹部肌肉平均总PBDEs含量为1?088ng/g湿重，是其它研究报道地区的10～1?000倍。美国的一个研究发现，素食者血清中PBDEs水平比一般美国人(4～366?ng/g)要低，所以估计肉类也是PBDEs的主要来源之一。瑞典的食品检测结果也显示蔬菜和水果中的PBDEs含量较低：鱼类339?2?ng/kg湿重，肉和肉制品109?2?ng/kg湿重，蛋64?5?ng/kg湿重，油脂587?7?ng/kg湿重，蔬菜7?9?ng/kg湿重，根茎类7?4?ng/kg湿重及水果5?8?ng/kg湿重。
3、人体血液和母乳
人体PBDEs的暴露主要来源于生存环境和日常饮食。瑞典的电脑生产工人体内血清中PBDEs水平是26?ng/g脂质，而对照组(医院清洁工)是3?3?ng/g脂质。这些职业暴露人群血清中PBDEs水平都比其它报道地区高。贵屿电子垃圾拆解工人血清PBDEs检测结果显示：高溴代联苯醚含量是对照组(电子垃圾潜在暴露的一般人群)的11～20倍，其中BDE_209含量最高为3?436?ng/g脂质，BDE_153和BDE_47的含量也都显着高于已报道的其它职业暴露人群，说明贵屿地区PBDEs污染严重，环境中高浓度的PBDEs与人体内的高浓度紧密相关。
PBDEs能透过胎盘，在胎儿的肝中检测到PBDEs，其水平为(4～985)ng/g脂质。婴儿和初学走路的孩子体内PBDEs水平很高，研究显示是母乳和室尘暴露的结果；而且检测到很多地区母乳中PBDEs水平也比较高，但不同国家母乳中PBDEs水平有差异，北美（美国和加拿大）的水平明显高于欧洲、亚洲和澳大利亚的报道水平。母亲每暴露于大约1?ng/(kg·d)的PBDEs，则由母乳喂养的婴儿就会暴露于约306?ng/(kg·d)的PBDEs。最新的研究报道显示，居住在垃圾处理地的儿童体内PBDEs含量很高，PBDEs的代谢产物羟基化多溴联苯醚的含量也很高，且这些结果与室尘中PBDEs的含量水平相一致。
防治措施
我国对多溴联苯醚的研究尚处于初级阶段，对污染的底数、人体的蓄积状况也不十分了解，需要进行大规模的摸底调查。虽然环境浓度还不会导致明显的健康影响，但是这个距离会在很多因素的作用下很快缩小，尤其是敏感人群，如孕妇、发育中的胎儿和婴儿等。要想把阻燃剂的危害控制在尽可能低的水平，建议采取以下措施：
▲进行持久的科普宣传，提高公众对多溴联苯醚这个重大隐患的自觉防范意识。
▲为孕产妇和婴儿提供合格的安全食品。
▲直接接触多溴联苯醚的工人应特别注意饮食安全，不要在露天和污染的环境中吃饭，饭前一定要认真洗手。
发展前景
多溴联苯醚多溴联苯醚(PBDEs)是溴代阻燃剂的一种，其广泛应用已经造成全球性的环境污染，其中五溴和八溴代联苯醚已经被列入POPs公约。对其环境问题的研究是当前环境科学的一大热点，中国对PBDEs的分析方法和污染调查研究仅处于起步阶段。对多溴联苯醚的样品前处理及气相色谱/高分辨质谱(HRGC-HRMS)分析测试方法进行了研究，采用酸性硅胶、碱性硅胶和硝酸银硅胶对样品进行纯化，消除了其它干扰化合物对多溴联苯醚的干扰，实现了准确定量。通过对标准和环境样品的分析测定验证了HRGC-HRMS分析方法的准确性。
多溴联苯醚
法的一种选择。应用建立的分析方法对环渤海海域的沉积物和生物样品进行了分析测定，其中沉积物样品中低溴代多溴联苯醚的含量为0。074～5。24Pg/g(dw，干重)，生物样品为0。31～2。73Pg/g(dw，干重)。
山东和河北两省的沉积物中多溴联苯醚含量较高，尤其是河北人造河口十溴联苯醚出现了冲顶现象，天津和辽宁地区的含量相对较少。生物样品中多溴联苯醚的污染以低溴代为主，BI)E28、47、66、99和100是生物体内PBDEs中丰度最高的同系物，占到PBDEs总量的75/3﹪，其中BDE28和66的检出含量与文献报道略有不同。从可摄入量的角度对食用环渤海生物的风险进行了评价，结果不会影响到人类的健康。
大量研究表明，PBDEs在环境中稳定存在，并沿着食物链富集，最终通过食物、母乳、大气和室尘等蓄积在人体内。除了大量的有关身体负荷的基本数据(血液、母乳和脂肪组织PBDEs水平等)外，几乎没有研究证明PBDEs对人体暴露产生有害的健康影响，但大量实验室证据已经显示，PBDEs对实验动物具有肝肾毒性、生殖毒性、胚胎毒性、神经毒性和致癌性等，能干扰内分泌，改变动物的本能行为，对人类特别是儿童可能具有潜在的发育神经毒性。资料显示，发达国家80%的电子垃圾进入中国、印度和巴基斯坦等国，其中中国又占了90%。在我国一些地区形成了电子垃圾拆解集散地，原始的拆解手段(露天焚烧、烘烤和酸洗等)使PBDEs等持久性有毒污染物不断向周围释放，严重污染了当地环境，危害人体健康。关注PBDEs造成的环境污染，同时加强其对人体健康危害的研究，是需要迫切解决的课题。
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