苯污染物的環(huán)境分布、遷移轉(zhuǎn)化及其風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

谷 偉，彭章娥

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 城市建設(shè)與安全工程學(xué)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(diǎn)為80.1℃，分子結(jié)構(gòu)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(jī)溶劑等特點(diǎn)。苯自身也是一種工業(yè)生產(chǎn)中常用的有機(jī)溶劑[1-2]。

當(dāng)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(yīng)。

1 苯的環(huán)境分布

1.1 苯在生活環(huán)境中的分布

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(shí)間緩慢的釋放，嚴(yán)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(chǔ)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(yīng)，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(gè)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)。

1.2 苯在生產(chǎn)環(huán)境中的分布

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(dǎo)致了我國部分地區(qū)苯污染較為嚴(yán)重，極大地影響了當(dāng)?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]。

1.3 苯在交通環(huán)境中的分布

在汽油中的芳烴和苯含量也較高[7]。當(dāng)汽油在汽車的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中不能完全燃燒時(shí)，由于苯的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定難以發(fā)生氧化反應(yīng)，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(shí)，一些汽車加油站和長途運(yùn)輸?shù)挠凸捃囈泊嬖诓煌潭鹊男孤讹L(fēng)險(xiǎn)，這也是苯污染的重要來源之一。

2 遷移轉(zhuǎn)化與安全風(fēng)險(xiǎn)

2.1 苯的轉(zhuǎn)化途徑

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(fù)雜的化合物，含有許多化學(xué)污染物，其主要由成膜物質(zhì)、顏料、添加劑和有機(jī)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(jī)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(shí)，須添加適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑作為添加劑。這些溶劑由一些高揮發(fā)性的有機(jī)化合物組成。當(dāng)材料表面涂層被破壞后，處于內(nèi)部的有機(jī)溶劑會不斷蒸發(fā)到空氣中。這一現(xiàn)象也是導(dǎo)致室內(nèi)苯污染的一個(gè)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(shí)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(shí)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(jī)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(jī)隔熱材料中含有較多有機(jī)化合物。在使用過程中，這些揮發(fā)性有機(jī)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(shí)，煙草煙霧也含有不同程度的苯揮發(fā)物。

2.2 “苯”帶來的危害

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(gòu)，難以進(jìn)行氧化和加成反應(yīng)，其在環(huán)境中實(shí)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(shí)間較長。

同時(shí)，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(dāng)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(yán)重危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。苯的這些特性對苯的實(shí)際生產(chǎn)，運(yùn)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(qiáng)烈刺激人的眼睛，鼻子，喉嚨，呼吸道和皮膚。還會導(dǎo)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(cuò)亂和其他不良反應(yīng)。同時(shí)，苯會麻痹中樞神經(jīng)系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致死亡。長期接觸苯會導(dǎo)致慢性血液中毒。其癥狀是骨髓損傷，功能細(xì)胞和血小板數(shù)量減少以及染色體減少。導(dǎo)致血液學(xué)損害的畸變可導(dǎo)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(dāng)中，不斷損害人體健康。苯在人體中的潛伏期可以長達(dá)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(dǎo)致遺傳缺陷，導(dǎo)致胎兒殘疾并影響后代。

因此，苯是對人體造成嚴(yán)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(dǎo)致人們進(jìn)入苯環(huán)境。以及對人體健康的重要性[9]。在現(xiàn)實(shí)生活中，人們對苯的敏感性取決于他們的個(gè)人健康狀況和暴露于環(huán)境中的情況。

3 風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)

3.1 提高苯的轉(zhuǎn)化技術(shù)

為了解決這些問題，一些新型技術(shù)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(yīng)，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(shù)已被長期利用[10]。

3.2 苯的降解去除方法

對于室內(nèi)苯的降解和去除可采用以下方法：①通風(fēng)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(fù)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(jī)物；⑦用硅藻土等材料進(jìn)行吸附[8]。

3.3 提高企業(yè)控制手段

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(dá)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(shù)，以控制“三廢”中的苯含量。

3.4 提高自身保護(hù)意識

作為苯污染控制的最后一個(gè)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(rèn)識苯的危害，人才能自然產(chǎn)生環(huán)保意識和自我保護(hù)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。

4 結(jié)論

本文結(jié)合因苯特殊的物理化學(xué)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(jìn)地下水源，發(fā)生遷移。最后，從提高轉(zhuǎn)化效率、增強(qiáng)自身安全意識、提高企業(yè)控制手段等方面，提出了其風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)。