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大气中溴代阻燃剂的特性及研究进展

2019-03-29王婕好

商情 2019年7期
关键词:大气特性

王婕好

【摘要】溴代阻燃剂是一种能够使易燃材料降低燃烧性能的助剂。随着其大量生产和使用已经成为多种环境介质中普遍检出且极具生态风险的持久性有机污染物。本文介绍了溴代阻燃剂的基本理化性质和来源并对当前大气中的污染水平进行了简要概述,最后对溴代阻燃剂相关的未来研究进行了初步展望。

【关键词】溴代阻燃剂;特性;大气

溴代阻燃剂(BFRs)是指脂肪族、脂环族、芳香族及芳香一脂肪族的含溴化合物,添加于家具、电子产品、塑料、油漆、纺织品和建材等商品中以降低其可燃性的一类化学品。BFRs种类繁多,目前正在使用的有70多个品种,使用量较大包括多溴联苯醚、四溴双酚A和六溴环十二烷等。2009年5月斯德哥尔摩公约将包括五溴联苯醚和八溴联苯醚在内的9类污染物列为持久性有机污染物。

一、BFRs的特性

BFRs有四大特性:第一持久性,对生物降解、光解、化学分解作用等均有较强的抵抗能力,因此这些物质一旦排放到环境中就难以被分解,残留数年或更长的时间;第二迁移性,此类物质通常具有半挥发性,使得它们能够从土壤、水体挥发到空气中,并能作远距离迁移,但不会永久停留在大气中,可重新沉降下来,因此,BFRs的污染问题是个全球性的环境问题;第三累积性,大部分BFRs具有高亲脂性和疏水性,因此可以在生物脂肪组织中累积,并且在食物链的生物放大作用下在高级捕食者体内成几何倍数累积;第四毒性,包括致癌性、致突变性、致畸性、神经毒性、致内分泌紊乱、致免疫功能减退性等,严重危害生物体的健康与安全。

二、BFRs的来源

BFRs主要来源于工业生产和电子废弃物。随着生活水平的提高,物质条件极大丰富,由于各种产品中使用的高聚物被引燃而导致的火灾也在大大增加,溴代阻燃剂在高温下能高效地抑制高分子材料的燃烧以及浓烟和有毒有害气体的产生,因此使用广泛,市场需求量大,BFRs的生产与使用占总阻燃剂市场的25%,是世界上产量最大、阻燃效率最高、应用最广泛的有机阻燃剂之一,并且其使用量以每年8%的速率增长,主要厂家分布在山东和江苏省等。另外,含BFRs废弃物的焚烧会导致溴代阻燃剂的释放和溴代二恶英类的生成和排放。BFRs的另外一个大的来源是电子废弃物,随着电子产品的更新换代和技术升级,全世界电子垃圾量迅速增加,其中发展中国家的电子垃圾增量最为明显,电子垃圾所包含的线路板及塑料外壳中含有大量的溴代阻燃剂,不规范的拆解及回收使产品中的BFRs释放进环境中。

三、大气中BFRs的污染现状

随着人们对空气质量的关注度越来越高,大气环境中BFRs的研究也正在开展,受到采样条件和采样技术等因素的影响,目前中国对大气环境中BFRs的研究仍主要集中于经济发展较好的城市地区和电子垃圾回收地区。

李文龙博士研究了5个亚洲国家(中国、日本、韩国、越南和印度)大气样品中的BFRs,结果表明亚洲五国大气中BFRs主要来源于十溴联苯醚及其替代产品,并且中国、日本和韩国的BFRs平均浓度显著高于越南和印度。为确定中国污染源区,利用污染物的徑向扩散模型进行定位,发现BFRs的主要污染源区域为山东省的莱州湾地区,这是因为莱州湾地区具有丰富的溴元素资源,许多溴化阻燃剂的制造工厂都位于该地区。吴辉等选取我国溴代阻燃剂生产源区山东省潍坊市滨海开发区为生产源区域,广西壮族自治区南宁市作为对照区域,测定两地大气中11种溴代阻燃剂,结果表明生产源区域大气中算术平均浓度比对照区域高两个数量级,在全球范围内属于较高污染水平,而南宁大气中BFRs的浓度水平与我国北京相近,但低于电子垃圾拆卸区。陈祖怡以上海市宝山区大颗粒物PM2.5及PMl0中有机污染物为研究对象发现14种多溴联苯醚的24小时日平均质量浓度分别为15.8pg/m3和24.1pg/m3。陈社军等研究华南电子垃圾处理区大气中的BFRs,并以临近的农业地区作比对,电子垃圾拆卸地区大气中BFRs的含量比对照区高一个数量级。通过对华北地区大气中15种BFRs的含量进行连续90天的观测,赵怡凡发现该地区大气中BFRs的最主要来源为面源,约占78%,天津某电子垃圾拆解场贡献了14%的大气多溴联苯醚类物质。

四、展望

溴代阻燃剂由于其良好的阻燃性能而广泛应用于社会生产的各个行业,为推动经济发展及社会进步做出了巨大贡献,但其带来的环境副作用也让我们甚是堪忧。今后我们要做的很多:(1)开发高效率、低毒性的环境友好型阻燃剂,从源头上掐断污染的产生,真正做到“以防为主”;(2)发展BFRs降解技术,因为降解污染物的同时会产生有害中间产物,所以深入探究其降解机理、抑制有毒有害物质产生、避免对环境造成二次污染将成为日后研究的一个重要发展方向;(3)电子垃圾的回收利用是最好的处理方式,但是要严格打击家庭作坊式非正规的生产经营;(4)需要不断提高环境监测水平,完善我国环境中各种溴代阻燃剂的污染水平数据。

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