六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制

1、六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制億虧與生物z程2006,voi.23no.8chemistry&bioengineering六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制吳榮芳.解清杰.黃衛(wèi)紅.陸曉華(1.江蘇大學(xué)基建處,江蘇鎮(zhèn)江212013;2.華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,湖北武漢430o74)摘要:六氯苯是一種持久性有機(jī)污染物(pops),具有長期殘留性,生物蓄積性,半揮發(fā)性和高毒性,能夠?qū)е律矬w內(nèi)內(nèi)分泌紊亂,生殖及免疫機(jī)能失調(diào),發(fā)育紊亂以及癌癥等嚴(yán)重疾病.詳細(xì)介紹了環(huán)境中六氯苯的來源及其危害.并對目前國內(nèi)外六氯苯環(huán)境污染的治理技術(shù)進(jìn)行了綜述.關(guān)鍵詞:六氯苯;危害;污染;控制中圖分類號:x783x

2、501文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:16725425(2006)o8000704六氯苯(hcb)為持久性有機(jī)污染物(簡稱pops)之一,目前全球每年仍有高達(dá)1200092000kg(平均約為23000kg)的hcb釋放到環(huán)境中去1.我國雖禁止了其作為農(nóng)藥的使用,但仍保留六氯苯的生產(chǎn),主要是用于生產(chǎn)農(nóng)藥五氯酚,五氯酚鈉和其它化工產(chǎn)品.由于hcb對自然環(huán)境下的生物代謝,光降解,化學(xué)分解等具有很強(qiáng)的抵抗能力,因此可以在水體,土壤和沉積物等環(huán)境介質(zhì)中存留數(shù)年甚至數(shù)十年或更長的時間.1環(huán)境中六氯苯的來源1.1六氯苯的性質(zhì)hcb純品為無色針狀結(jié)晶,熔點(diǎn)為227,沸點(diǎn)為309310(96.7kpa),幾乎不溶于水

3、,微溶于乙醇,易溶于苯,甲苯,乙醚.hcb化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸,但在高溫下能堿解生成五氯酚鈉.在土壤中的半衰期為2.722.9年;在大氣中與羥基自由基反應(yīng)的半衰期估計為2年;在水中揮發(fā)很快,但與沉積物的強(qiáng)吸附作用使其更難降解;hcb具有低或較低的急性毒性作用以及慢性或亞慢性毒性作用,導(dǎo)致生物體內(nèi)內(nèi)分泌紊亂,生殖及免疫機(jī)能失調(diào),神經(jīng)行為和發(fā)育紊亂以及癌癥等疾病.1.2環(huán)境中六氯苯的來源環(huán)境中hcb的來源與其使用密切相關(guān),hcb主要應(yīng)用在殺蟲劑和殺菌劑,石墨陽極的處理,軍事煙霧,合成橡膠助劑,木材防腐劑,有機(jī)合成化工的原料,鋁或其它金屬制造過程中的助熔和脫氣等方面.carpenter等_2調(diào)查發(fā)現(xiàn)美

4、國在20世紀(jì)50年代hcb作為殺蟲劑的使用量高達(dá)345000kg;在60年代hcb的使用量達(dá)到高峰.美國國家環(huán)保總局(usepa)曾對部分農(nóng)藥生產(chǎn)過程中hcb的釋放量進(jìn)行估算,如生產(chǎn)1kg五氯硝基苯會釋放出約500mg(北美地區(qū))或1000mg(北美以外的地區(qū))hcb;生產(chǎn)1kg百菌清會釋放出約40mg(匕美地區(qū))或100mg(北美以外的地區(qū))hcb;hcb進(jìn)入環(huán)境的途徑包括含有這些產(chǎn)品的廢水,空氣以及廢物焚燒產(chǎn)生的煙道氣和飛塵的釋放.易產(chǎn)生hcb的其它來源有固體廢棄物的焚燒,醫(yī)療垃圾的焚燒,污泥的焚燒,廢金屬的熔煉,廢輪胎的燃燒,廢石油的燃燒,市政污水和污泥處理過程,氯漂白(造紙)過程,木材

5、處理,水泥制造,燒結(jié)廠等,銅,鋁,鎂的熔煉及焚燒過程中均產(chǎn)生hcb.2六氯苯的環(huán)境危害2.1水環(huán)境水環(huán)境中的hcb污染主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程.hcb在飲水中的允許值,美國最大允許濃度值為1/zg?l_.,最大允許濃度目標(biāo)值為0g?l_.;中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心推薦hcb最大限度為0g?l.我國地面水和自來水hcb污染問題極為嚴(yán)重,華東某特大城市地面水和自來水中的hcb濃度若按who標(biāo)準(zhǔn)_5,分別超標(biāo)170倍和15倍.施梅兒等_6對某市的河水(原水)和自來水中的氯苯類化合物進(jìn)行基金項目:湖北省自然科學(xué)基金資助項目(2005aba044)收稿日期:20060313作者簡介:吳榮芳(1973一)

6、,女,河北定州人,工程師,主要從事工程管理工作.分析,結(jié)果表明河水中hcb濃度一般都在1.0g?i以上,而自來水中hcb的濃度達(dá)到1.93.2g?l_.,遠(yuǎn)高于河水中的濃度,可見氯化消毒還會使六氯苯濃度增加.楊嘉謨等l7通過對長江武漢段水體懸浮物的檢測亦發(fā)現(xiàn)hcb的含量高達(dá)9.06ng?g_.我國2000年城市供水發(fā)展規(guī)劃中規(guī)定,一類水體中六氯苯的濃度不能超過0.01g?l_.hcb在海水中含量很低,一般低于0.1ng?l_.,如此低的濃度,很難發(fā)現(xiàn)其對海洋生物有毒性作用,但有報道海洋魚肝中hcb水平超過人類安全攝入量l8,也有在其它一些海洋生物體中發(fā)現(xiàn)hcb的文獻(xiàn)報道lg叫.2.2土壤及水體

7、沉積物由于hcb在環(huán)境中屬于難分解物質(zhì),因而水和大氣的污染最終都?xì)w屬到土壤或水體沉積物中.研究發(fā)現(xiàn)某化工廠內(nèi)道路土中hcb的含量均大于100g?gl1嬲;某氯堿廠排污el附近土壤中hcb亦達(dá)29mg?kg_.el1;一些化工廠廢棄物hcb含量比較高,達(dá)6000000g?kg-1l3;而在michigan水底沉積物中測得hcb亦為6000000g?kg引.hcb在水中的光化作用緩慢,氧化及生物轉(zhuǎn)化作用輕微,易被吸附于土壤及沉積層,但很快蒸發(fā)到空氣中,此時光化作用對hcb降解起決定作用.barryg等l1朝研究表明ontarior湖中hcb在水和沉積物中的濃度分別為0.06ng?kg和97g?kg

8、_.,haron湖中hcb在水和沉積物中的濃度分別為0.04ng?kg和0.2g?kg_.中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的研究人員曾對淮河水體hcb污染做了調(diào)查口,對淮河信陽,阜陽,淮南和蚌埠監(jiān)測斷面進(jìn)行采樣分析,均檢測到較高濃度的六氯苯污染.南京大學(xué)的袁旭音等l_1分析了太湖沉積物中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留情況,發(fā)現(xiàn)hcb的殘留水平很高,平均值達(dá)到2.158ng?g-1(干重),其主要來源為地表徑流入湖,大氣沉降和工業(yè)污水排放.2.3大氣空氣中hcb主要來源于工業(yè)污染,電化廠l_1和生產(chǎn)聚氯乙烯,三氯乙烯和四氯化碳的工廠周圍hcb含量均較高l1,在化工廠周圍區(qū)域內(nèi)空氣中六氯苯含量小于0.00010.63mg

9、?m_.,降塵中小于0.13.7rig/wipel_1.有些化工廠有害廢物堆放場所空氣中亦檢出hcb,市政廢物焚燒場的空氣中含有hcb,多氯聯(lián)苯等u.3六氯苯污染控制3.1六氯苯的物理去除吳榮芳等:六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制/2006年一8囊常見的hcb物理去除方法主要為吸附法.此種方法屬最原始的方法,是目前研究和應(yīng)用都比較多的一種方法.該方法是利用吸附劑處理水中的hcb,應(yīng)用廣泛,技術(shù)成熟,但只適用于低濃度廢水,處理成本高,且存在二次污染.3.2六氯苯的化學(xué)去除3.2.1紫外一微臭氧技術(shù)hcb化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定,臭氧不能氧化,呂錫武l2采用乙醚溶解移入法配制濃度為242g?l-1的hcb模擬水

10、樣,采用新型的紫外一微臭氧技術(shù)處理模擬水樣,研究飲用水中hcb的降解情況,去除率達(dá)80,但達(dá)標(biāo)處理時間較長.3.2.2光催化氧化技術(shù)潘海洋l2引,李田l2胡利用紫外燈對含有tio.催化劑的hcb標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行光催化反應(yīng),反應(yīng)時間2h,發(fā)現(xiàn)去除效果較好.3.2.3零價金屬還原技術(shù)kumiko等l2采用液態(tài)的鉀鈉合金對hcb進(jìn)行還原脫氯,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過30min的反應(yīng),在有機(jī)苯溶劑中的hcb就被100脫氯.高燕等l2在裝有三通,硅橡膠密封和與量氣管相連冷凝管的30ml夾套反應(yīng)瓶內(nèi),依次加入0.4mmol六氯苯和2.52mmol醋酸鈉,用氫氣置換3次后,從硅橡膠密封墊注入5.4ml無水乙醇和1.5ml催化劑

11、,在氫氣氛下還原10min后開始攪拌,進(jìn)行反應(yīng).研究聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)負(fù)載的pd/co催化劑催化純的hcb固體的脫氯反應(yīng),取得了較好的效果.但該技術(shù)操作復(fù)雜,反應(yīng)條件苛刻,運(yùn)行成本高昂,工程可行性差.3.2.4丫射線輻照技術(shù)楊光俊等l2采用.co產(chǎn)生的丫射線對不同溶液體系中的hcb進(jìn)行輻照處理,研究了在不同溶劑體系及不同濃度添加物的聯(lián)合作用下,hcb經(jīng)丫射線輻照的降解效果.結(jié)果表明,hcb在丙酮和水混合溶劑中能得到有效降解,最大降解率達(dá)93,在正己烷溶劑中也有部分降解,多數(shù)生成五氯苯.3.2.5電fenton法解清杰等l2采用電fenton法(effeox法)處理hcb模擬廢水.研究結(jié)

12、果顯示:以不銹鋼片作為電極,在外加電壓5v,初始ph值為2.5,電解質(zhì)na.so投加量為0.05rnol?i_.,h2o2投加量為500mg?l的條件下攪拌,經(jīng)過3h的處理后,hcb去除率可達(dá)96.96.解清杰等l2亦采用effeox法對河流沉積物中吳榮芳等:六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制/2006年一8期hcb進(jìn)行修復(fù)研究,結(jié)果顯示:以不銹鋼片作為電極,在外加電壓15v,初始ph值為3的條件下,經(jīng)過2h的處理后,hcb去除率可達(dá).6fenton試劑法解清杰等2采用fenton法處理hcb模擬廢水.研究結(jié)果顯示:在h.o.(309/6)投加量為500mg?l_.,fe2投加量為1

13、000mg?l一,ph=2.5的條件下,經(jīng)過4h的反應(yīng),廢水中hcb去除率可達(dá)六氯苯的生物降解國內(nèi)學(xué)者在hcb的生物降解方面做了一些研究,如趙建夫3們采用連續(xù),完全混合活性污泥法對污染物中的6種氯代苯類有機(jī)物的生物降解性能進(jìn)行了研究.結(jié)果表明:除hcb外,其它5種氯代苯類化合物均能被馴化后的微生物降解.甘平等3從某染料廠和某毛紡廠活性污泥中分離出能夠生長于1,4一二氯苯,1,2,4一三氯苯和hcb的4種微生物,對這3種物質(zhì)進(jìn)行降解研究,發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)周期內(nèi)hcb基本不降解.王帥杰等3.研究發(fā)現(xiàn),在無外加碳源的情況下,feso?7ho對遼河沉積物中hcb的缺氧生物降解起抑制作用;在

14、有外加碳源葡萄糖或乙酸鈉時,feso?7ho對hcb在遼河沉積物中缺氧生物降解的影響則不大.4結(jié)論與展望(1)目前,國內(nèi)外hcb帶來的環(huán)境危害還很突出,對其遷移,轉(zhuǎn)化和分布規(guī)律都有待更系統(tǒng)深入的分析和討論.(2)現(xiàn)有處理方法對hcb的去除效果不理想,難以在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時又兼顧處理的經(jīng)濟(jì)性.因此,尋找高效和經(jīng)濟(jì)可行的去除hcb的方法是亟待解決的問題.同時相關(guān)問題的解決也可為其它持久性有機(jī)污染物(pops)污染問題提供借鑒和參考.(3)我國hcb的用量大,范圍廣,接觸人口眾多,因此研究hcb污染的環(huán)境治理技術(shù),對我國生態(tài)環(huán)境的改善有著特殊重要的現(xiàn)實(shí)意義.參考文獻(xiàn):1baileyre.glo

15、balhexachlorobenzeneemissionsj.chemosphere,2001,43(2):167一l82.2carpenterc,sehweerg,stinnettg,eta1.exposureassessmentforhexachlorobenzenep.ep56o/586019.3世界衛(wèi)生組織.飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(第二卷)m.北京:人民衛(wèi)生出版社,1986:2427.4中國環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測研究課題組.環(huán)境優(yōu)先污染物m.北京:中國567891o1112131415161718192o21222324一環(huán)境科學(xué)出版社,1989:6772.newhookr,dormerw.enviro

16、nmentalhealthcriteria195:hexachlorobenzenerm.who,1997:32-35.施梅兒.水中痕量氯苯類化合物的氣相色譜分析j.上海環(huán)境科學(xué),1988,7(1):2123.楊嘉謨,王贄,蘇青青.長江武漢段水體懸浮物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留狀況j.環(huán)境科學(xué)研究,2004,17(6):2730.monirith,haruhikonakata.persistentorganoch1orineresiduesinmarineandfreshwaterfishincambodiaj.marinepollutionbulletin,1999,38(7):604612.cou

17、rtneykd.hexachlorobenzene(hcb);areviewj.environmentalresearch.nature,1979,20:225266.bruhnrul,kannann,petrickg,eta1.persistentchlorinatedorganiccontaminantsinharbourporpoisesfromthenorthsea,thebalticseaandarcticwatersj.thescienceofthetotalenvironment,1999,237/238:351361.cleemannam,rigetbuf,paulsenagb

18、,eta1.()rganochlorinesingreenlandmarinefish,musselsandsedimentsj.thescienceofthetotalenvironment,2000,245:87102.kannank,sinhark,tanabes,eta1.heavymetalsandorganachlorineresiduesingangesriverdolphinsfromindiaj.marpollutbull,1993,26:159162.barryg,()liver,karendnico1.chlorobenzenesinsediments,waterands

19、electedfishfromlakessuperior,huson,erieandontarioj.environscitehnol,1982,(16):532536.王子健,呂怡兵,王毅,等.淮河水體取代苯類污染及其生態(tài)風(fēng)險j.環(huán)境科學(xué),2002,22(3):300303.袁旭音,王禹,陳駿,等.太湖沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留特征及風(fēng)險評估j.環(huán)境科學(xué),2003,24(1):124125.salam.healtheffectsofchronichighexposuretohexachlorobenzeneinageneralpopulationsamplej.archenvironhealt

20、h,1999,54(2):1o2112.spigarelliji.hexachlorobenzenelevelsinmultimediaenvironmentalsamplesfromselectedchemicalproductionplantsj.1arcscipubl,1986,(77):155-161.steffan,robertj.methodfordecreasingtheconcentrationoftoxicmaterialsinbiologicalwastewatertreatmentp.usp543959o,1995+08-08.lobertjm,keenewc,logan

21、ja,eta1.globalemissionsfrombiomassburning:reactivechlorineemissionsinventoryj.jgeophysres,1999,104:83738390.呂錫武,嚴(yán)煦世.光化學(xué)氧化飲用水中有機(jī)優(yōu)先污染物j.中國環(huán)境科學(xué),1992,12(1):7175.呂錫武.紫外一微臭氧處理飲用水中的優(yōu)先污染物j.中國環(huán)境科學(xué),1997,17(4):377380.潘海洋.光催化降解飲用水中幾種典型有機(jī)污染物一影響因素及降解機(jī)理的研究d.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士學(xué)位論文,2000,6:43-45.李田.城市自來水光催化氧化深度凈化效果j.環(huán)境

22、科學(xué),1998,18(2):167171.kumikomiyoshi.takehikonishio,akioyasuhara.detoxificationofhexachlorobenzenebydechlorinationwithpotassiumsodi皿umalloyj.chemosphere,2004,(55):14391446.25高燕,王復(fù)東,廖世健,等.pvp負(fù)載pd/co催化劑催化六氯苯的加氫脫氯j.催化.1999,20(3):236238.26楊光俊,鄭正,趙永富.等.輻照降解六氯苯(hcb)的研究j.環(huán)境科學(xué),20oi.!i【l】:750752.27xieqingiie,l

23、una,wanglaming.eta1.primarystudyofelectrofentontreatmentforhcb-containingwastewaterc.229thacsnationalmeeting,sandiegoca,2005,3:1317.28解清杰,馬濤,王琳玲,等.六氯苯污染沉積物的電fenton方法處理的初步研究j.華中科技大學(xué)(自然科學(xué)版),2005,33(3):126128.吳榮芳等:六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制/2006臣一829xieqingjie,luna,wanglinling,eta1.oxidationofhexachlorobenzenebyth

24、edirectfentonandeffeoxmethodj.freseniusenvironmentalbulletin,2005,14(10):854859.3o趙建夫.氯代苯類有機(jī)物生物降解性能的研究j.環(huán)境科學(xué),1992,13(2):36-38.31甘平,樊耀波,王敏健.氯苯類化合物的生物降解ej.環(huán)境科學(xué),2001,22(3):9396.32王帥杰,全燮,趙慧敏.fe對遼河沉積物中ddt,hcb缺氧生物降解影響研究j.大連理工大學(xué),2002,42(2):181一】84.environmentalhazardousofhexachl0robenzeneanditspollutioncon

25、trolwurong-fang,xieqing-jie,huangweihong,luxiao-hua(1.constructionmanagementdepartment,jiangsuuniversity,zhenjiang212013,china;2.schoolofenvironmentalscience&engineering,huazhonguniversityofscience&technology,wuhan430074,china)abstract:hexachlorobenzene(hcb),oneofthepersistentorganicpollutan

26、ts(pops),isrefractorysemivolatileorganiccompoundandnon-biodegradable.becauseofthebioaccumulationandpersistenceofhcbaswellasitspotentialtoxicity,hcbcanleadtomanyseriousillnesses,suchasendocrinopathy,maladjustmentofprocreationandimmunity,heteroplasia,cancerandsoon.themainsourcesandhazardousofhcbintheenvironmentareintroduced,andthecontroltechnologiesforhcbcontaminatedenvironmentarealsosummarizedinthispaper.keywords:hexachlorobenzene;hazardous;pollution;control(上接第3頁)references:1adamsvw.environmentallifecycleanalysesoftrans23portsystemsj.internatio