环境中的邻苯二甲酸酯

第l卷第2期1993年4月环境科学进展ADVANCESINENVRIONMENTALSCIENCEVol,1,No足APirl,1993环境中的邻苯二甲酸醋*叶常明(中国科学院生态环境研究中心)摘要本文较为系统地评述了邻苯二甲酸幽的环境行为、生态效应、环境归趋、数学模型和处理技术.指出邻苯二甲破.是生产t大和应用面广的人工合成有机化学品,是目前世界上全球性的一类环境有机污染物.这类化合物的低水醉度和低挥发性导致了它们的高吸附亲和性,从而使得该类化合钧在固体城较物表面的行为对于研究它们在环墉中各仲过程具有十分重要的作用.关二:邻笨二甲酸幽环境归趋生态效应数学棋型处理技术一、绪言邻苯二甲酸醋是邻苯二甲酸的一类重要衍生物,在工业上一般是从邻苯二甲酸醉和相应的醉通过费歇尔(Fischer)醋化反应而合成的.根据1985年的调查,我国邻苯二甲酸醋的年产量为巧万吨,近年来,该类化合物的产量有了更大的增加.邻苯二甲酸醋一般可用作农药载体、驱虫剂、化妆品、香味品、润滑剂和去泡剂的生产原料.然而目前用t最大的还是作为塑料增塑剂,例如常用的聚氧乙烯塑料,在重量上含有20一50%的某种或多种邻苯二甲酸醋.另外人工心脏瓣膜、血管移置材料、子宫避孕器和血液注射器等直接与人体健康有关的医用器具以及合成纤维纺织品抛光剂等也都含有邻苯二甲酸酷类化合物。这就意味着,在我们的日常生活中,我们的身体存在着与邻苯二甲酸醋类化合物直接接触的机会。正是由于邻苯二甲酸醋的大量生产与广泛应用,使它们有机会在环境中散布,并与人体接触,从而增加了对人体的危害性.许多研究结果表明,在诸如大气、水体、土壤、生物体乃至人体等自然和人类环境中普遍发现有邻苯二甲酸醋的存在.因此,这类化合物目前已成为一种全球性的重要环境有机污染物.二、邻苯二甲酸醋的物理化学性质邻苯二甲酸留的一般化学结构是由一个刚性平面芳环和两个可塑的非线型脂肪侧链组成,其结构式一R*国家自然科学基金资助课厄2期叶常明:环境中的邻苯二甲酸酣73式中R和R’一般是指烷基,两者可以相同,也可不同。极性的经基隐藏在分子的中央(甲基和乙基这样的小分子形成的邻苯二甲醋除外),对化学物的物理性质影响很小。表1列出常见的几种邻苯二甲酸醋的物理化学性质数据。表1常见邻苯二甲酸醋的物理化学教据化合物名称及代号分子里熔点沸点水溶度燕汽压10尽K叭鑫考(℃)(℃)(PPm)(mt夕5℃)文献邻苯二甲酸二甲阳(Dh1)P194.19228442902.81.53[l】邻苯二甲酸二乙醋(DE)P22.24一32989280.0282一35[11邻苯二甲酸二丙酚(DPP)250乃0一353以1083x10一`3.27[1]邻苯二甲酸二丁醋(DB)P27835一刃340l14汉10一4.572l[邻苯二甲酸二戊酷(DAP)3肠.27一刃洲7一2550,4.9醉I3]邻苯二甲酸二异辛醋(DEHP)3如5638434[]邻苯二甲酸二正辛醋(DOP)3如乃6220阎对于邻苯二甲酸醋,分子中的拨基对其化学性质起关键作用.和其它醋一样,该类化合物的主要化学反应是水解反应,其反应式如下:f欢丫Co0R~`气广CoH一合oCH、1)贬\尹一CooR`一RoH眨\尸一CooR’一R`OH气、之一C00H该反应为酸碱催化反应。因为邻苯二甲酸醋的水溶度低,其水解反应的速率较慢。酸的水解速率强烈地受醇部分的空间阻碍影响,如像由2一乙基一1一已基醉生成的邻苯二甲酸异辛醋这样的具有较大空间阻碍的酚,其水解具有较大的惰性,而从像正辛醇衍生出来的DOP则对水解的惰性较小.在生物介质中,醋酶会促进邻苯二甲酸醋的水解反应。一般来说,邻苯二甲酸醋要比其它的低水溶度、难挥发有机污染物,像多环芳烃、多卤联苯、有机氯农药等具有较大的反应活性,因而较易被降解。从表1看出,邻苯二甲酸酚类化合物具有相当宽的液态温度范围,如DEHP的液态温度范围宽达从一50℃到384℃。这就使得该类化合物具有大的流动性以及小的挥发性和水溶度。这些特殊的物理化学性质决定了邻苯二甲酸醋的特殊环境行为。三、环境中邻苯二甲酸醋的含量前面我们讲过,邻苯二甲酸醋在环境中是无所不在的,通过本节的分析便可得到进一步的证明。随着发生源的方式和环境特证的不同,邻苯二甲酸醋在环境中的含量水平也有所不同。这里,我们就手头所能掌握的资料,对邻苯二甲酸醋的环境分布及其含量水平作一简要分析,以便发现该类化合物的环境意义。表2、表3、表4和表5分别列出某些大气、水体、土壤、沉积物和生物体等环境介质中邻苯二甲酸醋类化合物的含量。由于人为活动使邻苯二甲酸酷进人自然环境时,空气和水是这种物质转移的主要运一卫一一一一一一一一一一一一二堕竺三鱼生的丝荃二里酸鱼1卷输工具,而挥发和溶解作用是该过程中涉及的基本迁移过程.我国对环境中的邻苯二甲酸醋的专门研究很少,