多環(huán)芳烴 你對多環(huán)芳烴了解多少
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有很多化學物質存在于我們的日常生活中,有的成分你可能一點都不了解。比如多環(huán)芳烴,那么你對這種物質有哪些了解呢?它有哪些性質和來源呢?它的應用范圍有哪些?通過下文來了解一下吧。
多環(huán)芳烴
多環(huán)芳烴指分子中含有兩個以上苯環(huán)的碳氫化合物,是一類典型的持久性有機污染物,通常存在于石化產(chǎn)品、橡膠、塑膠、潤滑油、防銹油、不完全燃燒的有機化合物等物質中,是環(huán)境中重要致癌物質之一。21世紀后有超過16種具有致癌性的多環(huán)芳烴被禁用。
多環(huán)芳烴的來源
環(huán)境中存在的PAHs主要有天然和人為兩種來源。
1、天然來源
(1)某些細菌、藻類和植物的生物合成產(chǎn)物;
(2)森林、草原燃起的野火及火山噴發(fā)物;
(3)從化石燃料、木質素、底泥等散發(fā)出的PAHs是長期地質年代中由生物降解再合成的產(chǎn)物。
2、人為來源
(1)廢物焚燒和化工燃料不完全燃燒產(chǎn)生的煙氣(包括汽車尾氣);
(2)工廠(特別是煉焦、煉油、煤氣廠)排出物。
(3)水體中的PAHs主要來源于工業(yè)廢水、大氣降落物、表面敷瀝青道路的徑流及污染土壤的瀝濾流。與地下水、湖水相比,河水更易受污染,其中多被吸附在懸浮粒子上,僅少量呈溶解態(tài)。
(4)室內(nèi)PAHs則來源于取暖、烹飪以及吸煙等,由含碳氫化合物不完全燃燒產(chǎn)生。特別是有研究報道,從香煙中已檢測到300種以上的PAHs。
多環(huán)芳烴的理化性質
PAHs是一類由2個或2個以上苯環(huán)連接而成的碳氫化合物,包括萘、蒽、菲、芘等150余種,可分為芳香稠環(huán)型和芳香非稠環(huán)型。
PAHs 的水溶性較差,脂溶性較強,可在生物體內(nèi)蓄積。能溶于丙酮、苯、二氯甲烷等有機溶劑。
多環(huán)芳烴的分布
研究發(fā)現(xiàn),低環(huán)PAHs在氣相中的含量相對較高,而高環(huán)PAHs則主要以吸附于可吸入顆粒物的形式存在。五元環(huán)及其以上的PAHs主要吸附在顆粒物上,二到四元環(huán)的PAHs則在氣相和固相中均有分布。
人類在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),交通運輸和日常生活中大量使用的煤炭,石油,汽油,木柴等燃料,可產(chǎn)生多環(huán)芳烴的污染。每公斤燃料燃燒所排出的苯并[α]芘量分別約為:煤炭67~137mg,木柴61~125mg,原油40~68mg,汽油12~50.4mg。因此,人類的外環(huán)境如大氣,土壤和水中都不同程度地含有苯并[α]芘等多環(huán)芳烴。多環(huán)芳烴在大氣的污染為其直接進入食品—落在蔬菜,水果,谷物和露天存放的糧食表面創(chuàng)造了條件。食用植物也可以從受多環(huán)芳烴污染的土壤及灌溉水中聚集這類物質,多環(huán)芳烴污染水體,可以使之通過海藻,甲殼類動物,軟體動物和魚組成的食物鏈向人體轉移,終都有可能聚集在人體中。
多環(huán)芳烴的制備方法
食品中的成分一般包括水、脂肪類化合物、芳香烴和有機酸等,其中含有的PAHs物質是非極性物質,可以使用多種有機溶劑如氯仿、石油醚、醇類、丙酮、苯等多種物質進行提取。目前(2011年)提取PAHs物質的主要方法有固相萃取、超臨界流體萃取、超聲波提取和索式提取等幾種。
通過有機溶劑提取到的PAHs物質中可能還含有一定量的非芳烴雜質,這些雜質可能干擾PAHs的定量檢測。因此,對于提取到的試樣,可以根據(jù)PAHs具有的兩個特點即脂溶性和芳香性進行濃縮或純化。
多環(huán)芳烴的毒理學研究
免疫抑制反應
PAHs可以引起機體的免疫抑制反應,表現(xiàn)為血清免疫學指標的改變。動物試驗表明,烹飪油煙冷凝物對小鼠免疫功能有明顯影響,其對T淋巴細胞的影響要比B淋巴細胞更為明顯。
致癌性
由于苯并[a]芘是第一個被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學致癌物,而且致癌性很強,故經(jīng)常以苯并[a]芘作為PAHs的代表。動物實驗已證明苯并[a]芘能誘發(fā)皮膚癌、肺癌和胃癌。經(jīng)多年研究證明,苯并[a]芘本身是“前致癌物”,需在體內(nèi)代謝轉化后方成為“終致癌物”。
苯并[a]芘進入人體后,有很少一部分以原形從尿或經(jīng)膽汁隨糞便排出體外,其余大部分經(jīng)肝、肺細胞微粒體中的混合功能氧化酶氧化形成環(huán)氧化物,然后氧環(huán)打開,第10位上的親電子陽離子與細胞大分子(DNA、RNA、蛋白質等)共價結合,構成癌變的物質基礎。
多環(huán)芳烴的致癌機理研究較多。有的學者認為,具有致癌性的多環(huán)芳烴都含有菲環(huán)的結構,可視為菲的衍生物,它們顯著的特點在于菲的9、10雙鍵,此鍵具有高電子密度,似乎有關PAHs的致癌性均與此鍵有關。若致癌性多環(huán)芳烴代謝產(chǎn)物的環(huán)氧化合物,正好包括此鍵,則易于與細胞內(nèi)的DNA、RNA等物質結合而起致癌作用。
光致毒效應
由于多環(huán)芳烴的毒性很大,對中樞神經(jīng)、血液作用很強,尤其是帶烷基側鏈的PAHs,對粘膜的刺激性及麻醉性極強,所以過去對多環(huán)芳烴的研究主要集中在生物體內(nèi)的代謝活性產(chǎn)物對生物體的毒作用及致癌活性上。但是越來越多的研究表明,多環(huán)芳烴的真正危險在于它們暴露于太陽光中紫外光輻射時的光致毒效應??茖W家將PAHs的光致毒效應定義為紫外光的照射對多環(huán)芳烴毒性所具有的顯著的影響。
有實驗表明,同時暴露于多環(huán)芳烴和紫外照射下會加速具有損傷細胞組成能力的自由基形成,破壞細胞膜損傷DNA,從而引起人體細胞遺傳信息發(fā)生突變。在好氧條件下,PAHs的光致毒作用將使PAHs光化學氧化形成內(nèi)過氧化物,進行一系列反應后,形成醌。由苯并[a]芘產(chǎn)生的苯并[a]芘醌是一種直接致突變物,它將引起人體基因的突變,同時也會引起人類紅細胞溶血及大腸桿菌的死亡。
多環(huán)芳烴的用途
多環(huán)芳烴是有機化工重要基礎原料,多環(huán)芳烴中聯(lián)苯用作化工過程的熱載體。稠環(huán)芳烴中萘是制造染料和增塑劑的重要原料。多種含氧、含氯、含氮、含硫的芳烴衍生物用于生產(chǎn)多種精細化工產(chǎn)品。
70年代世界芳烴的化工年利用量已超過30Mt。
21世紀后有超過16種具有致癌性的多環(huán)芳烴被禁用。
結語:通過小編上文對于多環(huán)芳烴相關知識的介紹,相信大家對于這種化學物質都有了一定的了解了,文中提到了它的性質來源以及制備的方法,當然它還有一些較為廣泛的應用。
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