六氯苯的环境危害及其污染控制

1、六氯苯的环境危害及其污染控制亿亏与生物z程2006,voi.23no.8chemistry&bioengineering六氯苯的环境危害及其污染控制吴荣芳.解清杰.黄卫红.陆晓华(1.江苏大学基建处,江苏镇江212013;2.华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430o74)摘要:六氯苯是一种持久性有机污染物(pops),具有长期残留性,生物蓄积性,半挥发性和高毒性,能够导致生物体内内分泌紊乱,生殖及免疫机能失调,发育紊乱以及癌症等严重疾病.详细介绍了环境中六氯苯的来源及其危害.并对目前国内外六氯苯环境污染的治理技术进行了综述.关键词:六氯苯;危害;污染;控制中图分类号:x783x

2、501文献标识码:a文章编号:16725425(2006)o8000704六氯苯(hcb)为持久性有机污染物(简称pops)之一,目前全球每年仍有高达1200092000kg(平均约为23000kg)的hcb释放到环境中去1.我国虽禁止了其作为农药的使用,但仍保留六氯苯的生产,主要是用于生产农药五氯酚,五氯酚钠和其它化工产品.由于hcb对自然环境下的生物代谢,光降解,化学分解等具有很强的抵抗能力,因此可以在水体,土壤和沉积物等环境介质中存留数年甚至数十年或更长的时间.1环境中六氯苯的来源1.1六氯苯的性质hcb纯品为无色针状结晶,熔点为227,沸点为309310(96.7kpa),几乎不溶于水

3、,微溶于乙醇,易溶于苯,甲苯,乙醚.hcb化学性质稳定,耐酸,但在高温下能碱解生成五氯酚钠.在土壤中的半衰期为2.722.9年;在大气中与羟基自由基反应的半衰期估计为2年;在水中挥发很快,但与沉积物的强吸附作用使其更难降解;hcb具有低或较低的急性毒性作用以及慢性或亚慢性毒性作用,导致生物体内内分泌紊乱,生殖及免疫机能失调,神经行为和发育紊乱以及癌症等疾病.1.2环境中六氯苯的来源环境中hcb的来源与其使用密切相关,hcb主要应用在杀虫剂和杀菌剂,石墨阳极的处理,军事烟雾,合成橡胶助剂,木材防腐剂,有机合成化工的原料,铝或其它金属制造过程中的助熔和脱气等方面.carpenter等_2调查发现美

4、国在20世纪50年代hcb作为杀虫剂的使用量高达345000kg;在60年代hcb的使用量达到高峰.美国国家环保总局(usepa)曾对部分农药生产过程中hcb的释放量进行估算,如生产1kg五氯硝基苯会释放出约500mg(北美地区)或1000mg(北美以外的地区)hcb;生产1kg百菌清会释放出约40mg(匕美地区)或100mg(北美以外的地区)hcb;hcb进入环境的途径包括含有这些产品的废水,空气以及废物焚烧产生的烟道气和飞尘的释放.易产生hcb的其它来源有固体废弃物的焚烧,医疗垃圾的焚烧,污泥的焚烧,废金属的熔炼,废轮胎的燃烧,废石油的燃烧,市政污水和污泥处理过程,氯漂白(造纸)过程,木材

5、处理,水泥制造,烧结厂等,铜,铝,镁的熔炼及焚烧过程中均产生hcb.2六氯苯的环境危害2.1水环境水环境中的hcb污染主要来源于农业生产过程.hcb在饮水中的允许值,美国最大允许浓度值为1/zg?l_.,最大允许浓度目标值为0g?l_.;中国科学院生态环境研究中心推荐hcb最大限度为0g?l.我国地面水和自来水hcb污染问题极为严重,华东某特大城市地面水和自来水中的hcb浓度若按who标准_5,分别超标170倍和15倍.施梅儿等_6对某市的河水(原水)和自来水中的氯苯类化合物进行基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2005aba044)收稿日期:20060313作者简介:吴荣芳(1973一)

6、,女,河北定州人,工程师,主要从事工程管理工作.分析,结果表明河水中hcb浓度一般都在1.0g?i以上,而自来水中hcb的浓度达到1.93.2g?l_.,远高于河水中的浓度,可见氯化消毒还会使六氯苯浓度增加.杨嘉谟等l7通过对长江武汉段水体悬浮物的检测亦发现hcb的含量高达9.06ng?g_.我国2000年城市供水发展规划中规定,一类水体中六氯苯的浓度不能超过0.01g?l_.hcb在海水中含量很低,一般低于0.1ng?l_.,如此低的浓度,很难发现其对海洋生物有毒性作用,但有报道海洋鱼肝中hcb水平超过人类安全摄入量l8,也有在其它一些海洋生物体中发现hcb的文献报道lg叫.2.2土壤及水体

7、沉积物由于hcb在环境中属于难分解物质,因而水和大气的污染最终都归属到土壤或水体沉积物中.研究发现某化工厂内道路土中hcb的含量均大于100g?gl1嬲;某氯碱厂排污el附近土壤中hcb亦达29mg?kg_.el1;一些化工厂废弃物hcb含量比较高,达6000000g?kg-1l3;而在michigan水底沉积物中测得hcb亦为6000000g?kg引.hcb在水中的光化作用缓慢,氧化及生物转化作用轻微,易被吸附于土壤及沉积层,但很快蒸发到空气中,此时光化作用对hcb降解起决定作用.barryg等l1朝研究表明ontarior湖中hcb在水和沉积物中的浓度分别为0.06ng?kg和97g?kg

8、_.,haron湖中hcb在水和沉积物中的浓度分别为0.04ng?kg和0.2g?kg_.中科院生态环境研究中心的研究人员曾对淮河水体hcb污染做了调查口,对淮河信阳,阜阳,淮南和蚌埠监测断面进行采样分析,均检测到较高浓度的六氯苯污染.南京大学的袁旭音等l_1分析了太湖沉积物中的有机氯农药残留情况,发现hcb的残留水平很高,平均值达到2.158ng?g-1(干重),其主要来源为地表径流入湖,大气沉降和工业污水排放.2.3大气空气中hcb主要来源于工业污染,电化厂l_1和生产聚氯乙烯,三氯乙烯和四氯化碳的工厂周围hcb含量均较高l1,在化工厂周围区域内空气中六氯苯含量小于0.00010.63mg

9、?m_.,降尘中小于0.13.7rig/wipel_1.有些化工厂有害废物堆放场所空气中亦检出hcb,市政废物焚烧场的空气中含有hcb,多氯联苯等u.3六氯苯污染控制3.1六氯苯的物理去除吴荣芳等:六氯苯的环境危害及其污染控制/2006年一8囊常见的hcb物理去除方法主要为吸附法.此种方法属最原始的方法,是目前研究和应用都比较多的一种方法.该方法是利用吸附剂处理水中的hcb,应用广泛,技术成熟,但只适用于低浓度废水,处理成本高,且存在二次污染.3.2六氯苯的化学去除3.2.1紫外一微臭氧技术hcb化学性质极稳定,臭氧不能氧化,吕锡武l2采用乙醚溶解移入法配制浓度为242g?l-1的hcb模拟水

10、样,采用新型的紫外一微臭氧技术处理模拟水样,研究饮用水中hcb的降解情况,去除率达80,但达标处理时间较长.3.2.2光催化氧化技术潘海洋l2引,李田l2胡利用紫外灯对含有tio.催化剂的hcb标准溶液进行光催化反应,反应时间2h,发现去除效果较好.3.2.3零价金属还原技术kumiko等l2采用液态的钾钠合金对hcb进行还原脱氯,发现经过30min的反应,在有机苯溶剂中的hcb就被100脱氯.高燕等l2在装有三通,硅橡胶密封和与量气管相连冷凝管的30ml夹套反应瓶内,依次加入0.4mmol六氯苯和2.52mmol醋酸钠,用氢气置换3次后,从硅橡胶密封垫注入5.4ml无水乙醇和1.5ml催化剂

11、,在氢气氛下还原10min后开始搅拌,进行反应.研究聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)负载的pd/co催化剂催化纯的hcb固体的脱氯反应,取得了较好的效果.但该技术操作复杂,反应条件苛刻,运行成本高昂,工程可行性差.3.2.4丫射线辐照技术杨光俊等l2采用.co产生的丫射线对不同溶液体系中的hcb进行辐照处理,研究了在不同溶剂体系及不同浓度添加物的联合作用下,hcb经丫射线辐照的降解效果.结果表明,hcb在丙酮和水混合溶剂中能得到有效降解,最大降解率达93,在正己烷溶剂中也有部分降解,多数生成五氯苯.3.2.5电fenton法解清杰等l2采用电fenton法(effeox法)处理hcb模拟废水.研究结

12、果显示:以不锈钢片作为电极,在外加电压5v,初始ph值为2.5,电解质na.so投加量为0.05rnol?i_.,h2o2投加量为500mg?l的条件下搅拌,经过3h的处理后,hcb去除率可达96.96.解清杰等l2亦采用effeox法对河流沉积物中吴荣芳等:六氯苯的环境危害及其污染控制/2006年一8期hcb进行修复研究,结果显示:以不锈钢片作为电极,在外加电压15v,初始ph值为3的条件下,经过2h的处理后,hcb去除率可达.6fenton试剂法解清杰等2采用fenton法处理hcb模拟废水.研究结果显示:在h.o.(309/6)投加量为500mg?l_.,fe2投加量为1

13、000mg?l一,ph=2.5的条件下,经过4h的反应,废水中hcb去除率可达六氯苯的生物降解国内学者在hcb的生物降解方面做了一些研究,如赵建夫3们采用连续,完全混合活性污泥法对污染物中的6种氯代苯类有机物的生物降解性能进行了研究.结果表明:除hcb外,其它5种氯代苯类化合物均能被驯化后的微生物降解.甘平等3从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4一二氯苯,1,2,4一三氯苯和hcb的4种微生物,对这3种物质进行降解研究,发现在培养周期内hcb基本不降解.王帅杰等3.研究发现,在无外加碳源的情况下,feso?7ho对辽河沉积物中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钠时,feso?7ho对hcb在辽河沉积物中缺氧生物降解的影响则不大.4结论与展望(1)目前,国内外hcb带来的环境危害还很突出,对其迁移,转化和分布规律都有待更系统深入的分析和讨论.(2)现有处理方法对hcb的去除效果不理想,难以在满足相关标准要求的同时又兼顾处理的经济性.因此,寻找高效和经济可行的去除hcb的方法是亟待解决的问题.同时相关问题的解决也可为其它持久性有机污染物(pops)污染问题提供借鉴和参考.(3)我国hcb的用量大,范围广,接触人口众多,因此研究hcb污染的环境治理技术,对我国生态环境的改善有着特殊重要的现实意义.参考文献:1baileyre.glo

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