多环芳烃(Polycyclic Aromatic HydrocarbonsPAHs)是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物,是重要的环境和食品污染物。迄今已发现有200多种PAHs,其中有相当部分具有致癌性,如苯并α芘,苯并α蒽等。PAHs广泛分布于环境中,可以在我们生活的每一个角落发现,任何有有机物加工,废弃,燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃。
物质简介
分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物。有些多环芳烃还含有氮、硫和环戊烷,常见的具有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。
国际癌症研究中心(IARC)(1976年)列出的94种对实验动物致癌的化合物,其中15种属于多环芳烃,由于苯并[α]芘是第一个被发现的环境化学致癌物,而且致癌性很强,故常以苯并[α]芘作为多环芳的代表,它占全部致癌性多环芳烃1%-20%。
同类物质
PAHs主要包括18种同类物质:
18种常见多环芳烃
⒈NAP Naphthalene 萘(NAP)
2 .ANY Acenaphthylene 苊烯(ANY)
3.Acenaphthene 苊萘嵌戊烷(ANA)
⒋FLU Fluorene 芴(FLU)
⒌PHE Phenanthrene 菲(PHE)
⒍ANT Anthracene 蒽(ANT)
⒎FLT Fluoranthene 荧蒽(FLT)
⒏PYR Pyrene 芘(PYR)
⒐BaA Benzo(a)anthracene 苯并(a)蒽(BaA)
⒑CHR Chrysene 䓛(CHR)
⒒ BbF Benzo(b)fluoranthene 苯并(b)荧蒽(BbF)
⒓ BKF Benzo(k)fluoranthene 苯并 (k)荧蒽(BkF)
⒔BaP Benzo(a)pyrene 苯并(a)芘(BaP)
⒕IPY Indeno(1,2,3-cd)pyrene 茚并(1,2,3-cd)芘(IPY)
⒖DBA Dibenzo(a,h)anthracene 二苯并(a,h)蒽(DBA)
⒗BPE Benzo(g,hi)perylene 苯并(ghi)苝(二萘嵌苯)(BPE)
17.Benzp(e)pyrene 苯并(e)芘(BeP)
18.Benzo(j)fluoranthene 苯并(j)荧蒽(BjF)
物质来源
在自然界中这类化合物存在着生物降解、水解、光作用裂解等消除方式,使得环境中的PAHs含量始终有一个动态的平衡,从而保持在一个较低的浓度水平上,但是近些年来,随着人类生产活动的加剧,破坏了其在环境中的动态平衡,使环境中的PAHs大量的增加。
自然源
主要包括燃烧(森林大火和火山喷发)和生物合成(沉积物成岩过程、生物转化过程和焦油矿坑内气体),未开采的煤、石油中也含有大量的多环芳烃。
人为源
PAHs人为源来自于工业工艺过程、缺氧燃烧、垃圾焚烧和填埋、食品制作及直接的交通排放和同时伴随的轮胎磨损、路面磨损产生的沥青颗粒以及道路扬尘中,其数量随着工业生产的发展大大增加,占环境中多环芳烃总量的绝大部分;溢油事件也成为PAHs人为源的一部分。因此,如何加快PAHs在环境中的消除速度,减少PAHs对环境的污染等问题,日益引起人们的注意。
物质变化
存在状态
多环芳烃广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤、作物和食品中。截止2013年4月份己知的多环芳烃约有200多种。大气中的PAHs以气、固两种形式存在,其中分子量小的2-3环PAHs主要以气态形式存在,4环PAHs在气态、颗粒态中的分配基本相同,5-7环的大分子量PAHs则绝大部分以颗粒态形式存在。水体中的多环芳烃可呈三种状态:吸附在悬浮性固体上;溶解于水;呈乳化状态。己知的地表水中的多环芳烃有20余种。地下水和海水中也检测了多环芳烃。土壤中PAHs的浓度一般在10-10µg/Kg范围内,城郊土壤中PAHs的浓度更高,达10-10µg/Kg。土壤的污染必然影响到作物的生长.蔬菜中BPa的含量以叶类蔬菜Zui多,根菜类和果实类蔬菜次之
迁移变化
多环芳烃在环境中大多数是以吸附态和乳化态形式存在,一旦进入环境,便受到各种自然界固有过程的影响,发生变迁。通过复杂的物理迁移、化学及生物转化反应,在大气、水体、土壤、生物体等系统中不断变化,改变分布状况。处在不同状态、不同系统中的多环芳烃则表现出不同的变化行为。多环芳烃进入大气后,可通过化学反应、降尘、降雨、降雪等过程进入土壤及水体中。