第20卷第4期印染助剂Vol20No4一型!生塑!!婴些!塑型堕鲤型j_@疑萝烷基酚聚螽乙烯醚的生态环保问题攘讨陈荣圻上海纺织职太,上海200065摘要:过去一亘认为烷基酚聚氧乙烯醚(NPEO)的代谢物具有毒性,生物降解性差近年来,通过野外取样测试评定,得出相反结论:APEO及疑代谢物的雌激素热应非常低,不足以危害生态环境,但必须注意生产过程中副产物的危害性关键词:APEO;代谢物;生志环保;毒性,生物降解性中围分类号:w042文献标识码:A文章编号:l004—0439(2003)04—0001—04s『rUDIES0NTHEECOLOGICALANDENV玎t0NM咖!AI.PRoTECTIoNPROBLEMOFALKYLPHENOLE田日0XYI^TESOU·Bo)CHENRong-qi(ShanghaiTextileVoeatiomdTrainingUniversity,Shanghai200065,China)Abstract:ItwasalwaysconsideredthatthemetabolitesofAPEOaretoxicandhavepoorbiodegradabilityBut.inrecentyears,aoppositeconclusionhasbeendrawnthroughfieldsampling.testingandevaluation:thefemalehoFmoneeffectofAPEOanditsmetabolitesislowtodamagetheecologyandenvironmentHowever.precautionsshalbetakenagainsttheby—productsproducedduringproductionofAPEOKeywords:APEO:metabolite:ecologicalandenvironmentalprotection:toxicity:biodegradability烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)广泛用于纺织、塑料、橡胶、日用化工、医药、造纸等工业,用于洗涤剂、乳化剂、润湿剂、扩散剂、稳定剂等.是继脂肪醇聚氧乙烯醚之后的另一大类非离子型表面活性剂,全世界每年用量超过40万吨,其中,美国用量最多为25万吨.APEO中壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO),占80%~85%,辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)占15%以上,十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%.有关APEO的毒性和生物降解性等生态环保问题已争论了许多年,许多实验室数据表明,APEO生物降解缓慢,且生物降解代谢物对环境具有潜在的危害性因此.有些国家制定了法规,限制APEO的生产和使用,英国于1976年已经在家用洗涤剂中停止使用APEO,2000年if划在工业部门禁止使用;德国洗协和表面活性荆制造商协会建议停止在洗涤剂中使用APEO;瑞士电有禁用APEO的法规;丹麦建议2000年以前停止在化妆品、香皂和洗涤剂中使用APEO“I,在表面活性剂和洗涤剂的广告中竟然使用了“不含APEO”的词,以证明其产品是符合环保的:但是美国的烷基酚聚氧乙烯醚生产企业,于1987年在化学制造业者协会中建立的CHEMSTAR部门进行了研究,得出f相反的结论”Ⅲ.APEO到底对生态环保有多大的影响,本文根据文献进行r探讨.1毒性NPEO㈦n的毒性是LD∞=le)er鹕/ks,水生物毒性中对水质的ECOm为42rag/L.对藻类的ECO、,为50mg/L.表明NPEO对哺乳动物和水生生物的毒性与其它非离子型表面活性剂相似“I.在NPEO的生物降解过程中,NPEO的链被打断,形成保留1~2个EO的NPE0(NPEO圾NPEO:),这些代谢物可氧化成相应的羧酸(NPEC.及NPEC:),最终为NP(壬基酚).代谢反应过程为收稿日期:20(B一04—28作者简介:陈荣圻(1930一).男,江苏太仓人.教授,从事染料、助剂、印染及生态环保的研究印染助荆20卷㈨。
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:::>一OCH:c:tm“{NPEC二)(NPEC一降解产物有几种,即:短链己氧基物,相应的羧酸及烷基酚.EO链越短,中间代谢物的水溶性越差,NPEO随着降解的深入其毒性逐步增加.对水生物来说,NP比NPEO具有更大的毒性141.NPEO.和NPEO:对鱼、无脊柱动物、海藻和微生物的急性毒性范围4600—14000P.g/L”l,根据美国环境保护署fEPAj制定的标准属中等或很低的毒性.NP的毒性范围17~3000/tg/L,属最高和很高毒性“1.APEO应用于日用洗涤剂和纺织印染助剂是通过界面吸附或胶束行为的物理过程达到预定功能的,化学结构并未受到影响.完成功能后排人污水处理系统,最后流人河道水域.因此,NPEO及其代谢物是否对鱼等水生物有害,最为合理和实用的做法是在位于污水排放下游的河区进行取样.美国化学制造业协会与环境保护署达成协议,对NPEO及其代谢物的影响进行了一系列实验.由美国EPA提供的河流凋查资料库中共有68000条河流,除去没有废水、不能流动的河流和湖泊,还有5000条.从中选出典型的30条17.6’,它们的NP和NPEO.、NPEo。
的分布形式有点相似.大约70%样品中的NP和NPEO.无法检出,60%样品中的NPEO:在检出限度之下.其中,90%样品中的NP和NPEO。
的浓度≤0.3/Lg/L,90%样品中的NPEO:浓度≤0.4pg/L.NP在河水中的最高值为0.64,Ug/L(ppb),在河流沉积物中的最高浓度为2960fLg/Lf31.最敏感的水生物在NP浓度67~14/Lg/L会发生中毒,NP浓度34200,ug/I.时可以使寄居在河流沉积物中的有机体中毒”I.美国30条河流取样点的结果:(1)水中和沉积物中可忽略NPEO的河流占37%;(2)存在较高浓度NPEO的河流占13%:(3)存在较低浓度NPEO的河流占23%;(4)水中可忽略,沉积物中NPEO浓度较低的河流占27%.北美和欧洲对河流取样也有报道,在加拿大密集[业区附近的水体中,在大部分(76%)河流中NP的浓度(0e/2,Ug/L。
NPEO.和NPEO娥度<1叶g/l….河流沉积物中的NP浓度为170~72000tlg/L,NPEO。
和NPEoz的浓度<17,ttg/L”l,在意大利的4个水系中测得的NPEO浓度o.64—4.3,Ug/L[iol欧洲的22条河流沉积物中,NP浓度<17t‘g/L,NPEO浓度<2.2ttg/].1….这就充分说明rNPEO可以高度生物降解为二氧化碳和水,它几乎不会在水中和沉积物小{}{累而构成对环境的危害”j.2生物降解性APEO的生物降解性差一直限制着它的使jH.传统的文献记载NPEO的生物降解率为0~9%“….生物降解试验主要考察表面活性剂被微生物分解的过程和程度.天然水源、污泥、十壤、污水系统等都可以成为表面活性剂的生物降解环境,模拟这些环境条件可以对表面活性剂的牛物降解性进行研究.由于模拟条件复杂且难以精确控制.因此.用不同的模拟方式得到的结果往往不同至今为止.所使用的方法有:振荡培养法、活性污泥法、生物耗氧量法{BOD)、Warburg法及变为二氧化碳法等.由f:生物降解实验过程复杂,干扰因素多,不同的试验疗法往往会得到不同的数据,甚至无法比较这螳试验数据,例如使用Warburg法、BOD法和活性污泥法对ABS的降解率测试结果分别为13%、17%及29%,AS的生物降解率分别为92%、100%及89%.经济合作及发展组织(OECD)于1993年发市了301一B法”41和301一F法“j,建立了一套成员国之间相互承认的测试标准,规定必须是OECD专fJ委员会承认的合格实验窒测出的试验结果,才能得以承认.301一B法通过测定密闭容器内生物降解过程t{I产生的coz量。
使生物降解定量化,产生的CO周Ba(oH),吸收,可以测出实验物质在特定时间间隔内产生的CO:量,再计算占COz理论值(ThCO:J的百分比,它的Sturm修正法为28天最终有氧生物降解方法.一种化合物必须在28天内至少产生60%的Thco:,并在lO天内产生最初的IO%ThCO:,才能被认定为可生物降解.OECD301一F法是通过水中的微生物消耗氧气的量来评价实验物质的生物降解性的,在生物降解过程巾.微生物吸收的氧气量可以表示为ThOD.也是以28天生物降解实验产生印%的ThOD来认定的4期陈荣圻:烷基酚聚氧乙烯醚的生态环保问题探t!!使用OECD的301一B方法,NPEO、NPEO·及NPEO#普要14~18天产生10%~60%的ThCO:,也就足可生物降解的OPEO、OPEOL及OPEO也是如此.按301一F南‘法,经过28天的3次平行测定,NP的有氧生物降解范围为57.4%~684%(平均为62%),经过8天生物降解达到10%,大约再经过17天的生物降解,产生60%'lhOD.实验结果显示,NP迅速生物降解.因此,NP几乎不会存在于环境中.在美国许多地方都测过APEO的去除率和残留量,APEO的生物降解率一般超过90%,高达92.5%~99.8%【3】.也有报道,美国的APEO有氧生物二级处理达92%~99%,平均为97%116J美国30条河流测试结果”l:1l条河流的水和沉积物中没有检测到NPEO,占37%;8条河流的水中没有检测到NPEO,而在沉积物中有低浓度的NPEO,占27%;6条河流中NPEO的浓度很低,占23%;4条河流中NPEO浓度较高,占13%.瑞士有报道”…,APEO经有氧生物二级系统处理率为47%~99%,平均是74%;意大利也有报道”…,APEO经过有氧生物二级系统处理率为74%一98%对于NPEO污水处理中的生物降解,各国都有报道:美国的污水处理机构(STPS)在造纸厂污水处理装置的流出物中检测到NP的浓度<21/-tg/L,平均为4/tg/L,NPECl一4的浓度为<loopg/L,平均约5叫g/L;NPEO的浓度为144~273P-g/L,平均为200tLg/L,处理前为12701Lg/L(191.意大利的STPS测得的NP浓度为0.7—9.7/Lg/L,NPECl浓度为1.5~3.9tlg/L,NPEC2浓度为1.5~3.9/Zg/L,平均为5.1~9.4/tg/L118j英国的一些污水中,NP浓度为0.2~5.4pg/L,处理前为33叫g/L…I;加拿大污水中.NP浓度0.8~15lpg/1.;瑞士的废水处理结果于1994年曾报道.70%的NPEO在废水处理中被除去.因此,NPEO及其降解代谢物的去除率与它们的生物降解性是一致的.过去,NPEO的毒性和生物降解性等对环境的影响的很多结论是在实验室数据基础上得到的,不能作为野外情况下NPEO的评定依据121】,另外,生物降解性的测定方法也日趋科学性和现实性.3环境激素问题环境激素可以侵人人体内部,具有类似雌性激素作用,能危害人体II常激素分泌的化学物质.它能导致精子数量减少,牛殖器官出现异常,生物体的生殖能力F降,它已成为包括人类在内的所有生物界的天敌.通过大量研究证明.有一些化学物质会产生上述结果,美国环境保护署(EPA)在1997年提出了70种属环境激素的化学物质[22|.其中,有烷基酚(NP及OP).也有报道说,NPEOt和NPEO:具有类似于NP的雌激素效应…I1997年,周文苑等报道1241,NP有非常弱的雌激素作用,NP只有在极高浓度和很长时间才有作用NPEO.、NPEO:及相应的NPEC。