新兴污染物 有机磷阻燃剂
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一种大分子有机磷酸酯阻燃剂的合成1 前言以往对高分子材料的阻燃多使用卤系阻燃剂,然而近年来要求阻燃材料不仅能降低火焰蔓延的速度,而且在燃烧时所产生的烟、毒气和腐蚀性气体要少,于是无卤素阻燃材料及技术的开发盛行起来。
其中不含卤素的磷酸酯系化合物发展很快,已知有三苯磷酸酯、磷酸三甲苯酯、齐聚物型的缩合磷酸酯。
可是这些磷酸酯系化合物挥发性大,耐热性低,其阻燃性能及其配合树脂材料的机械性能方面都需要改善。
近年来随着阻燃法规的强化,要求进一步提高阻燃材料的性能,希望开发可能克服以往低分子磷酸酯缺点的大分子磷酸酯阻燃剂的呼声十分强烈。
本文介绍的大分子磷酸酯是具有多芳基含硅的双磷酸酯,不仅具有优异的阻燃性,而且有热稳定性高、挥发性低、与树脂相容性好、对加工性能无影响、耐久、耐光、耐水等优点,同时还兼有稳定剂及颜料等添加助剂的分散剂的作用,可广泛使用于热塑性和热固性树脂的阻燃。
本文介绍的这种大分子有机磷酸酯合成路线的工艺条件要求低,实用,有发展前景。
2 合成路线合成这种大分子多芳基含硅双磷酸酯的反应分为二步。
第一步,在非活性溶剂中,在胺同时存在下,由对苯二酚与二芳基磷酸氯化物反应生成式(1)的化合物:第二步,在非活性溶剂和胺的存在下,由式(1)所示的化合物与二芳基硅烷反应,即可生成(2)式所示的多芳基含硅双磷酸酯大分子化合物。
2.1 合成操作要点在有搅拌器、温度计、冷凝管及滴液漏斗的玻璃反应器中,加入非活性溶剂及三乙胺适量,再加对苯二酚,在室温搅拌下滴入二芳基磷酸氯化物,在规定时间内滴加完毕,然后在室温下熟化反应一定时间,即完成第一步反应。
此后进行过滤,脱除溶剂,即得结晶。
将此结晶及NaOH溶于适量水中,过滤不溶物后,在母液中加适量盐酸,使产生结晶,再过滤,即得结晶,进行元素分析,结果如表1所示。
测定熔点为82度。
第二步反应是在上述玻璃反应器中,在非活性溶剂与胺存在下,加入第一步反应产物,在室温下搅拌,滴加芳基硅烷,在规定时间内滴加完毕,此后在室温下熟化反应一定时间。
磷系阻燃剂行业资料是一种重要的化工原料,广泛应用于各个领域。
这种化合物具有阻燃性能优良、稳定性高等特点,被广泛运用于塑料、橡胶、纺织品以及建筑材料等行业。
本文将介绍行业的相关资料,探讨其市场前景、发展趋势以及对环境和人体健康的影响。
首先,我们可以了解的基本特点和分类。
主要分为氢氧化磷盐、磷酸酯、磷酰胺和磷氮等几种类型。
不同类型的具有不同的化学结构和阻燃机理,因此在各个领域的应用也有所差异。
在塑料工业中,是一种重要的添加剂。
由于塑料在燃烧时会释放出有毒有害气体和烟雾,对人体和环境造成很大的威胁,因此使用阻燃剂来提高其阻燃性能至关重要。
的主要作用是通过稳定燃烧反应,延缓火焰蔓延速度,减少有害物质的生成。
目前,在塑料行业中的应用正在不断推广,市场需求也在逐年增长。
除了塑料行业,纺织品行业也是的重要应用领域。
纺织品使用可以改善其防烧性能,提高其在火灾中的安全性。
特别是在航空航天、铁路交通等领域,要求纺织品具有较高的防火性能,对的需求更为迫切。
目前,国内纺织行业对的需求量越来越大,市场潜力巨大。
然而,的广泛应用也存在一定的问题。
首先,部分会对环境造成一定的污染。
在生产和使用过程中,可能会释放出有机磷化合物,对水环境和土壤产生一定的影响。
其次,长期接触可能对人体健康产生一定的风险。
一些研究表明,可能引起潜在的内分泌干扰物和慢性毒性作用,但具体影响仍需进一步深入研究。
为了解决这些问题,行业需要加强技术创新和研发工作。
一方面,我们需要发展更加环保和安全的,减少对环境的影响。
另一方面,我们需要加强对的安全评估和监管,确保其在使用过程中不对人体健康产生负面影响。
总的来说,是一种重要的化工原料,具有广泛的应用前景。
随着塑料和纺织行业的发展,对的需求将会不断增加。
然而,我们也需要关注其对环境和人体健康的影响,并采取相应的措施加以解决。
只有在环保和安全的基础上,行业才能实现可持续发展。
2024年有机磷阻燃剂市场规模分析引言有机磷阻燃剂是目前应用较广泛的阻燃剂之一,具有优异的阻燃性能和低毒性。
本文将对有机磷阻燃剂市场的规模进行分析,评估其未来的发展前景。
市场概述有机磷阻燃剂市场是阻燃剂市场中的重要组成部分,在建筑、电子电气、汽车等行业都有广泛应用。
有机磷阻燃剂在材料中的添加可以有效降低材料的燃烧性能,提高材料的阻燃性能,保护人员和财产的安全。
市场规模分析根据市场调研数据显示,有机磷阻燃剂市场在过去几年持续增长,年复合增长率超过10%。
预计到2025年,该市场规模将超过X亿美元。
市场细分有机磷阻燃剂市场可以根据不同的应用领域进行细分,包括建筑、电子电气、汽车等行业。
其中,建筑领域是有机磷阻燃剂市场的主要应用领域之一,占据市场份额的X%。
市场驱动因素有机磷阻燃剂市场受到多个因素的驱动,其中包括:1.法律法规:随着各国对建筑和电子电气产品的安全性要求不断提高,对阻燃材料的需求也在增长。
2.基础设施建设:不断增长的基础设施建设项目对有机磷阻燃剂市场的需求提供了稳定的增长动力。
3.新技术应用:随着科技的进步,有机磷阻燃剂的性能得到了不断改进,推动了市场的发展。
市场挑战尽管有机磷阻燃剂市场面临发展机遇,但也存在一些挑战:1.替代品竞争:其他类型的阻燃剂也在不断发展,对有机磷阻燃剂构成竞争压力。
2.环境问题:有机磷阻燃剂中存在一些环境问题,如对水体和土壤的污染,需要加强相关监管和净化措施。
市场前景展望有机磷阻燃剂市场的前景仍然乐观。
随着各领域的发展和对安全性的要求提高,有机磷阻燃剂的需求将持续增长。
同时,随着科技进步和环保意识的提高,有机磷阻燃剂的性能也将不断改进,满足市场对阻燃材料的需求。
结论有机磷阻燃剂市场作为阻燃剂市场的重要组成部分,具有较大的市场潜力和发展前景。
市场规模将持续增长,并且随着新技术的应用和环保意识的提高,有机磷阻燃剂的性能将得到进一步提升,推动市场的发展。
以上为2024年有机磷阻燃剂市场规模分析的内容摘要,详细的市场分析数据请参考相关报告和调研材料。
“有机磷系阻燃剂”资料合集目录一、有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递二、卤代持久性有机污染物和有机磷系阻燃剂在鱼体内的生物富集、食物链传递及生物转化三、有机磷系阻燃剂的合成与应用研究四、珠江三角洲沉积物和水生生物中有机磷系阻燃剂的分布特征有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递随着工业化的进程,各种新型化学物质被广泛应用于日常生活和工业生产中,其中有机磷系阻燃剂(OPFRs)就是一种常见的化学品。
然而,这些化学物质在环境中的行为和归趋,特别是它们在生态系统中如何传递和富集,是当前环境科学领域研究的热点问题。
珠江三角洲作为中国经济发展最为快速的地区之一,其生态环境中OPFRs的富集与传递问题更值得关注。
本文将探讨有机磷系阻燃剂在珠江三角洲几类典型动物中的富集与传递。
有机磷系阻燃剂是一类广泛使用的阻燃剂,主要用于塑料、纺织品、家具等材料的阻燃处理。
虽然这些化合物在提高材料阻燃性方面起到了重要作用,但它们的环境影响也不容忽视。
OPFRs在环境中不易降解,具有较高的持久性,能在生态系统中长期存在,并通过食物链传递和富集。
本文选取珠江三角洲地区的几种典型动物:鱼类、贝类和两栖动物作为研究对象,通过采集这些动物的样品,分析其体内OPFRs的含量。
同时,还对这些动物的生态环境进行了调查,以了解其生活环境中OPFRs的分布情况。
研究结果显示,这些动物体内均检测到了不同程度的OPFRs。
其中,鱼类和贝类中的OPFRs含量相对较高,而两栖动物中的OPFRs含量较低。
这些结果表明,OPFRs在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
研究结果表明,有机磷系阻燃剂在珠江三角洲地区的典型动物中存在不同程度的富集现象。
这些化合物在动物体内的富集主要通过食物链完成,即动物通过摄食含有OPFRs的食物或水体而使这些化合物在体内积累。
OPFRs还可通过生物体的直接接触和空气吸入等途径进入体内。
2024年有机磷阻燃剂市场发展现状引言有机磷阻燃剂是一种重要的防火材料,具有良好的阻燃性能和环境友好性。
本文将介绍有机磷阻燃剂市场的发展现状,包括市场规模、应用领域和发展趋势等方面的内容。
市场规模有机磷阻燃剂市场在过去几年中保持了良好的增长势头。
据统计数据显示,2019年有机磷阻燃剂市场规模达到XX亿元,预计到2025年将达到XX亿元。
这一增长主要受到建筑、电子、汽车和航空等行业对高性能阻燃材料的需求增加的影响。
应用领域有机磷阻燃剂在各个领域广泛应用。
以下是一些主要应用领域的介绍:建筑行业在建筑行业中,有机磷阻燃剂主要应用于防火板、隔热材料、防火涂料等产品中。
由于有机磷阻燃剂具有高效的阻燃性能和良好的耐高温性能,能够有效减少火灾的扩散和危害,被广泛应用于建筑物的防火安全领域。
电子行业在电子行业中,有机磷阻燃剂主要用于电子产品的阻燃保护。
由于电子产品在使用过程中容易产生热量和火花,有机磷阻燃剂的应用能够有效提高电子产品的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
汽车行业在汽车行业中,有机磷阻燃剂主要用于汽车内饰、线束、胎胚等部位的阻燃保护。
由于汽车内部存在着复杂的电路系统和易燃物质,有机磷阻燃剂的应用可以有效隔离火源,降低火灾事故对驾驶员和乘客的伤害。
航空行业在航空行业中,有机磷阻燃剂主要应用于飞机的内饰和结构材料中。
由于航空行业对阻燃性能的要求极高,有机磷阻燃剂在航空领域有着广泛的应用前景。
发展趋势有机磷阻燃剂市场的发展呈现以下几个趋势:1.技术创新:随着科学技术的不断进步,有机磷阻燃剂的性能将得到进一步改善和提升,使其更加适用于各个领域。
2.环保要求:随着环保意识的提高,对绿色、低毒、无危害的阻燃剂的需求将增加,有机磷阻燃剂作为一种环保型材料将受到更多市场关注。
3.国际市场:随着全球阻燃材料市场的不断发展,有机磷阻燃剂将迎来更广阔的国际市场,出口将成为市场发展的重点。
4.多功能性:有机磷阻燃剂在阻燃性能的同时也具有其他性能特点,如抗氧化、耐酸碱等,将在更多领域发挥应用潜力。
磷酸三苯酯管控标准
摘要:
1.磷酸三苯酯的概述
2.磷酸三苯酯的管控标准
3.磷酸三苯酯的危害
4.磷酸三苯酯的管控措施
5.我国对磷酸三苯酯的监管政策
正文:
一、磷酸三苯酯的概述
磷酸三苯酯(Triphenyl phosphate,简称TPP)是一种常见的有机磷化合物,具有阻燃、抗氧化等性能,广泛应用于塑料、涂料、纺织品等行业。
然而,磷酸三苯酯对人体和环境的危害性引起了全球范围内的关注。
二、磷酸三苯酯的管控标准
为了保护人类健康和环境安全,各国对磷酸三苯酯的管控标准逐渐完善。
根据欧盟REACH 法规,磷酸三苯酯被列为高关注物质(SVHC),需要进行注册、评估、授权和限制。
此外,美国、日本等国家也制定了相应的管控措施。
三、磷酸三苯酯的危害
磷酸三苯酯具有内分泌干扰作用,可能对人体生殖系统、发育系统产生不良影响。
此外,它还具有持久性有机污染物(POPs)的特征,在环境中难以降解,对生态系统造成长期破坏。
四、磷酸三苯酯的管控措施
针对磷酸三苯酯的危害,各国采取了一系列管控措施,如限制其在某些领域的使用、推广绿色替代品等。
我国政府也积极参与国际合作,加强磷酸三苯酯的监管。
五、我国对磷酸三苯酯的监管政策
我国对磷酸三苯酯的监管政策主要包括以下几个方面:一是制定和完善相关法律法规,明确磷酸三苯酯的管理要求;二是加强磷酸三苯酯的生产、进口、使用、销售等环节的监管,确保相关企业的合规经营;三是推广绿色替代品,鼓励企业转型升级;四是加强磷酸三苯酯危害宣传和培训,提高社会各界的环保意识。
总之,磷酸三苯酯作为一种重要化学品,其管控标准和措施对于保障人类健康和环境安全具有重要意义。
有机磷阻燃剂在复合垂直流人工湿地中的迁移和转化有机磷阻燃剂在复合垂直流人工湿地中的迁移和转化摘要:有机磷阻燃剂是广泛应用于建筑材料、电子产品和家具等领域的化学物质,其存在对环境和人体健康产生潜在风险。
本文以复合垂直流人工湿地为研究对象,通过模拟实验研究有机磷阻燃剂在湿地中的迁移和转化行为,探讨湿地对有机磷阻燃剂的去除效果及作用机制。
结果表明,在适宜的环境条件下,复合垂直流人工湿地对有机磷阻燃剂具有良好的去除效果,且去除效率随着湿地处理时间的增加而提高。
同时,复合垂直流人工湿地在有机磷阻燃剂的去除过程中主要通过吸附和生物降解作用发挥作用,其中生物降解是主要的去除机制。
对于提高湿地去除有机磷阻燃剂的效果,应注重湿地配置设计、操作条件的优化以及生物降解菌群的引进和培育。
关键词:有机磷阻燃剂;复合垂直流人工湿地;迁移;转化;去除效果1. 引言有机磷阻燃剂是一类广泛应用于建筑材料、电子产品和家具等领域的化学物质,具有防火性能优异的特点。
然而,这些化学物质在生产过程中可能会泄漏或释放到环境中,对环境和人体健康产生潜在风险。
因此,研究有机磷阻燃剂在环境中的迁移和转化行为,探讨有效的处理和去除方法对于保护人类健康和维护生态环境至关重要。
2. 复合垂直流人工湿地原理和特点复合垂直流人工湿地是一种结合了物理、化学和生物处理的技术,具有较高的去除效率和较低的运行成本。
其主要由预处理单元、湿地单元和后处理单元组成。
在这个系统中,底部填充有多层过滤材料,通过上方的水流输送废水,再经过过滤材料中的生物膜和植物的作用,去除其中的污染物。
3. 实验材料和方法3.1 实验材料本研究选取了常见的有机磷阻燃剂作为实验对象,包括甲基三(2,3-二氯-6-甲基苯基)膦(TDCPP)和三(2-氯乙基)醚磷酸(TCEP)。
3.2 实验方法首先,设计搭建了复合垂直流人工湿地模拟实验装置,确定了湿地的操作参数,包括水深、流速和进水量。
然后,将有机磷阻燃剂添加到模拟污水中,通过连续进水的方式在湿地中进行处理。
第 43 卷第 5 期2023年 5 月Vol.43 No.5May ,2023工业水处理Industrial Water Treatment DOI :10.19965/ki.iwt.2022-0308有机磷阻燃剂水体污染处理技术的研究进展徐莹莹,赵秋雨,常志淼,于翔霏(吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室,吉林长春 130118)[ 摘要 ] 自溴代阻燃剂被全球禁用后,有机磷阻燃剂(OPFRs )逐渐替代其成为主流产品,使用量逐年升高。
然而OPFRs 的广泛使用造成了水体环境的大范围污染,并可通过食物链对人类生命健康和水生生物造成严重威胁,开发高效OPFRs 水处理技术的需求十分迫切。
介绍了4种主要的OPFRs 水体污染处理技术(微生物降解技术、高级氧化技术、滤膜与吸附材料技术以及生态修复技术)近几年取得的研究成果,深入剖析了各技术的处理效果、去除机制、技术优势与现有短板;并以典型难降解氯代OPFRs 为例,对比和分析了各技术间的处理效率与实际应用潜力,展望未来研究方向,为我国开发绿色、经济、高效的OPFRs 降解技术总结经验、提供建议。
[关键词] 有机磷阻燃剂;微生物降解;高级氧化;生态修复[中图分类号] X703 [文献标识码]A [文章编号] 1005-829X (2023)05-0025-09Research progress on treatment technologies oforganophosphorus flame retardants derived water pollutionXU Yingying ,ZHAO Qiuyu ,CHANG Zhimiao ,YU Xiangfei (Key Laboratory of Songliao Aquatic Environment ,Ministry of Education ,Jilin Jianzhu University ,Changchun 130118,China )Abstract :Since the prohibition of brominated flame retardants worldwide ,organophosphorus flame retardants (OPFRs ) have gradually replaced them as mainstream products with increasing consumption. However ,the widespread use of OPFRs has caused large -scale pollution of the water environment ,and pose a serious threat to human life and health andaquatic organisms through the food chain. So ,it is urgent to develop efficient OPFRs water treatment technology. The research findings of four major OPFRs pollution control technologies (i.e. microbial degradation ,advanced oxidation process ,filter membrane and adsorption material and ecological remediation ) in recent years were reviewed ,and the treating performance ,removal mechanisms ,advantages and shortcomings were deeply analyzed. Taking typical chlorinated OPFRs as an example ,the treatment efficiency and practical application potential of each technology were compared and analyzed ,and the future research direction was prospected. It is hoped to summarize experience and provide suggestions for developing green ,economic and efficient OPFRs degradation technology in China.Key words :organophosphorus flame retardant ;microbial degradation ;advanced oxidation process ;ecological remediation有机磷阻燃剂(OPFRs )是一种人工合成的磷酸酯类衍生物,多以物理方式添加至材料中,发生燃烧时产生磷酸聚合物炭化层,实现阻燃效果。
对叔戊基苯基磷酸酯
叔戊基苯基磷酸酯(TBPP)是一种有机磷化合物,通常用作阻燃剂和塑料添加剂。
它具有阻燃性能和耐热性,因此被广泛用于聚合物材料中,特别是在电子产品和建筑材料中。
TBPP的化学结构中含有苯基和磷酸酯基团,这使得它具有良好的阻燃性能。
从化学角度来看,TBPP是磷酸酯类化合物,其分子结构中含有磷元素,这使得它具有阻燃性能。
磷酸酯类化合物可以在高温下释放出磷氧化物,形成保护层,阻止氧气和燃料的接触,从而起到阻燃的作用。
从应用角度来看,TBPP被广泛用于聚合物材料中,如聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯等,以提高这些材料的阻燃性能。
在电子产品中,TBPP可以用于电线电缆、插座、电路板等部件中,以降低火灾的风险。
在建筑材料中,TBPP可以用于隔热材料、隔音材料、保温材料等,提高建筑材料的阻燃等级,保障建筑物的安全性。
总的来说,叔戊基苯基磷酸酯作为一种阻燃剂和塑料添加剂,在现代工业中发挥着重要作用,它的阻燃性能和应用广泛性使其成为许多领域中不可或缺的材料之一。
有机磷系阻燃剂的研究与应用随着生活水平的提高和消费安全意识的不断增强,人们对包括纺织品在内的各种消费品的安全性提出了更高的要求。
纺织品一般都是具有易燃或可燃性的材料,容易引起火灾事故,因此对纺织品进行阻燃整理,阻止火焰产生或蔓延,是提高纺织品安全性能一种重要手段,有助于保障消费者的生命财产安全,同时提高产品的附加值。
标签:有机磷系;阻燃剂;研究与应用1有机磷系阻燃剂的研究现状目前,有机磷阻燃剂的研究主要集中在磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、缩聚磷酸酯、次膦酸酯以及有机磷酸盐等方面。
磷酸酯类阻燃剂由于资源丰富、价格低廉,因而应用广泛。
主要包括之含磷的磷酸酯阻燃剂、含氮磷酸酯阻燃剂和含卤磷酸酯阻燃剂,它们大都属于添加剂阻燃剂,具有阻燃与增塑双重功能。
市场上已经开发成功并大量使用的磷酸酯阻燃剂有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。
这些磷酸酯主要用于聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、聚酯、聚烯烃、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯和液晶等高分子材料的阻燃。
只含磷的磷酸酯阻燃剂大多为酚类阻燃剂,国内外已相继研制出了间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、对苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A(二苯基磷酸酯)等低聚磷酸酯阻燃剂。
低聚磷酸酯类化合物是一类很有发展前途的磷系阻燃剂,其相对分子质量高,磷含量高,和传统的单磷酸酯相比,具有与聚合物基材相溶性好、耐迁移、耐挥发、阻燃效果持久等优点;含氮磷酸酯阻燃剂由于氮、磷两种元素的协同作用,发烟量小,基本不产生有毒气体,不仅具有良好的阻燃效果,而且可以明显降低阻燃剂的用量,是目前有机磷系阻燃剂发展的趋势。
含氮磷酸酯阻燃剂中氮元素主要来自化合物中的胺、二胺和三聚氰胺;含卤磷酸酯阻燃剂燃烧后由于卤素生成腐蚀性气体、致癌物等原因,现有关它们的报道较以前要少得多。
但因其阻燃的高效性仍有一些报道,大多为同时含有氯、溴的磷酸酯或高卤含量的磷酸酯。
其中,卤代烷基磷酸酯是一类阻燃性能好,应用广泛的添加型增塑阻燃剂,可广泛应用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、纤维织物以及橡胶等的阻燃,尤其是在软质和硬质聚氨酯泡沫塑料等中具有优异的阻燃性能。
有机磷酸酯阻燃剂污染现状及降解过程研究进展刘佳【摘要】介绍了有机磷酸酯(OPEs)的来源,围绕该类物质的理化特性分别从土壤、大气、水体和生物体等多种介质出发,阐述了该类物质的污染来源及现状.结合当前国际上关于OPEs去除速率,优化降解条件等方面的报道,总结了OPEs的主要降解途径,如水解过程与反应中pH值的关联,羟基自由基氧化OPEs的途径好氧微生物体内酶催化OPEs的降解,为高效去除OPEs提供理论依据.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)012【总页数】7页(P2705-2710,2714)【关键词】有机磷酸酯阻燃剂;生态环境;污染现状;降解过程【作者】刘佳【作者单位】北京科技大学能源与环境工程学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TQ031;X5921 有机磷阻燃剂简介阻燃剂(flame retardants,FRs)是用于降低材料易燃性的一种化学品,按照其组成成分,分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类。
自20世纪60年代开始,阻燃剂便作为添加剂,主要用于聚合物等易燃物质中增加其耐燃性,防止火灾的发生,而后便逐渐应用于房屋、电力设备、家具、纺织品、运输工具等的制造,以及矿山开采开发等领域。
相较于其他类型的有机阻燃剂,溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)由于价格低廉,对聚合物的性质影响较小等特点,曾被广泛使用[1]。
随着使用量的增加,生物蓄积性、内分泌干扰等,溴系阻燃剂的危害也逐渐暴露。
例如,以多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)等为代表的溴系阻燃剂具有持久性、生物蓄积性和毒性的危害,因而在欧美等国被禁止使用,并逐步淘汰。
随着阻燃剂需求量的大幅增加,加之溴系阻燃剂的禁用,有机磷阻燃剂(organophosphorus flame retardants,OPFRs)便逐渐成为溴系阻燃剂的替代品[2]。
全球的消耗量由2011年的50万t上升至2015年的68万t[3]。
新兴污染物-有机磷酸酯类摘要: 随着多溴联苯醚类阻燃剂在世界范围逐渐禁用,有机磷酸酯作为一类重要的有机磷阻燃剂和塑化剂,大量应用于塑料、纺织、家具及其他材料,从而导致了其在环境中的持续释放和分布,由此所引起的环境问题逐步引起了人们的关注。
本文主要概述有机磷酸酯类阻燃剂的研究现状,包括有机磷酸酯类物质的污染现状、毒性以及分析方法。
关键词:有机磷酸酯阻燃剂环境污染毒性分析方法1.引言阻燃剂是一类能够阻止聚合物材料引燃或者抑制火焰传播的添加剂,有机磷酸酯(Organophosphate esters,OPEs) 是一类重要的有机磷阻燃剂(Organophosphorus flame retardants,OPFRs) ,具有阻燃效果持久,与聚合物基材相容性好,耐水、耐候、耐热以及耐迁移等特点,广泛应用于建材家装材料、纺织物品、化工以及电子电气设备中。
由于OPEs主要以添加方式而非化学键合方式加入到材料中,这增加了OPEs 类物质进入周围环境的几率因此,作为一类新有机污染物,OPEs已经受到了美国以及欧洲诸国的高度关注(如图1所示),近几年有关OPEs的研究论文数量快速增长相关论文对OPEs的环境行为、毒性效应以及污染水平等做了初步报道。
2污染现状2.1水体与沉积物中OPEs表2所示为各种水体样品中OPEs的污染情。
由于欧盟率先开始了对澳代阻燃剂的禁用,采用OPEs作为主要替代品,因此在欧洲多国的污水处理厂(waste water treatment plants WWTPs)中均可检出OPEs。
一项针对欧洲各国污水处理厂水质情况调查显示,大多数污水处理厂的出水中可检出磷酸三氯丙酯(tri (chloropropyl) phosphate, TCPP)和磷酸三(2氯)乙酯(tri (2-hloroethyl) phosphate TCEP),其浓度维持在几百个ng/L,并且由于TCPP难降解的特性,TCPP表现出取代TCEP成为主要的含氯OPE、污染物的趋势。
研究表明德国W WTPs污水处理过程中磷酸三丁氧基乙酯(tributoxyethyl phosphate,TBEP)和磷酸三异丁酯(tri-i.sn-butyl phosphate TiBP)得到了很好的去除,去除率达80%-90%磷酸三苯酯( triphenylphosphate , TPhP)和TnBP的去除率为56%-75%而三种含氯OPE、并未得到明显去除[。
在出水中检测到高浓度的TCPP表明,德国现有污水处理工艺对含氯OPE、的处理能力十分有限,只能通过活性污泥吸附有限的TCPP,需要调整现有处理工艺才能满足对TCPP的处理要求。
同时,如果对吸附了TCPP的活性污泥处理不当,将造成更加严重的污染问题。
在污水样品中检测到磷酸二((2一乙基)已基酯di (2-thylhexyl) phosphate DEHP)及其他4种二酯,以及磷酸(2一乙基)已基酯( mono (2-ethylhexyl) phosphate MEHP) 的事实表明,德国现有污水处理过程中存在OPEs的降解,产生新的污染物。
与德国的情况类似,瑞典WWTPs 污水处理过程对含氯OPEs的去除能力也有限,磷酸(2一乙基)已基二苯酯(2-thylhexyl diphenyl phosphate ,EHDPP) , TCPP以及TBEP大量富集在活性污泥中。
西班牙具备三级处理能力的污水处理工艺对于OPEs的处理并没有显著效果,其监测的6种OPEs出水浓度均大于500ng/L;同时,由于处理工艺中使用了大量含有OPEs的塑料制品,其在水流作用下的释放甚至提高了出水中OPE、的浓度.此外,澳大利亚、韩国等国家也开始监测污水处理过程中OPEs的浓度,并陆续报道在污水处理厂中检出OPE s .2.1.2其他水体与底泥中OPEs目前,OPEs已经是污水中的常见污染物,普遍认为WWTPs出水是地表水OPEs的主要来源。
在没有明显污染源的农业地区,地表水中磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate TCrP)的污染主要源于覆盖温室大棚的塑料薄膜。
垃圾渗滤液中的OPE、是地下水甚至海水中OPEs 的主要污染源。
目前,在德国不同地区河水、雨水以及地表水中都检出了OPEs,并且TBEP浓度较历史水平有了很大的升高,而TnBP和TCEP的浓度则有所下降。
对德国W W TP、出水中的OPE、在河水中的降解行为研究表明,OPEs在河流下游浓度的降低主要是通过渗滤作用进入地下水。
就饮用水净化工艺而言,活性炭过滤以及慢速土壤过滤对各种OPEs都显示了很好的去除能力,而臭氧净化以及多层过滤对氯代的0 PE、去除效果十分有限。
在一项针对德国中部地区降水中OPEs的研究表明,在降雨与降雪中检测到6种OPEs,其中TCPP浓度最高达到2 659ng/L,城市降水中OPEs浓度比森林地区高3 -4倍,城市中大量使用含有OPEs的塑料制品以及城市的交通状况都是造成城市降水中高浓度OPEs的主要原因。
Bacaloni等考察了2006-2007年间意大利拉齐奥地区火山湖中OPEs的浓度以及分布等情况,结果表明,在受人类活动影响很小的火山湖中OPEs的浓度在ng/L的水平,但未发现地表水与地下水中OPEs 的浓度的相关性,推断该地区OPEs的污染主要来自于OPEs的大气传输。
2009年,在我国台湾地区河水和海水沉积物中也检出OPEs。
2.2气体与颗粒物中OPEs2.2.1室内环境中OPEs由于OPEs广泛添加到建筑、家装材料以及电子设备中,因此在办公室、卧室甚至私家车等密闭环境中都检出了较高浓度的OPEs。
研究发现,室内环境OPE、浓度是室外环境OPE、的几百倍。
各科装饰材料与塑料制品是室内OPE、的主要来源并造成室内灰尘中含高浓度的OPEs 。
材料咋OPEs的释放首先影响室内环境进而扩散到室外环境,同时,不同建筑物内的OPEs的种类与浓度分布差异较大,这主要是由不同材料中添加的OPEs科类与浓度不同所造成的。
室内空气中OPE、浓度一般为10-100ng/m3,室内灰尘中TCEP不[ TCPP的浓度较高,其中TCEP的浓度最高达至6 000ng/g。
现有研究表明,室内灰尘中的OPEs 主要为含氯OPEs,而短链烷基的OPEs含量则较低。
在瑞典的室内空气样品中,TCEP是检出率与浓度最高的物质。
在东京的室内环境中,TCPP浓度高达1 260 ng /厅,高于同时测定的室内环境中多嗅联苯醚阻燃剂的浓度。
虽然有研究表明目前室内环境中OPEs浓度仍处在安全范围水平田〕,但TPhP TCEP以及TCPP已广泛存在于各类室内环境中。
Stapleton等检测了2003-2005年在美国销售的多种家具家装物品中OPEs的种类与含量,在26个样品中有19个样品中含有TCPF和磷酸二氯丙酯(tri(dichloropropyl) phosphate, TDCP)。
他们还检测了2002-2007年美国不同址区50个室内灰尘样品中的TPhP, TCPP和TDCP含量,最高浓度分别达到1 798 000, 5 490和56 080ng/g,平均浓度分别为7 360, 570和1 890ng/go。
Wensing等和Reemtsma等分别总结了室内环境中OPEs的释放途径、检测方法与研究现状。
2.2.2 室外环境中的OPEsOPEs是人工合成物质,普遍认为OPEs物质没有天然来源。
由于OPE、多具半挥发性,室内空气中的OPEs是其附近大气环境中OPEs的主要来源。
虽然室外环境中OPEs浓度远低于室内环境中的浓度,但研究显示室外空气以及相关物质中均可检测到OPEs。
1994年在南极洲特拉诺瓦湾采集的样品中检测到0 PEs物质。
自1993年,连续两年在美国内华达山麓的松针上检测到三种OPEs。
由于上述采样点附近没有居民区与工业区,也没有在采样点附近使用过OPEs的报道,因此通常认为OPEs主要通过大气的远距离传输作用经由降雪或降雨到达偏远地区。
此后,在瑞典、波兰和德国等不同地区的多个降雪、降雨样品中全部检涎到OPEs,证明了降水中OPEs的存在。
Marklunc等测定了瑞典城市道路与机场周围不同距离的降雪样品中OPEs的含量,表明OPEs的总量随着采样点与道路、机场的距离增加而下降,确认了OPEC通过蒸发进入大气进而远距离传输的能力,同时表明城市交通过程可以释放出大量的OPEs,是大气环境中OPEs的重要来源。
瑞典与西班牙城市降尘中OPEs的含量相近,均在0. 1-1 ng/mg,说明欧洲大部分地区含OPEs的制品使用量相当,其中的OPEC释放过程相似,释放量相当。
2.3人体中的OPEs作为溴代阻燃剂的主要替代物,OPEs在世界范围内得到了大量的应用,且已经广泛地分布于各种环境介质中,因此需要考察OPEs对人体的暴露影响及其潜在健康效应。
虽然有关生物体内OPEs的来源尚无明确结论,但普遍认为除食物摄入和吸入含OPEs的气溶胶外,OPEs还可以通过表皮的吸附、吸收进入生物体内。
2009年Schindler等建立了SPE-GC-MS测定人体尿液中痕量OPEs及其代谢物的方法,并首次在德国人的尿液样品中检出了OPEs的代谢物,证明了人体对OPEs的代谢能力。
尽管已经建立了多种测定人体血液中OPEs的方法,并且报道在人体血液样品中检测到了OPEs,但由于保存血样的塑料容器有可能造成OPE、污染血液中OPE、来源仍无法确认。
因此,至今仍没有文献确认在人体血液中存在OPEs。
3.OPEs的毒性OPEs对生物及人体产生危害。
动物试验表明,烷基磷酸酯和芳基磷酸酯具有较强的生物效应;人体长期暴露于芳基磷酸酯,出现单核细胞数目下降的症状。
OPEs(如TPhP, TCEP, TCPP, TDCP)对受试小鼠表现出强烈的溶血效应(如分解血红细胞),并影响其内分泌、神经系统和生殖功能,而对人类也表现出溶血作用、潜在致癌作用、神经毒性和生殖毒性效应。
Abou-Donia等研究发现,TPhP, TBP和TCrP使乙酯胆碱酯酶(AChE)磷酯化抑制AChE的活性,从而产生毒蕈碱样和烟碱样作用以及中枢神经系统症状;人体和敏感动物诱发迟发性神经病(OPIDP)。
TPhP, TCEP, TDCP, TCPP具有生殖发育毒性效应;长期暴露于TBEP, TCEP, TCPP 和TDCP可引发啮齿动物(大、小鼠)肾小管上皮细胞增生和腺瘤。
鉴于氯代磷酸酯具有较强的生物毒害性和环境持久性,欧盟已于1995年将TCEP列入第二类高度关注物质,于2000年将TCPP,DCP列入第四批高度关注物质。
OPEs的主要毒理性见表14.OPEs的分析方法水体OPEs的含量较低,一般需要进行预富集。