多氯联苯的污染及其处理方法

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1、分类号： 密 级： 无单位代码：学号：200751231绥化学院学士学位论文多氯联苯的污染及其处理方法学生：孙永娟指导教师：赵大伟专业名称：化学所在院系：制药与化学工程系Suihua University Graduation PaperPollution and Disposal Methods of PolychlorinatedBiphenylsStudent nameStudent numberMajorSupervising teacherYongjuan Sun200751231ChemistryLecturer ZhaoSuihua Universit摘要多氯联苯（Polychl

2、orinated biphenyls，以下简写为PCBs），是联苯的氯取代物，这 类化合物彼此的极性和化学性质都很相似， PCBs 是由 209 种单体同系物组成的一类化 合物。PCBs作为持久性有机污染物，其化学性质稳定，在环境中降解缓慢，是全球性 有机污染物。本论文主要对PCBs的性质、危害，并对其处理方法进行了系统的阐述和 介绍。处理方法主要包括物理法、化学法和微生物法，各种方法都有优缺点。文中对 PCBs 的防治提出了一些对策和建议。关键词：多氯联苯；环境污染；处理处置AbstractPolychlorinated Biphenyls (simply named PCBs) are m

3、ixtures of synthetic organic chemicals with the same basic chemical structure and similar physical properties. They have 209 congeners. As one of the persistent organic pollutions, their chemist character is stability and difficult to decompose, they are the worldwide pollutions. This paper focuses

4、mainly on the nature and harm of PCBs and then discusses and introduces the treatment methods. Some treatment methods of PCBs, including physical, chemical and microbiological methods, advantages and disadvantages of these methods are introduced in this paper, and some countermeasures and suggestion

5、s are put forward for the prevention of PCBs.Key words: polychlorinated biphenyls (PCBs); pollution; handing and disposal目录摘要AbstractII前 言 1第 1 章 多氯联苯的性质和来源 2第 1 节 多氯联苯的性质 2第 2 节 多氯联苯的来源 2第 2 章 多氯联苯的污染现状及危害3第 1 节 对水体、土壤和大气的污染现状 3第 2 节 对动物及人体的危害 4第 3 章 多氯联苯的处理方法 6第 1 节 物理法 6第 2 节 化学法 7第 3 节 微生物降解处理法

6、811结论参考文献 12致 谢 141前言多氯联苯(Polychlorinated biphenyls； PBCs)是联苯苯环上的氢被氯取代而形成的多 氯化合物，对生物体有积蓄性毒害作用的一类持久性有机污染物的总称。PBCs理论上 有近 209 种同系物异构体。目前已鉴定出 130 种同系物和异构体的单体，其中大多数 是非平面化合物1,2。2001 年 5 月，联合国环境规划署在瑞典斯德哥尔摩组织召开了关于持久性有机 污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约外交全权代表会议，并通过了 POPs公约。公约禁 止使用或者严格限制使用12种毒性极强且难降解的化学物品，其中就包括PCBs，这 些化学物质会通

7、过食物链进入人体，引起先天性缺陷、癌症以及儿童发育不正常等问 题3。 1997 年世界卫生组织重新评估评估二噁英化合物的毒性当量因子时也将 PCBs 也包括在内。虽然从1972年开始在全球范围内停止PCBs的生产和使用，但是由于 PCBs 难以降解和高稳定性，它们将长期残留在环境中，对各种生物造成严重的毒害作 用。所以研究处理PCBs的方法至今仍显得尤为重要。关于PCBs的降解方法的研究，国内外的科学家都做出了不懈的努力，进展也很迅 速。但目前能够应用于实际的最佳方法仍未问世。国内对PCBs的处置在工业实践上主 要采用封存填埋、高温焚烧等较为传统的方法。但国外在一定规模的实践应用和实验 室研究

8、中，开发物理及化学分解法处理PCBs取得了新的进展，主要有：等离子场法、 熔融盐氧化法、太阳能降解法等。其中，等离子场法是近几年来国外应用于危险有机 废物处置的新技术。与焚烧技术相比此技术可以达到更高的排放标准，该技术处置产 生的清洁燃料气可作为二次能源继续利用。超临界水氧化技术可以有效处理PCBs污染 废水。超临界氧化是在咼温咼压下，利用超临界状态水的可溶性成分破坏PCBs有毒废 物，可使PCBs的去除率很高。但缺点是此系统必须由防腐蚀材料构成避免氯离子的腐 蚀，而且产生的盐可能造成系统堵塞。本论文从 PCBs 的性质、来源、危害、处理方法等几个方面做了系统地论述。其中 详细地综述的是PCB

9、s的处理方法，各种方法的优缺点也有较系统地阐述。希望能够为 处理环境中残留的PCBs提供有价值的参考建议，以便更恰当地选择处理方法，从而更 好地应对 PCBs 的污染问题。第1 章 多氯联苯的性质和来源第1 节 多氯联苯的性质PCBs 的一般性质有：物理化学性质高度稳定，耐热、耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗氧 化，对金属无腐蚀；难溶或不溶于水，但易溶于油和有机溶剂 （特别是高氯代物），与 塑料的相容性也很好；具有不可燃性，除一氯、二氯代物以外，其他均为不可燃物质； 具有较好的粘接性和伸展性；低蒸气压、低挥发性（特别是高氯代物）；高介电常数， 绝缘性好，具有良好的电化学性质。多氯联苯物理化学性质极为稳定

10、作为典型的持久有机污染物，它难降解、强生物 毒性、生物蓄积性及远距离迁移性等特性，其在环境中的污染已不容忽视，亟待解决。 第2 节 多氯联苯的来源PCBs 最早是由德国科学家于 1881 年合成的，美国于 1929年最先开始生产。多氯 联苯具有难溶于水、耐热、耐腐蚀等性能，因此广泛应用于绝缘油、可塑剂、涂料等 生产过程中。20世纪50年代，在测定氯化烃类杀虫剂时就在许多环境样品中发现了 PCBs,但 由于未知数量而被忽视了，直到1966年，瑞典科学家在监测DDT时，在环境样品中 测定了 PCBs 的含量。 同年，日本“米糠油”事件的发生使人们对 PCBs 广泛关注并 重视其对环境的污染，这也促

11、使许多国家在70年代初期就停止生产和出售PCBs。并 对原有的多氯联苯制品予以封存及处理。然而由于以往多氯联苯的严重流失、进入环境后难以降解，导致PCBs的全球性污 染。由于PCBs具有良好的化学稳定性、热稳定性、导热性、阻燃性、高粘性、绝缘性， 在工业上具有广泛的用途,也因此某些含PCBs的电力设备现今仍存在流失和非法利用 的现象。例如PCBs长期以来大量用来做变压器、电容器的浸渍液，也应用于液压系统 作传压介质，导热系统作热传导介质，还用于制作粘合剂、阻燃剂、印刷墨水、染料 等以及作为生产塑料、树脂、油漆、石蜡、橡胶的添加剂等。第 2 章 多氯联苯的污染现状及危害第1 节 对水体、土壤和大

12、气的污染现状由于 PCBs 化合物难溶于水，易溶于有机溶剂，且具有环境持久性、生物蓄积性、 半挥发性和高毒性等性质。所以，PCBs生产和使用对水体、大气和土壤等已造成严重 污染。根据Cummins估计世界上已有120万吨PCBs，其中有65%存在于电器系统中、 垃圾场或存储在陆地上， 31%则流失到环境中，其余的才被降解和焚烧。我国历年累 计产量也有近万吨6。PCBs对环境的污染途径有：电器泄漏、生产和运输泄漏和含有PCBs的制剂的蒸 发和滤出，也可由操作、处理不当泄漏、焚烧时从烟囱排出、农村和城市地表水污染 以及电厂污水直接排放到水体中等。总之， PCBs 的污染范围很广，已在地球的不同储圈

13、中普遍检出，其中以残留于海 洋生物中的浓度最高。所以治理PCBs已迫在眉睫。1.1 对水体的污染PCBs 主要通过大气沉降和随工业、城市废水向河、湖、沿岸水体的排放等方式进 入水体。由于 PCBs 是一种疏水性化合物，从而决定了其在水中的主要存在方式，除一 小部分溶解外，大部分的 PCBs 都是附着在悬浮颗粒物上，沉降到底泥中。地球上河流、湖泊和海洋的底部几乎全部为沉积物所覆盖，它构成地球表层系统 中的一个重要圈层即沉积层。底泥中聚集类似PCBs的持久性有机化合物就像定时炸弹 一样，在一定条件下会释放出来，造成不可估量的危害。岳舜琳8对上海三个水厂的自 来水进行分析发现PCBs含量为0.001

14、3 yg/L0.0028 yg/L,严重超过健康评价标准。20 世纪90年代初我国河流沉积物PCBs的一般水平在10.5 ng/g5125.5 ng/g之间。1.2 对土壤的污染土壤就像一个大的仓库，不断地接纳由各种途径输入的PCBs。土壤中的PCBs主 要来源于颗粒沉降，有少量来源于污泥作肥料，填埋场的渗漏以及在农药配方中使用 的PCBs等。我国的西藏地区土壤中PCBs的含量(0.625 ng/g3.501 ng/g) 9远远低于我 国某些典型污染源附近土壤和沉积物中PCBs的含量(430 ng/g788 ng/g)10。1.3 对大气的污染PCBs 进入环境后，首先污染大气并主要依靠大气运

15、动而进行扩散，导致世界范围 的污染。PCBs 污染最初是在赤道到中纬度地区，然而目前在北极和其它遥远地区都发现了 PCBs 的“足迹”，这其中大气传输的作用不可轻视。大气沉降是水体中 PCBs 的主要来 源。大气净化 PCBs 的一重要途径是雨水冲洗和干、湿沉降。通过这一过程实现了污染 物从大气向水体或土壤的转移。第2 节 对动物及人体的危害PCBs 主要是通过食物链而对生物产生危害的。微生物和植物通常是 PCBs 进入食 物链的起点。PCBs污染对水生生物危害极大，如很少量的PCBs即可抑制植物的生长 和光合作用。植物对水生系统非常重要，因为它们能给水生系统提供氧气和营养物质。动物和人类对植物的消费可使PCBs对生物污染作用放大。PCBs可经食物链的积 蓄作用聚积在营养水平高的消费者体内，随着时间的增加可积累大量的PCBs。对人和 动物有严重的危害。海洋哺乳动物是对PCBs的毒性极为敏感的生物，它们可将PCBs 生物放大到 1000 万倍5。这些动物对 PCBs 极为敏感的原因可能是它们在遗传上产生 药物代谢酶的能力较低。PCBs对以高脂肪为食的动物如海生兽类、北极熊和人类危 害特别大