多溴聯苯醚在環境中遷移轉化的研究進展

施嬋麗

（寧波原水環境檢測有限公司，浙江寧波 315000）

多溴聯苯醚是一種含溴有機化合物，具有一定的阻燃效果，并且經濟性良好，是高分子合成材料中的主要阻燃劑。在電子產品中，樹脂中的溴化阻燃劑添加量約為20%，目前廣泛用于塑料制品、家具、紡織、石油、電子、建材等多種產品當中，并且溴化阻燃劑和高分子材料結合會產生化學反應。在產品生產使用的各個環節中，會通過不同環節釋放到環境當中，進而對生態環境造成嚴重威脅，多溴聯苯醚作為持久性有機污染物之一包括209個同系物，沸點為310～425℃，本身難溶于水，這種物質具有較高的阻燃率，且熱穩定性良好。此外，本身也是一種化學結構穩定的污染物，進入環境之后不容易降解。研究表明，多溴聯苯醚是一種毒性極強的有機物，會危害生殖系統和神經系統，也會干擾甲狀腺激素分泌。多溴聯苯醚與二噁英、多氯聯苯具有相似的化學結構，有相關研究已經證明多溴聯苯醚是一種內分泌干擾物質，在高溫燃燒時會生成毒性更大的多溴代二苯并呋喃以及多溴代二苯并二噁英，所以必須在環境中對該物質加以控制。深入分析這種物質在環境中的遷移和轉化規律，才能進行科學的風險評估和控制，避免對人體帶來危害。

1 多溴聯苯醚的主要來源及其毒性

1.1 多溴聯苯醚的主要來源

在自然環境中，多溴聯苯醚的主要來源為生產使用以及緊急處置。在生產阻燃劑的工廠，廢舊電子電氣設備的拆卸環節會產生這種有害物質。在歐盟風險評估中對有關物質假定10年使用壽命物質分析，其中五溴聯苯醚每年可通過揮發釋放3.9%含量的有害物質。此外，在垃圾填埋、垃圾焚燒以及意外火災中都會產生大量的多溴聯苯醚，成為空氣污染的主要來源[1]。

1.2 多溴聯苯醚的毒性

多溴聯苯醚的毒性主要與取代溴的個數和位置有關，在目前的研究當中認為五溴聯苯醚的毒性最強，有相關研究指出，五溴聯苯醚在人體內達到0.8ng/kg時就會導致發育毒性，而八溴聯苯醚是一種容易導致胎兒畸形的物質，在20世紀70年代開始生產和使用多溴聯苯醚，已經造成了全球性的環境污染問題。目前在南極企鵝和深海魚類的體內都已檢測出該物質，從我國看來，珠江流域中的淡水魚類也檢測出了多溴聯苯醚，這種物質的危害性在于可以危害生物的肝臟、大腦以及腎臟器官、神經系統、生殖系統、內分泌系統，出現急性或慢性癥狀，還會導致癌癥發生。此外，在食物鏈當中越靠近食物鏈頂端的捕食者體內含有的多溴聯苯醚濃度越大，所以說人類居于食物鏈頂端必然也會受到多溴聯苯醚的影響。有相關研究發現，十溴聯苯醚（以下簡稱BDE-209）可以在生物體內迅速轉化，這也是難以在生物體內檢測到的重要因素，我國學者對珠江流域的水生生物多溴聯苯醚分布也進行了研究，證實了BDE-209能夠被生物利用，美國研究團隊認為十溴聯苯醚成為人類致癌的主要物質。

2 多溴聯苯醚在環境中的遷移轉化

環境中存在的多溴聯苯醚能夠通過食物鏈影響人體健康，也能夠對其他生物造成危害，目前導致全球污染的主要途徑為“蚱蜢跳效應”，其中多溴聯苯醚可以在夏季或者溫度較高的地區揮發與遷移，遇到冷空氣或者寒冷地帶就會凝結和沉降，總體表現為跳躍形式遷移[2]。

2.1 大氣

多溴聯苯醚在氣相-顆粒物相同間的分配主要與大氣溫度蒸氣壓中懸浮顆粒物含量存在關系，其中蒸氣壓會對污染物的大氣環境行為產生重要影響，多溴聯苯醚的蒸氣壓與溴含量的增加有關，二者呈反比關系，因此高溴代聯苯醚容易與顆粒物結合，而低溴代聯苯醚集中在氣相當中有較大概率隨大氣遷移，其中BDE-209遠距離遷移能力較差，多溴聯苯醚平均環狀分子結構可以在紫外線或者在激發態分子中接收能量，最終導致光解反應。有研究發現在大氣光分解脫溴當中，十溴聯苯醚是一種轉化方式，尤其是在太陽光照或者紫外線影響下，能夠迅速分解產生更大的低溴代聯苯醚，毒性也更強，因此在處理高溴代聯苯醚的過程中，要避免高毒性聯苯醚產物生成。

有相關人員對北京地區大氣PM2.5當中的多溴聯苯醚進行分析，結果發現高溴代聯苯醚大量存在于顆粒物當中，低溴聯苯醚很少存在于顆粒物。除BDE-209，BDE-183也是較高含量的單體。還有相關研究人員對廣州市的夏季大氣成分分析，發現大氣中的多溴聯苯醚主要形式為四溴聯苯醚、五溴聯苯醚、十溴聯苯醚，其中BDE-209，BDE-99、BDE-47為主要成分，主要來源于工業區排放的苯醚工業品[3]。

有研究發現在日本京都地區大氣中存在的多溴聯苯醚濃度達到6.5～80pg/m3，主要污染物質為四溴聯苯醚（BDE-47）、BDE-209、七溴聯苯醚（BDE-183）、六溴聯苯醚（BDE-153）、五溴聯苯醚（BDE-99），并且部分地區濃度偏高，在我國臺灣南部的金屬場，其中的三溴聯苯醚、六溴聯苯醚濃度達到100～190pg/m3。在總懸浮粒子中，廣東省貴嶼鎮由于電子垃圾拆解工廠較多，研究發現多溴聯苯醚濃度為其他報道地區的58～691倍，其濃度遠遠高于其他檢測污染物，究其原因主要與大量露天焚燒電子垃圾有關。當然多溴聯苯醚在大氣中的存在形態也有差異性。對于低溴代聯苯醚來說，主要是通過氣體揮發進入到大氣當中，然后進行長距離遷移，并且多溴聯苯醚在室內和室外也存在濃度上的差異，通常情況下室內的濃度要高出室外濃度。

還有相關研究發現多溴聯苯醚在空氣中的含量與季節有關，比如夏季采集到的多溴聯苯醚要高于冬季，這說明多溴聯苯醚與溫度關系密切。夏季氣溫偏高會導致污染物揮發加快，土壤表面的多溴聯苯醚會以氣態形式揮發進入空氣中。BDE-209作為高溴代聯苯醚會在自然環境下降解低溴代聯苯醚，而光分解是主要轉化方式，比如BDE-209可以降解為BDE-47和BDE-99。由此證實了自然光解是影響高溴代聯苯醚遷移的因素[4]。

2.2 水體

多溴聯苯醚也會對自然環境中的水體造成污染，主要是受水中的分配系數和水的溶解度而進行遷移轉化。有國外研究人員發現，多溴聯苯醚在水體中的溶解度與溴含量有關，溴含量增加溶解度降低。其中一項研究發現，多溴聯苯醚在21～25℃的厭氧泥中放置32周，未發現多溴聯苯醚存在遷移反應，在一項北美安大略湖中的多溴聯苯醚研究發現，BDE-99和BDE-47占總量超過90%，我國珠江流域周邊存在大量電子產品生產基地，已有相關研究對河口水生生物進行了檢驗，證實普遍受到多溴聯苯醚的污染，并且污染程度普遍高于其他河段[5]。

多溴聯苯醚在水環境中廣泛存在，比如通過大氣干濕沉降、地表徑流進入到水環境當中。多溴聯苯醚由于水溶性小可以附著于顆粒上，并隨著水體進行遷移，還有部分多溴聯苯醚會在遷移過程中降解和轉化，沉入到底泥當中。從全球趨勢來看，水體當中的多溴聯苯醚含量會隨著時間增加而增加。尤其是在我國珠三角地區這一特征更為明顯，說明多溴聯苯醚的濃度也和城市化存在一定關系。由于多溴聯苯醚具有較低的水溶性，在有關研究中發現自然水體中的多溴聯苯醚含量整體不高，而污水廠處理口以及河口三角洲的濃度偏大。

2.3 土壤和沉積物

土壤本身具有較強的吸附能力，也是多溴聯苯醚存在的主要因素，沉積物的侵蝕性是有機物的蓄積庫。對高親脂性的多溴聯苯醚來說，容易長期沉積和存在于土壤中，有相關學者對萊州灣地區的土壤底泥進行分析，最終發現土壤中含有大量的多溴聯苯醚。以BDE-209為主要存在形式，而低溴代多溴聯苯醚來源為十溴聯苯醚降解。另外有學者對珠江三角洲地區以及北部灣海域的沉積物進行了樣品分析，最終證實珠江為多溴聯苯醚的高污染區域，含量為12.7～7 361.0ng/g。

多溴聯苯醚能夠通過地表水滲透以及大氣沉降等多種途徑進入到土壤環境當中，并被土壤顆粒吸收，由于多溴聯苯醚難以降解，會長期積累在土壤當中。有研究發現，在挪威、英國等地多溴聯苯醚含量接近1ng/g。對我國的土壤受到多溴聯苯醚污染的調查主要集中在電子廢棄物處理地區。沉積物污染是當前自然環境中的多溴聯苯醚，主要報道的內容為通過水體沉積以及長距離的大氣遷移后，對土壤環境產生重要的影響。由于多溴聯苯醚的孔隙結構較為復雜，可以與其他沉積物和污染物形成有機復合物，使得沉積物的顆粒更為緊密的結合，所以說有機物會對多溴聯苯醚大遷移產生影響，而不同路徑和沉積成分也會影響多溴聯苯醚的富集能力。

2.4 生物體內多溴聯苯醚

多溴聯苯醚有著較強的親脂性，同時還具有一定的生物累積性特征，容易在生物體內的蛋白質和脂肪中沉積，會對水生生物造成一定危害，食物鏈是多溴聯苯醚影響人體和高級生物的重要途徑，比如BDE-47、BDE-99、BDE-153等物質是生物體內常見的多溴聯苯醚。在1981年瑞典魚體內檢測出多溴聯苯醚之后，大量的報道中出現了水生生物體內含有多溴聯苯醚，巨頭鯨是一種深海生物，調查其體內脂肪中同樣發現該成分，濃度約為100μg/kg，而北極熊體內的脂肪中也檢測出該物質，22-716μg/kg。在我國大亞灣海域中以及珠江河口的水生生物中都檢測出不同含量的多溴聯苯醚，含量為37.8～444.5ng/g，已經成為我國沿海地區漁民多溴聯苯醚暴露的主要途徑，占人體攝入多溴聯苯醚的70 %左右。

3 結束語

通過大量研究證實，人類可以通過呼吸或者飲食等途徑吸入自然環境中的多溴聯苯醚。當前，世界各國對多溴聯苯醚影響環境與生物問題高度重視，部分國家已限制或者禁止使用多溴聯苯醚，然而目前難以找到性能優異的替代品，所以包括我國在內的諸多國家依然在使用含有多溴聯苯醚的產品，因此今后需要更加關注多溴聯苯醚對環境的影響，并且要完善相關法律法規避免該物質造成更為嚴重的環境污染問題。