背景及概述[1]
短鏈氯化石蠟也稱短鏈氯化正構烷烴,是一類含碳原子數(shù)為10~13的氯化程度各不相同的復雜混合物SCCPs具有耐火性、低揮發(fā)性、電絕緣性等優(yōu)點,早在第二次世界大戰(zhàn)時期就用于軍裝的阻燃,現(xiàn)在常被用作金屬加工潤滑劑、油漆、橡膠、密封劑、阻燃劑及塑料添加劑等。

性質[1]
SCCPs分子式為CxH(2x−y+2)Cly,其中x=10~13,y=1~13,氯化程度在16%~78%。由于氯原子的位置變化、氯化比例以及碳鏈長度的不同,SCCPs實際是十分復雜的混合物;其在常溫下為無色或淡黃色黏稠液體,且有輕微的脂芳香味。SCCPs在水中的溶解度為0.49~1260ng/mL,在5個氯原子以內,SCCPs的溶解度隨氯原子數(shù)增加而增加。SCCPs具有持久性、生物蓄積性、生物毒性,且可長距離遷移。
(1)持久性
根據(jù)經(jīng)合組織(OECD)訂立的相關準則,具有12個碳原子和1個氯原子的化合物很易降解,且含氯量低于50%的SCCPs在有合適的微生物存在下可能發(fā)生緩慢的生物降解,而其他多數(shù)SCCPs無法發(fā)生生物降解,因此SCCPs可在環(huán)境中長期穩(wěn)定存在,具有環(huán)境持久性。歐盟風險評估報告中指出,SCCPs在沉積物中的半衰期超過一年。在瑞士圖恩湖的沉積物中發(fā)現(xiàn),20世紀80年代至今SCCPs的濃度都穩(wěn)定在50ng/g(干重),同時還發(fā)現(xiàn)在厭氧環(huán)境的湖泊中,SCCPs的持久性可達50年之久。
(2)生物蓄積性
在多種環(huán)境介質和生物體內都能檢測到SCCPs的存在,且SCCPs可通過食物鏈/食物網(wǎng)在各個營養(yǎng)級之間傳遞。王成等[20]發(fā)現(xiàn)低氯取代(五氯和六氯)的C10–SCCPs和C11–SCCPs更易于被生物體累積。對安大略湖和密歇根湖中1999-2004年間的采集樣本研究發(fā)現(xiàn),SCCPs濃度在捕食者與被捕食者之間存在生物放大作用;食物鏈中湖鱒魚的SCCPs生物富集指數(shù)在0.41~2.40;且在取樣的水生生物中發(fā)現(xiàn)生物蓄積系數(shù)(BAF)隨著營養(yǎng)級升高而加大。SCCPs在水生生態(tài)系統(tǒng)中可通過食物鏈在生物放大。檢測到渤海遼東灣的海水、沉積物中SCCPs的濃度范圍分別為4.1~13.1ng/L和65~541ng/g,而在生物體中高達84~4400ng/g,證明SCCPs在生物體內的高蓄積性。
(3)生物毒性
SCCPs具有致畸、致癌、致突變性,毒性隨著碳鏈的變短而增強。研究發(fā)現(xiàn),SCCPs對哺乳動物的毒性較低,但對鼠和兔子等嚙齒動物具有致癌性。究發(fā)現(xiàn),9600ng/mL的C10H15.5Cl6.5與7700ng/mL的C10H15.3Cl6.7會導致青鳉魚卵死亡,其急性毒性為二英的百萬分之一到萬分之一。
(4)遠距離遷移性
氯化程度較低、碳鏈較短的SCCPs具有揮發(fā)性,在室溫下就可以揮發(fā)到大氣中或附著在大氣顆粒物上,因其具有持久性,故可在大氣中進行遠距離傳輸。目前,在兩極都尋覓到了SCCPs的蹤跡。在南極的菲爾德斯半島(長城站)的大氣中檢測到了SCCPs的存在,且SCCPs的含量在9.6~20.8pg/m3,平14.9pg/m3。
污染現(xiàn)狀[1]
目前尚未發(fā)現(xiàn)SCCPs的自然源,環(huán)境中的SCCPs主要來自工業(yè)排放。20世紀30年代開始生產至今,SCCPs已在各種環(huán)境介質和生物體中檢測到。
日前,在實驗室中已經(jīng)對全球的一小部分氯化石蠟進行了分析。由于氯原子所在位置和氯化比例是千變萬化的,氯化石蠟在氯化過程中會產生以千計的同系物,異構體、對映體和非對映體,成分復雜且為混合物,導致了SCCPs難以進行分離、識別和測定。標準的分析方法如氣相色譜技術難以將氯化石蠟分離,高分辨率氣相色譜法(HRGC)只能區(qū)分出幾個拱的溶析化合物。
最近研究發(fā)現(xiàn),相色譜耦合高分辨率質譜(HRMS)和電子捕獲負電離(ECNI是對氯化石蠟進行分析的標準方法。對于有不同氯化程度的氯化石蠟混合物的量化,自定義參考標準是不能用的。應用相色譜耦合高分辨率質譜(HRMS)具有出限低、高選擇性,而且可以抑制其他污染物如多氯聯(lián)苯以及一些CP的干擾。但這種方法在許多實驗室不能使用。因此,探索真正適合的分析方法,是環(huán)境科學研究的重要任務。
主要參考資料
[1] 短鏈氯化石蠟的研究進展
[2] 短鏈氯化石蠟研究進展