苯污染物的环境分布、迁移转化及其风险控制技术

谷 伟，彭章娥

(上海应用技术大学 城市建设与安全工程学院，上海 201418)

苯是一种无色、具有甜味、难溶于水的透明液体。其分子式为C6H6，沸点为80.1℃，分子结构稳定。挥发于空气中的苯，有着易燃，遇明火易爆炸，剧毒，易溶于有机溶剂等特点。苯自身也是一种工业生产中常用的有机溶剂[1-2]。

当前，苯已成为石化行业职业病的主要危害之一。苯在1993年被世界卫生组织列为致癌物；苯也是发生白血病的重要影响因素[3]。处于空气中的挥发性苯被人体吸入后，会刺激人的眼睛、鼻腔和上呼吸道，使人产生头晕、头痛、困倦、恶性胸闷、咳嗽和皮肤过敏等一系列不良反应。

1 苯的环境分布

1.1 苯在生活环境中的分布

在建筑装饰材料、油漆等材料中通常存在一定量的苯，这些苯会随着时间缓慢的释放，严重影响室内环境。

一些食品添加剂中含有以苯甲酸酯类为基础的防腐剂，这类防腐剂极易与人体中的维生素C(抗坏血酸)发生脱羧反应，从而在人体内部形成微量的苯，危害人体健康。

在日常生活中，一个成年人在室外所吸入的苯含量大约为220 μg。对于抽烟人群来说，其吸入的空气中的苯含量约为295 μg(欧洲值)。

1.2 苯在生产环境中的分布

在一些农业生产环境中，由于农药、化肥被过量使用以及生活污水和工业“三废”的不合理处置和随意排放，导致了我国部分地区苯污染较为严重，极大地影响了当地土地的开发与利用[4]。

另外，在一些石油化工产业的石油生产区内泄露的苯类污染物极易从生产区周边土壤中渗入地下水环境，再利用地下水流作为载体直接流入至周边湖泊内，极大地影响周边生态环境[5-6]。

1.3 苯在交通环境中的分布

在汽油中的芳烃和苯含量也较高[7]。当汽油在汽车的内燃机运行过程中不能完全燃烧时，由于苯的结构相对稳定难以发生氧化反应，就很容易通过汽车排气口排放到大气中，对大气造成污染。

同时，一些汽车加油站和长途运输的油罐车也存在不同程度的泄露风险，这也是苯污染的重要来源之一。

2 迁移转化与安全风险

2.1 苯的转化途径

2.1.1 装饰材料中苯的转化

油漆是装饰材料中较为常见的材料。油漆是一种非常复杂的化合物，含有许多化学污染物，其主要由成膜物质、颜料、添加剂和有机溶剂组成。家居材料中的油漆会不断向室内环境中的空气挥发出大量有害气体，如苯、甲苯二异氰酸酯、氯乙烯和苯酚等。

2.1.2 有机物料添加剂中苯的转化

在新装修的房间内，通常需使用大量的装修涂料。在装修涂料被使用时，须添加适当的有机溶剂作为添加剂。这些溶剂由一些高挥发性的有机化合物组成。当材料表面涂层被破坏后，处于内部的有机溶剂会不断蒸发到空气中。这一现象也是导致室内苯污染的一个非常重要的来源。

2.1.3 胶粘剂中苯的转化

胶粘剂在工业施工中有着重要的用途，尤其是溶剂型胶粘剂。其主要组成成分为甲苯，在一些特殊的溶剂中，苯的含量超过30%。在使用这些合成胶粘合剂所制成的家具，办公用品等，会在其长期的使用时间内会释放出许多苯系物和TVOC等有害物质。

2.1.4 建筑材料中苯的转化

人造板和人造板家具是常见的室内装饰和日用品。人造板在制造过程中需要粘合剂和油漆。各这些胶粘剂和涂料中的苯含量很高。这些苯及其同系物会随着时间逐渐挥发至室内空气，造成室内的苯污染。

一些建筑的有机隔热材料主要以树脂为基本原料，其通常利用一定比例的催化剂、发泡剂、稳定剂等辅助材料后通过加热发泡制成。这些有机隔热材料中含有较多有机化合物。在使用过程中，这些挥发性有机污染物会持续向空气中排放有害物质。此外，一些挥发性物质会在高温天气中快速分解，这使得处于空气中的苯等污染物浓度骤增，极其影响环境的安全。

2.1.5 生活中其他物质中苯的转化

其他来源，如家用电器、壁纸、室内装潢、地毯、窗帘等。室内吸烟时，烟草烟雾也含有不同程度的苯挥发物。

2.2 “苯”带来的危害

2.2.1 苯的环境危害

苯本身具有特殊且稳定的芳环结构，难以进行氧化和加成反应，其在环境中实现向无毒或低毒物质的转化较为困难，因此在苯环中的停留时间较长。

同时，苯易燃易挥发，极易在空气中易形成爆炸性混合物。在遇到明火，高热条件和氧化剂氧化条件等适当条件下，容易引起燃烧和爆炸现象。在燃烧过程中，会散发出大量的CO，CO2等污染物，不仅严重危害人们的生命财产安全，而且严重污染环境。苯的这些特性对苯的实际生产，运输和使用提出了更高的要求。

2.2.2 苯对人体的危害

处于空气中的少量气态和液态苯会强烈刺激人的眼睛，鼻子，喉咙，呼吸道和皮肤。还会导致敏感区域发炎或肿胀，令人感到困倦、头昏、心跳加快、精神错乱和其他不良反应。同时，苯会麻痹中枢神经系统，甚至导致死亡。长期接触苯会导致慢性血液中毒。其症状是骨髓损伤，功能细胞和血小板数量减少以及染色体减少。导致血液学损害的畸变可导致白血病，再生障碍性贫血和其他血液疾病[8]。

由苯引起的急性和慢性苯中毒情况较为常见，一旦其被人体吸收，会持续存于人体当中，不断损害人体健康。苯在人体中的潜伏期可以长达十年。在此期间，免疫系统不断受到抑制和破坏，从而诱发各种疾病。苯还可能导致遗传缺陷，导致胎儿残疾并影响后代。

因此，苯是对人体造成严重伤害的物质。国际癌症研究中心(IARC)已将其鉴定为致癌物质，导致人们进入苯环境。以及对人体健康的重要性[9]。在现实生活中，人们对苯的敏感性取决于他们的个人健康状况和暴露于环境中的情况。

3 风险控制技术

3.1 提高苯的转化技术

为了解决这些问题，一些新型技术不断产生，如：利用重整生产富石油苯馏分并与低碳烯烃反应，将苯转化为高辛烷值烷基苯化合物。以及基于液相烷基化苯并OTTM的新一代重整油烷基化苯还原技术已被长期利用[10]。

3.2 苯的降解去除方法

对于室内苯的降解和去除可采用以下方法：①通风换气；②完善的空调系统；③使用吸附剂吸附苯；④阴离子法净化室内空气；⑤使用负离子涂料添加剂；⑦ 苯系物的光催化分解；臭氧净化法；⑨用生物酶分解有机物；⑦用硅藻土等材料进行吸附[8]。

3.3 提高企业控制手段

企业治理苯污染则需要考虑来自政府行为的监督和企业对自身利益的需求。因此，企业将调整自身的生产原料、生产工艺和生产条件，尽量减少苯污染，达到控制苯污染的目的。此外，一些公司还将开始研究苯转化和消除技术，以控制“三废”中的苯含量。

3.4 提高自身保护意识

作为苯污染控制的最后一个环节，如果苯的来源控制不佳，人体就成为了苯污染的直接受害者。只有充分认识苯的危害，人才能自然产生环保意识和自我保护意识，自发地控制苯污染。随着苯污染事件的频发，苯污染受到了人们的充分重视。

4 结论

本文结合因苯特殊的物理化学性质，综合分析了苯在环境中的分布。总结了其在生产生活中的迁移转化规律，发现苯易从建筑装饰材料中挥发至空气；可随着土壤渗透进地下水源，发生迁移。最后，从提高转化效率、增强自身安全意识、提高企业控制手段等方面，提出了其风险控制技术。