多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展

施婵丽

（宁波原水环境检测有限公司，浙江宁波 315000）

多溴联苯醚是一种含溴有机化合物，具有一定的阻燃效果，并且经济性良好，是高分子合成材料中的主要阻燃剂。在电子产品中，树脂中的溴化阻燃剂添加量约为20%，目前广泛用于塑料制品、家具、纺织、石油、电子、建材等多种产品当中，并且溴化阻燃剂和高分子材料结合会产生化学反应。在产品生产使用的各个环节中，会通过不同环节释放到环境当中，进而对生态环境造成严重威胁，多溴联苯醚作为持久性有机污染物之一包括209个同系物，沸点为310～425℃，本身难溶于水，这种物质具有较高的阻燃率，且热稳定性良好。此外，本身也是一种化学结构稳定的污染物，进入环境之后不容易降解。研究表明，多溴联苯醚是一种毒性极强的有机物，会危害生殖系统和神经系统，也会干扰甲状腺激素分泌。多溴联苯醚与二噁英、多氯联苯具有相似的化学结构，有相关研究已经证明多溴联苯醚是一种内分泌干扰物质，在高温燃烧时会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，所以必须在环境中对该物质加以控制。深入分析这种物质在环境中的迁移和转化规律，才能进行科学的风险评估和控制，避免对人体带来危害。

1 多溴联苯醚的主要来源及其毒性

1.1 多溴联苯醚的主要来源

在自然环境中，多溴联苯醚的主要来源为生产使用以及紧急处置。在生产阻燃剂的工厂，废旧电子电气设备的拆卸环节会产生这种有害物质。在欧盟风险评估中对有关物质假定10年使用寿命物质分析，其中五溴联苯醚每年可通过挥发释放3.9%含量的有害物质。此外，在垃圾填埋、垃圾焚烧以及意外火灾中都会产生大量的多溴联苯醚，成为空气污染的主要来源[1]。

1.2 多溴联苯醚的毒性

多溴联苯醚的毒性主要与取代溴的个数和位置有关，在目前的研究当中认为五溴联苯醚的毒性最强，有相关研究指出，五溴联苯醚在人体内达到0.8ng/kg时就会导致发育毒性，而八溴联苯醚是一种容易导致胎儿畸形的物质，在20世纪70年代开始生产和使用多溴联苯醚，已经造成了全球性的环境污染问题。目前在南极企鹅和深海鱼类的体内都已检测出该物质，从我国看来，珠江流域中的淡水鱼类也检测出了多溴联苯醚，这种物质的危害性在于可以危害生物的肝脏、大脑以及肾脏器官、神经系统、生殖系统、内分泌系统，出现急性或慢性症状，还会导致癌症发生。此外，在食物链当中越靠近食物链顶端的捕食者体内含有的多溴联苯醚浓度越大，所以说人类居于食物链顶端必然也会受到多溴联苯醚的影响。有相关研究发现，十溴联苯醚（以下简称BDE-209）可以在生物体内迅速转化，这也是难以在生物体内检测到的重要因素，我国学者对珠江流域的水生生物多溴联苯醚分布也进行了研究，证实了BDE-209能够被生物利用，美国研究团队认为十溴联苯醚成为人类致癌的主要物质。

2 多溴联苯醚在环境中的迁移转化

环境中存在的多溴联苯醚能够通过食物链影响人体健康，也能够对其他生物造成危害，目前导致全球污染的主要途径为“蚱蜢跳效应”，其中多溴联苯醚可以在夏季或者温度较高的地区挥发与迁移，遇到冷空气或者寒冷地带就会凝结和沉降，总体表现为跳跃形式迁移[2]。

2.1 大气

多溴联苯醚在气相-颗粒物相同间的分配主要与大气温度蒸气压中悬浮颗粒物含量存在关系，其中蒸气压会对污染物的大气环境行为产生重要影响，多溴联苯醚的蒸气压与溴含量的增加有关，二者呈反比关系，因此高溴代联苯醚容易与颗粒物结合，而低溴代联苯醚集中在气相当中有较大概率随大气迁移，其中BDE-209远距离迁移能力较差，多溴联苯醚平均环状分子结构可以在紫外线或者在激发态分子中接收能量，最终导致光解反应。有研究发现在大气光分解脱溴当中，十溴联苯醚是一种转化方式，尤其是在太阳光照或者紫外线影响下，能够迅速分解产生更大的低溴代联苯醚，毒性也更强，因此在处理高溴代联苯醚的过程中，要避免高毒性联苯醚产物生成。

有相关人员对北京地区大气PM2.5当中的多溴联苯醚进行分析，结果发现高溴代联苯醚大量存在于颗粒物当中，低溴联苯醚很少存在于颗粒物。除BDE-209，BDE-183也是较高含量的单体。还有相关研究人员对广州市的夏季大气成分分析，发现大气中的多溴联苯醚主要形式为四溴联苯醚、五溴联苯醚、十溴联苯醚，其中BDE-209，BDE-99、BDE-47为主要成分，主要来源于工业区排放的苯醚工业品[3]。

有研究发现在日本京都地区大气中存在的多溴联苯醚浓度达到6.5～80pg/m3，主要污染物质为四溴联苯醚（BDE-47）、BDE-209、七溴联苯醚（BDE-183）、六溴联苯醚（BDE-153）、五溴联苯醚（BDE-99），并且部分地区浓度偏高，在我国台湾南部的金属场，其中的三溴联苯醚、六溴联苯醚浓度达到100～190pg/m3。在总悬浮粒子中，广东省贵屿镇由于电子垃圾拆解工厂较多，研究发现多溴联苯醚浓度为其他报道地区的58～691倍，其浓度远远高于其他检测污染物，究其原因主要与大量露天焚烧电子垃圾有关。当然多溴联苯醚在大气中的存在形态也有差异性。对于低溴代联苯醚来说，主要是通过气体挥发进入到大气当中，然后进行长距离迁移，并且多溴联苯醚在室内和室外也存在浓度上的差异，通常情况下室内的浓度要高出室外浓度。

还有相关研究发现多溴联苯醚在空气中的含量与季节有关，比如夏季采集到的多溴联苯醚要高于冬季，这说明多溴联苯醚与温度关系密切。夏季气温偏高会导致污染物挥发加快，土壤表面的多溴联苯醚会以气态形式挥发进入空气中。BDE-209作为高溴代联苯醚会在自然环境下降解低溴代联苯醚，而光分解是主要转化方式，比如BDE-209可以降解为BDE-47和BDE-99。由此证实了自然光解是影响高溴代联苯醚迁移的因素[4]。

2.2 水体

多溴联苯醚也会对自然环境中的水体造成污染，主要是受水中的分配系数和水的溶解度而进行迁移转化。有国外研究人员发现，多溴联苯醚在水体中的溶解度与溴含量有关，溴含量增加溶解度降低。其中一项研究发现，多溴联苯醚在21～25℃的厌氧泥中放置32周，未发现多溴联苯醚存在迁移反应，在一项北美安大略湖中的多溴联苯醚研究发现，BDE-99和BDE-47占总量超过90%，我国珠江流域周边存在大量电子产品生产基地，已有相关研究对河口水生生物进行了检验，证实普遍受到多溴联苯醚的污染，并且污染程度普遍高于其他河段[5]。

多溴联苯醚在水环境中广泛存在，比如通过大气干湿沉降、地表径流进入到水环境当中。多溴联苯醚由于水溶性小可以附着于颗粒上，并随着水体进行迁移，还有部分多溴联苯醚会在迁移过程中降解和转化，沉入到底泥当中。从全球趋势来看，水体当中的多溴联苯醚含量会随着时间增加而增加。尤其是在我国珠三角地区这一特征更为明显，说明多溴联苯醚的浓度也和城市化存在一定关系。由于多溴联苯醚具有较低的水溶性，在有关研究中发现自然水体中的多溴联苯醚含量整体不高，而污水厂处理口以及河口三角洲的浓度偏大。

2.3 土壤和沉积物

土壤本身具有较强的吸附能力，也是多溴联苯醚存在的主要因素，沉积物的侵蚀性是有机物的蓄积库。对高亲脂性的多溴联苯醚来说，容易长期沉积和存在于土壤中，有相关学者对莱州湾地区的土壤底泥进行分析，最终发现土壤中含有大量的多溴联苯醚。以BDE-209为主要存在形式，而低溴代多溴联苯醚来源为十溴联苯醚降解。另外有学者对珠江三角洲地区以及北部湾海域的沉积物进行了样品分析，最终证实珠江为多溴联苯醚的高污染区域，含量为12.7～7 361.0ng/g。

多溴联苯醚能够通过地表水渗透以及大气沉降等多种途径进入到土壤环境当中，并被土壤颗粒吸收，由于多溴联苯醚难以降解，会长期积累在土壤当中。有研究发现，在挪威、英国等地多溴联苯醚含量接近1ng/g。对我国的土壤受到多溴联苯醚污染的调查主要集中在电子废弃物处理地区。沉积物污染是当前自然环境中的多溴联苯醚，主要报道的内容为通过水体沉积以及长距离的大气迁移后，对土壤环境产生重要的影响。由于多溴联苯醚的孔隙结构较为复杂，可以与其他沉积物和污染物形成有机复合物，使得沉积物的颗粒更为紧密的结合，所以说有机物会对多溴联苯醚大迁移产生影响，而不同路径和沉积成分也会影响多溴联苯醚的富集能力。

2.4 生物体内多溴联苯醚

多溴联苯醚有着较强的亲脂性，同时还具有一定的生物累积性特征，容易在生物体内的蛋白质和脂肪中沉积，会对水生生物造成一定危害，食物链是多溴联苯醚影响人体和高级生物的重要途径，比如BDE-47、BDE-99、BDE-153等物质是生物体内常见的多溴联苯醚。在1981年瑞典鱼体内检测出多溴联苯醚之后，大量的报道中出现了水生生物体内含有多溴联苯醚，巨头鲸是一种深海生物，调查其体内脂肪中同样发现该成分，浓度约为100μg/kg，而北极熊体内的脂肪中也检测出该物质，22-716μg/kg。在我国大亚湾海域中以及珠江河口的水生生物中都检测出不同含量的多溴联苯醚，含量为37.8～444.5ng/g，已经成为我国沿海地区渔民多溴联苯醚暴露的主要途径，占人体摄入多溴联苯醚的70 %左右。

3 结束语

通过大量研究证实，人类可以通过呼吸或者饮食等途径吸入自然环境中的多溴联苯醚。当前，世界各国对多溴联苯醚影响环境与生物问题高度重视，部分国家已限制或者禁止使用多溴联苯醚，然而目前难以找到性能优异的替代品，所以包括我国在内的诸多国家依然在使用含有多溴联苯醚的产品，因此今后需要更加关注多溴联苯醚对环境的影响，并且要完善相关法律法规避免该物质造成更为严重的环境污染问题。