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二噁英是多氯代二苯并一對一二噁英(PCI)Ds)和多氯代二苯并呋喃(PCDF、s)的合稱,與多氯聯苯(PCBs)稱為二嗯英類化合物。二噁英和多氯聯苯的化學結構式如下:
二噁英是多氯代二苯并一對一二噁英相似、含1~8個氯原子的二環芳香族化合物。PCBs是聯苯上含有1~10個氯原子的芳香族化合物。根據氯原子在苯環上所取代的位置和取代數目的不同,PCDDs和PCDFs分別有75種和135種共210種化合物異構體。這些化合物中的個體稱為同系物,而具有相同氯原子數的同族異構體則稱為同族體。PCBs有209種同族體化合物,但到目前為止僅發現了約130種。純粹化學和應用化學聯合會(IUPAC)已經按氯原子在苯環上的個數和位置,從1~209對209種PCBs進行了順序編號。PCDDs和PCDFs在常溫下為無色固體,熔點高,蒸氣壓低,脂溶性好,水溶性差,易于生物富集,在自然條件下難降解。
除森林大火和用于實驗室化學分析的生產外,自然界不會產生PCDDs和PCDFs(PCI)D/Fs)。雖然PCDD/Fs并非人們有意合成的產物,但是環境介質中的PCDD/Fs卻是人類生產和生活活動產生的。一般而言,它們的產生有兩個途徑:
一是在燃燒過程中形成,當存在含氯原料時各種燃燒過程都可產生和釋放P(2DD/Fs;
二是在氯代芳香族化合物的生產、使用和不當處理過程中產生。燃燒被認為是西方國家環境中PCDD/Fs殘存的主要污染源,而在我國由于受生產技術的限制,PCI)D/
Fs的來源以工業生產過程釋放為主。PCDD/Fs來源主要包括以下幾個方面:城市生活垃圾、市政固體廢棄物、醫療垃圾和工業廢物等的大量焚燒;各種工業熱處理過程,如高溫煉鋼、熔鐵、燒結和煉焦;煤、石油和木材等的工業燃燒和生活供熱燃燒;汽車尾氣排放;某些工業生產的副產品,如皮革制造、石油化工生產、氯堿工業、紙漿和織物的漂白生產和使用,這些生產過程中由于使用或涉及含氯的工藝過程,都會形成并向環境中排放PCDD/Fs;在合適的環境條件下,微生物可以通過降解氯代酚而產生PCDD/Fs(如堆肥);作為防腐劑涂在木材上的五氯酚(PCP)在陽光照射下可以轉化成八氯代二苯并一對一二嗯英(OCDD),水中的PCP在紫外線照射下也能轉化成OCDD。由于P(2DD/Fs具有難降解及低水溶性,因此容易積聚在土壤、沉積物、廢水池和垃圾填埋場達幾十到上百年,甚至更長的時間。這些存在于“蓄積章”中的PCDI)/Fs由于揮發和再懸浮等過程會隨大氣進行遠距離傳輸,從而產生二次環境污染。
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