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有机磷酸酯类阻燃剂的污染现状

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-13 13:44:36
随着多溴联苯醚类阻燃剂在世界范围逐渐禁用,有机磷酸酯作为一类重要的有机磷阻燃剂和塑化剂,大量应用于塑料、纺织、家具及其他材料,从而导致了其在环境中的持续释放和分布,由此所引起的环境问题逐步引起了人们的关注。本文介绍有机磷酸酯类阻燃剂的研究现状和有机磷酸酯类阻燃剂的污染现状

阻燃剂是一类能够阻止聚合物材料引燃或者抑制火焰传播的添加剂,有机磷酸酯(Organophosphate esters,OPEs) 是一类重要的有机磷阻燃剂(Organophosphorus flame retardants,OPFRs) ,具有阻燃效果持久,与聚合物基材相容性好,耐水、耐候、耐热以及耐迁移等特点,广泛应用于建材家装材料、纺织物品、化工以及电子电气设备中。

由于OPEs主要以添加方式而非化学键合方式加入到材料中,这增加了 OPEs 类物质进入周围环境的几率因此,作为一类新有机污染物,OPEs已经受到了美国以及欧洲诸国的高度关注(如图 1所示),近几年有关OPEs的研究论文数量快速增长相关论文对OPEs的环境行为、毒性效应以及污染水平等做了初步报道。

有机磷酸酯类阻燃剂的污染现状之水体与沉积物中OPEs。由于欧盟率先开始了对澳代阻燃剂的禁用,采用OPEs作为主要替代品,因此在欧洲多国的污水处理厂(waste water treatment plants  WWTPs)中均可检出OPEs。一项针对欧洲各国污水处理厂水质情况调查显示,大多数污水处理厂的出水中可检出磷酸三氯丙酯(tri (chloropropyl)  phosphate, TCPP)和磷酸三(2氯)乙酯(tri (2-hloroethyl)  phosphate TCEP),其浓度维持在几百个ng/L,并且由于TCPP难降解的特性,TCPP表现出取代TCEP成为主要的含氯OPE、污染物的趋势。

研究表明德国W WTPs污水处理过程中磷酸三丁氧基乙酯(tributoxyethyl phosphate,TBEP)和磷酸三异丁酯(tri-i.sn-butyl phosphate  TiBP)得到了很好的去除,去除率达80%-90%磷酸三苯酯( triphenylphosphate , TPhP)和TnBP的去除率为56%-75%而三种含氯OPE、并未得到明显去除[。在出水中检测到高浓度的TCPP表明,德国现有污水处理工艺对含氯OPE、的处理能力十分有限,只能通过活性污泥吸附有限的TCPP,需要调整现有处理工艺才能满足对TCPP的处理要求。


磷酸三苯酯tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。磷酸三苯酯tpp用途主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


如果对吸附了TCPP的活性污泥处理不当,将造成更加严重的污染问题。在污水样品中检测到磷酸二((2一乙基)已基酯 di (2-thylhexyl)  phosphate  DEHP)及其他4种二酯,以及磷酸(2一乙基)已基酯( mono (2-ethylhexyl) phosphate MEHP) 的事实表明,德国现有污水处理过程中存在OPEs的降解,产生新的污染物。与德国的情况类似,瑞典WWTPs污水处理过程对含氯OPEs的去除能力也有限,磷酸(2一乙基)已基二苯酯(2-thylhexyl  diphenyl  phosphate ,EHDPP) , TCPP以及TBEP大量富集在活性污泥中。

西班牙具备三级处理能力的污水处理工艺对于OPEs的处理并没有显著效果,其监测的6种OPEs出水浓度均大于500ng/L;同时,由于处理工艺中使用了大量含有OPEs的塑料制品,其在水流作用下的释放甚至提高了出水中OPE、的浓度.此外,澳大利亚、韩国等国家也开始监测污水处理过程中OPEs的浓度,并陆续报道在污水处理厂中检出OPE s .

有机磷酸酯类阻燃剂的污染现状之其他水体与底泥中OPEs。目前,OPEs已经是污水中的常见污染物,普遍认为WWTPs出水是地表水OPEs的主要来源。在没有明显污染源的农业地区,地表水中磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate  TCrP)的污染主要源于覆盖温室大棚的塑料薄膜。垃圾渗滤液中的OPE、是地下水甚至海水中OPEs的主要污染源。

目前,在德国不同地区河水、雨水以及地表水中都检出了OPEs,并且TBEP浓度较历史水平有了很大的升高,而TnBP和TCEP的浓度则有所下降。对德国W W TP、出水中的OPE、在河水中的降解行为研究表明,OPEs在河流下游浓度的降低主要是通过渗滤作用进入地下水。

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