苯并芘的环境污染和健康危害

苯并(a)芘的环境污染和健康危害(环境科学3班，魏友钦，46号)摘要：苯并芘[benzo(a)pyrene，B(a)P]是多环芳烃中一种有毒的化学物质，它广泛存在于汽车尾气、厨房油烟、烟草焦油和直接熏烤的食品中。本文主要介绍了多环芳烃类中致癌性最强的化合物之一 苯并(a)芘对人体健康的危害、污染来源和危害、研究建议及污染防治。关键词：苯并(a)芘健康危害防治Abstract:Benzeneand(a)pienvironmentalpollutionandhealthdangerAbstract:Benzo(a)PyreneisoneofmostseverecarcinogensofPolycyclicAromaticHydrocarbons.ItKeywords:widelyhasinfoodwhichintheautomobileexhaust,thekitchenlampblack,thetobaccotarandsmokesdirectlyroastsoKeywords:Benzo(a)Pyrene,environmentalpollution,harmtohealth,preventionandcure概述：苯并芘(PD是一类具有明显致癌作用的有机化合物。它是由一个苯环和一个芘分子结合而成的多环芳烃类化合物。目前已经检查出的400多种主要致癌物中，一半以上是属于多环芳烃一类的化合物。B(a)P被代谢为活性产物而产生毒性作用，研究已证实B(a)P与人类肺癌的发生密切相关。一BaP多环芳烃(即PAHs)来源于有机物热解或不完全燃烧，是最早被发现和研究的致癌类化合物之一，迄今为止已发现的致癌性PAHs及其衍生物已达400多种[1]苯并(a)芘(B[a]P)是一种广泛存在的环境污染物，系多环芳烃(PAHs)的代表物，在空气、土壤、水及食物中均有它的存在。苯并(a)芘，又名3,4-苯并芘。其纯品为淡黄色片状晶体，在苯溶液中呈紫色荧光，可溶于苯、甲苯、环己烷，少溶于醇,具有高度的脂溶性。苯并芘(Pi)是一类具有明显致癌作用的有机化合物。它是由一个苯环和一个芘分子结合而成的多环芳烃类化合物。目前已经检查出的400多种主要致癌物中，一半以上是属于多环芳烃一类的化合物。一种含5个环的稠环芳烃。分子式C20H12。结构决定性质。例如五元环芳香烃的3,4-苯并芘有很强的致癌性，但结构与3,4-苯并芘稍有不同的1，2-苯并芘则无致癌性。1，2-苯并芘最初由煤焦油中分离出来，为深黄色晶体，熔点179〜179.3°C。煤、石油、褐煤、页岩等燃烧或蒸馏时，都能产生1，2-苯并芘，被煤烟污染的空气和吸烟产生的烟雾中都可以检查出1，2-苯并芘。1，2-苯并芘有强烈的致癌作用。4,5-苯并芘是1，2-苯并芘的

同分异构体，它没有致癌作用。,2-苯并花4,5-苯并花同分异构体，它没有致癌作用。,2-苯并花4,5-苯并花二BaP的主要污染来源生物合成、自然起火和火山活动构成了BaP的天然本底值，但人类活动才是造成BaP污染的主要原因⑻。温度和乏氧是影响BaP生成的重要因素［9］。研究表明，产生BaP的最佳温度是740°C。BaP是一种日常生活或工业生产过程中产生的副产物［1。］。由于不同的国家和地区能源结构等实际情况不同,BaP来源方面也存在差异。燃煤和烹调是我国特色的BaP污染源［9］。环境及食品中的致癌性多环芳香烃有多种。在众多的多环芳香烃致癌物中3,4-苯并芘即苯并（a）芘有重要的地位，因为它致癌性强、分布又广。从大气到土壤，城市到农村及海洋到森林都有它存在，而且对多种动物的多种器官有致癌作用，被列为研究癌的标准致癌剂和环境污染监测项目之一。下面主要以3,4-苯并芘为例说明环境及食品中的致癌性多环芳香烃。1大气污染大气的多环芳香烃有数十种，其中具有致癌作用的约十余种，如苯并蒽、屈、苯并屈、苯并菲、苯并芘、二苯并芘等。国外测定，空气中3，4-苯并芘的量为每1000m3约0.01〜100|Jg。城市高于农村，工业区高于非工业区。据美国调查，94个城市大气中3,4-苯并芘浓度为0.0广6.7pg/100m3；28个农村为0.00广0.19|Jg/100m3。Kreyberg1959年报道，在两个煤气厂和一个电厂，空气中3,4苯并芘的浓度为180~7300|Jg/1000m3。Lawther1965年报道，在煤气厂的发生炉车间内，空气中3,4-苯并芘的平均浓度为1.4~4.8mg/1000m3,最高浓度可达2300mg/1000m3.。Masek1971年报道，在焦化厂工作场所空气中，3，4-苯并芘的平均浓度为0.3~35mg/1000m3。美国某些大城市的汽车停车场中，3,4-苯并芘的平均浓度为33pg/1000m3。飞机发动机排出的废气中，每分钟可排放3,4-苯并芘4~10mg。各种机动车辆排放的废气中都含有3,4-苯并芘。各种燃料燃烧时都要放出一定量3,4-苯并芘，煤为67~136pg/g；原油为40~68pg/g；汽油为12~50.4pg/g。因此，工矿企业及日常生活使用着大量燃料，随时都在排放3,4-苯并芘。香烟的烟雾中含有许多环芳香烃致癌物，其中3,4-苯并芘的含量为0.12~1.4|jg/10支。据估计，由各种来源每年排放到大气中的3,4-苯并芘，从全球范围估计可高达5000吨。2土壤土壤中多环芳香烃种类很多，其浓度与释放源的距离相关。土壤中3,4-苯并芘有相当的稳定性。实验证明，经120天后土壤中剩余的3,4-苯并芘为初加入量的25%~50%。3水地面水中多环芳香烃多达二十余种，其中七、八种有致癌作用，如苯并蒽、苯并芴蒽、二苯并蒽、屈、芘、苯并芘等，其中3,4-苯并芘约占总致癌性多环芳香烃的1%~20%。国外检测，饮水中3,4-苯并芘含量为0.1~24pg/m3，地下水中3,4-苯并芘的浓度与饮水中的相似，地表水中3,4-苯并芘的含量波动很大，介于0.6~120pg/m3间。家庭污水中可含3,4-苯并芘1~1840pg/m3。工业废水中3,4-苯并芘的含量较高，例如某一炼焦厂的未经处理废水中测得3,4-苯并芘含量高达1g/m34食品因空气、水、土壤含有多环芳香烃以及由于有机物加热时可以产生多环芳香烃，所以可以预料，致癌性的多环芳香烃可以作为污染物存在于食物中或可能在食品制备和烹调过程中形成。5烟草烟气吸烟烟雾当中的有害物质有600多种，当中的致癌物质可直接引起癌症的就有40多种，其中最具有代表性的是苯并芘。抽烟斗的人可能知道，烟抽着抽着就要把烟斗捅一捅，因为烟焦油把它堵住了。烟焦油里面就含有苯并芘。有资料表明，长期吸烟者的肺癌发病率比不吸烟者高10至20倍、喉癌发病率高6至10倍、冠心病发病率高2至3倍。循环系统发病率高3倍、气管炎发病率高2至8倍。3,4-苯并芘是烟的一个重要成分，因而用烟熏制的食品中3,4-苯并芘含量较高。食品中3,4-苯并芘的来源除空气、土壤、水等外，有些生物的体内还可以合成，如格陵兰海湾未受污染的海水水生植物体内及远离污染区的山区陆生植物体内均含3,4-苯-并芘，而且含量往往与污染区的近似，这说明有些生物体内有亿万的可能。另外，食品在贮存和加工过程中，烟熏、烘烤、焙焦或直接与石油制品及其燃烧产物接触，均可受到3,4-苯并芘等多环芳香烃的污染。三BaP污染对人体健康的危害1致癌性：动物试验证明,BaP对局部或全身都有致癌作用。许多国家相继用9种动物进行实验，采用多种给药途径，均得到了诱发癌症的阳性报告［2］。研究证明，生活环境中的苯并芘含量每增加1%时，肺癌的死亡率即上升5%。流行病学研究表明,BaP通过皮肤、呼吸道、消化道等均可被人体吸收，有诱发皮肤癌、肺癌、直肠癌、胃癌、膀胱癌等作用［3］⑷。长期呼吸含BaP的空气，饮用或食用含有BaP的水和食物会造成慢性中毒⑹。我国云南省宣威县由于室内燃煤，空气中BaP污染严重，成为肺癌高发区，有些乡的肺癌死亡率高达100/10万以上4。许多山区居民经常拢火取暖，室内终日烟雾弥漫，造成了较高的鼻咽癌发生［5］。职业中毒调查表明:在3pg/m3、2pg/m3浓度下工作5年和20年的工人，前者大部分诱发肺癌，后者患多种癌症［2］。焦炉工的肺癌死亡率同接触BaP的浓度密切相关［玖美国一家研究中心的报告说，吃一个烤鸡腿就等同于吸60支烟的毒性。而常吃烧烤的女性，患乳腺癌的危险性要比不爱吃烧烤食品的女性高出2倍。对于烧烤食品的“毒性”，北京朝阳医院职业病与中毒医学科主任郝凤桐向记者分析说，因为这类食物所含的脂肪高、热量高，而高血压、糖尿病、心血管疾病等“现代病”与之有很大关系。油在高温作用下会产生化学结构的改变，可能对人的健康有不利影响。据了解，由于肉直接在高温下进行烧烤，被分解的脂肪滴在炭火上，再与肉里蛋白质结合，就会产生一种叫苯并芘的致癌物质。诱发胃癌、肠癌。专家解释说，人们如果经常食用被苯并芘污染的烧烤食品，致癌物质会在体内蓄积，有诱发胃癌、肠癌的危险。同时，烧烤食物中还存在另一种致癌物质一一亚硝胺。亚硝胺的产生源于肉串烤制前的腌制环节，如果腌制时间过长，就容易产生亚硝胺。2急性毒性：LD50250mg/kg（小鼠腹腔）；50mg/kg（大鼠皮下）。3亚急性和慢性毒性：长期生活在含苯并（a）芘（BaP）的空气环境中，会造成慢性中毒，空气中的BaP是导致肺癌的最重要的因素之一。4代谢：本品经胃肠道、呼吸道和皮肤吸收，吸收进入或直接进入血循环，即分布于全身器官，血中半减期不超过1min，一般在10min左右本品在血内全部消除。乳房和脂肪组织是重要的储存库；肝脏是主要的代谢器官。据有关资料报导，BaP在哺乳动物体内的代谢和降解产物主要是：1，2-二羟基-1，2-二氢苯并】a］芘，9,10-二羟基-9,10-二氢苯并［a］芘，6-羟基苯并［a］芘，3-羟基苯并［a］芘，1，6-二羟基苯并［a］芘，3,6-二羟基苯并［a］芘，苯并［a］芘二酮，苯并［a］芘-3,6-二酮（IRPTC）。另外还有苯并［a］芘-1，6-二酮，11羟基苯并】a］芘，苯并［a］芘-7，8-二氢二醇（R.E.Lehr，1978）。除少部分以原形随粪便排出外，一部分经肝、肺细胞微粒体中混合功能氧化酶激活而转化为数十种代谢产物，其中转化为羟基化合物或醍类者，是一种解毒反应。5致畸性：1000mg/kg，妊娠大鼠经口，胎儿致畸。本品能通过胎盘进入子体，产生胚胎毒作用或导致子代肿瘤发生率增高。6致突变性：本品具有较强的致突变性。职业暴露致人外周血淋巴细胞染色体畸变。40mg/kg，1次，田鼠经腹膜，染色体试验多种变化。小鼠，遗传表型试验多种变化。昆虫，遗传表型试验多种变化。微生物，遗传表型试验多种变化。人体细胞培养DNA多种变化。本品是多环芳烃中毒性最大的一种强烈致癌物。四进行BaP的污染防治的几个方面1）改变工业锅炉和生活炉灶的燃料结构,尽量使用天然气或以燃油代替燃煤，或用油和煤气代替工业和生活的燃料。2）集中供热，消除小煤炉取暖，并逐步实现煤气化。3）减少有机污染，边生产,边治理;4）改进汽车燃料，使燃烧更为充分;5）改变烹饪方式，尽量少用熏、炸、炒等方式;6）提倡少抽烟，公共场合禁止抽烟;7）翻耕土地,为微生物降解土壤污染的活动提供更有利的条件。8）春天少吃腌制、熏烤食品9）改善锅炉的燃烧条件，使燃料充分，减少本品的产生；10）搞好烟道除尘，减少大气中飘尘和本品的污染；11）控制含本品较多的原材料如沥青等的应用。在使用焦油或沥青时，应控制操作温度，减少沥青烟气，并保持操作工人的皮肤清洁。相关文献：蹇兴超.多环芳烃(PAH)的污染.环境保护，1995胡望均.常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监测方法.中国环境科学出版