ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiêN


Hình 1.2. Cơ chế hình thành PBDDs và PBDFs từ DecaBDE



tải về 1.38 Mb.
trang3/14
Chuyển đổi dữ liệu19.07.2016
Kích1.38 Mb.
#2030
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Hình 1.2. Cơ chế hình thành PBDDs và PBDFs từ DecaBDE

Liên kết cacbon – brom trong phân tử các hợp chất cơ brom là loại liên kết kém bền, nhất là ở điều kiện nhiệt độ cao liên kết này dễ bị bẻ gãy tạo ra các dạng brom tự do. Trong quá trình cháy, pha khí hình thành nhiều gốc tự do có năng lượng cao như O*, H* hoặc OH*, brom tự do được giải phóng từ các chất chống cháy sẽ kết hợp với các gốc này để hình thành các chất ít hoạt động hơn, góp phần ngăn cản sự cháy, đây là cơ chế dập tắt sự cháy trong pha khí. Chất chống cháy bị phân hủy hoặc bị bay hơi ở nhiệt độ quá thấp hơn hoặc cao hơn vật liệu nhựa thì không có tác dụng chống cháy. Thông thường, chất chống cháy có nhiệt độ phân hủy thấp hơn vật liệu nhựa khoảng 500C là tốt nhất, các hợp chất brom thơm đảm bảo được tiêu chí này nên được sử dụng phổ biến để làm phụ gia chống cháy cho nhiều loại polyme khác nhau [25].



1.1.3. Độc tính của PBDEs:

Cho đến nay, hiểu biết của chúng ta về độc tính của PBDEs vẫn chưa đủ để có thể đánh giá một cách toàn diện các tác động xấu của chúng đối với sức khỏe con người. Một trong những hạn chế cơ bản khi đánh giá rủi ro của PBDEs là tác động của các tạp chất cơ halogen khác như PBDD/Fs có mặt trong các hỗn hợp PBDEs thương mại. Hơn nữa ảnh hưởng của các PBDEs trên người chủ yếu được đánh giá từ thông tin của các nghiên cứu trên động vật trong môi trường thí nghiệm [17,33].

Độ độc cấp tính của các PBDEs tương đối thấp nhưng chúng lại có khả năng tích lũy sinh học cao để gây những tác động lâu dài. Để gây các tác động với mức độ tương đương thì các PBDEs có số nguyên tử brom thấp cần liều lượng thấp hơn so với các PBDEs có số nguyên tử brom cao; hỗn hợp DecaBDEs thương mại có độ độc thấp hơn so với các thương phẩm chứa PBDEs có ít nguyên tử brom. Các tác động của PBDEs đến cơ thể con người và động vật có thể chia thành 6 loại là: (1) ảnh hưởng đến hệ nội tiết, chủ yếu là tuyến giáp; (2) gây độc thần kinh; (3) gây độc gan; (4) gây suy giảm miễn dịch; (5) ảnh hưởng đến sự sinh sản và phát triển; và (6) gây ung thư [17,33,36].

DecaBDE đã được Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA) xếp vào Nhóm C (các chất có thể gây ung thư đối với con người) trong khi Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu về ung thư Quốc tế (IARC) lại xếp chất này vào Nhóm 3 (các chất không gây ung thư cho con người). Các đồng loại từ Di đến NonaBDEs được US EPA xếp vào Nhóm D (các chất không gây ung thư cho con người) do không có đủ dữ liệu về các nghiên cứu trên con người và động vật. Bộ Y tế và các dịch vụ con người của Mỹ đã không phân loại bất kỳ hỗn hợp PBDEs nào vào nhóm các chất gây ung thư [33].



Một số liều lượng và nồng độ gây độc của PBDEs được đưa ra trong Bảng 1.5 [33, 37].

Bảng 1.5. Một số liều lượng và nồng độ gây độc của PBDEs

TT

Nhóm

Liều lượng và nồng độ gây chết

1

MonoBDEs

LC50 (96h) đối với cá mặt trời mang xanh

4,9 mg/l

LC50 (48h) đối với rận nước

0,36 mg/l

2

DiBDEs

LD50 đối với chuột nhỏ

125 mg/kg

3

PentaBDEs

LD50 (cấp tính, qua đường miệng) đối với chuột đực

7400 mg/kg

LD50 (cấp tính, qua đường miệng) đối với chuột cái

5800 mg/kg

LC50 (qua đường hô hấp) đối với chuột lớn

> 200 mg/l

4

HeptaBDEs

LD50 (cấp tính, qua đường miệng) đối với chuột lớn

> 5000 mg/kg

LD50 (qua da) đối với thỏ

> 2000 mg/kg

5

OctaBDEs

LD50 (cấp tính, qua đường miệng) đối với chuột lớn

> 5000 mg/kg

LD50 (qua da) đối với thỏ

> 2000 mg/kg

LC50 (qua đường hô hấp) đối với chuột lớn

> 50 mg/l

6

DecaBDE

LD50 (qua đường miệng) đối với chuột lớn

> 2000 mg/kg

TT

Nhóm

Đối tượng / Đường phơi nhiễm

Thời gian

NOAEL

LOAEL

1

DecaBDE

Chuột lớn, cơ thể / Miệng*

Cấp tính

5000

-

Chuột nhỏ, cơ thể / Miệng

14 ngày

19000

-

Chuột lớn, gan / Miệng

13 tuần

8000

-

­Chuột nhỏ, gan / Miệng

13 tuần

9500

-

2

Mono - NonaBDEs

Chuột lớn, gan / Hô hấp**

14 ngày

0,6

3,7

Chuột lớn, cơ thể / Miệng

10 ngày

25

50

Chuột lớn, nội tiết / Miệng

90 ngày

2

10

Ghi chú: * tính theo mg/kg/ngày; ** tính theo mg/m3 không khí; LD50: liều lượng gây chết ½ số vật thí nghiệm; LC50: nồng độ gây chết ½ số vật thí nghiệm; NOAEL: liều lượng không gây ảnh hưởng xấu có thể quan sát được; LOAEL: liều lượng thấp nhất gây tác động xấu có thể quan sát được.

LD50 của các PBDEs đối với vật thí nghiệm là chuột và phơi nhiễm qua đường miệng nằm trong khoảng 2000 đến 5000 mg/kg. So sánh với giá trị LD50 của một số chất độc khác trên đối tượng và con đường phơi nhiễm tương tự, ví dụ như melamin (6000 mg/kg); DDT (113 mg/kg); nicotin (50 mg/kg); 2,3,7,8-TBDD (200μg/kg); 2,3,7,8-TCDD (20 μg/kg) có thể nhận thấy độ độc của PBDEs thấp hơn so với các hợp chất tương tự là PCDDs và PBDDs [12,16,22,34,38].

1.1.4. Tình hình sản xuất, sử dụng và thải bỏ PBDEs:

1.1.4.1. Tình hình sản xuất PBDEs thương mại:

Các hỗn hợp PBDEs thương mại bắt đầu được sản xuất từ những năm 1970 tại Đức [33]. Hà Lan, Pháp, Anh, Thụy Điển, Mỹ và Nhật Bản là các quốc gia đứng đầu về lượng PBDEs thương mại sản xuất được trên thế giới [37]. Các sản phẩm thương mại chính của PBDEs là PentaBDEs, OctaBDEs và DecaBDEs, thành phần % về khối lượng của các nhóm đồng phân PBDEs trong các sản phẩm này, cũng như phương pháp hóa học dùng để tổng hợp một số nhóm PBDEs được đưa ra trong Bảng 1.6 [37].



Bảng 1.6. Thành phần của một số PBDEs thương mại và phương pháp hóa học tổng hợp một số nhóm PBDEs

TT

Thành phần

PentaBDEs thương mại

OctaBDEs thương mại

DecaBDEs thương mại

1

TriBDEs

0 – 1%





2

TetraBDEs

24 – 38%





3

PentaBDEs

50 – 62%





4

HexaBDEs

4 – 8%

10 – 12%



5

HeptaBDEs



43 – 44%



6

OctaBDEs



31 – 35%



7

NonaBDEs



9 – 11%

0,3 – 3%

8

DecaBDE



0 – 1%

97 – 98%

TT

Nhóm

Phương pháp tổng hợp

1

MonoBDEs

Phản ứng giữa diphenyl ete và Br2 ở nhiệt độ 95 – 1000C trong cacbon tetraclorua.

2

DiBDEs

Phản ứng của phenoxyanilin với lần lượt các hỗn hợp HBr + NaNO2 và HBr + Br2 sau khi làm nóng trong môi trường axit axetic.



TT

Nhóm

Phương pháp tổng hợp

3

PentaBDEs

Phản ứng giữa diphenyl ete với Br2 theo tỉ lệ mol 1:5 ở nhiệt độ 30 – 650C với sự có mặt của bột sắt.

4

OctaBDEs

Phản ứng giữa diphenyl ete với Br2 theo tỉ lệ mol 1:8 ở nhiệt độ 35 – 1200C với sự có mặt của Al2Cl6/Al2Br6.

5

NonaBDEs

Phản ứng của DecaBDE với NaHS trong xylen ở 1300C trong 2 giờ.

6

DecaBDE

Phản ứng giữa diphenyl ete và Br2 có mặt xúc tác Friedel – Craft.

Theo báo cáo của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) trong những năm 1990, tổng lượng PBDEs tiêu thụ mỗi năm lên đến 40000 tấn; trong đó DecaBDEs là thương phẩm chính, chiếm tỉ lệ 75%, tiếp đó là OctaBDEs và PentaBDEs chiếm tỉ lệ lần lượt 15% và 10%. Các quốc gia công nghiệp phát triển tại châu Âu có mức tiêu thụ PBDEs hàng năm rất cao, trong những năm đầu thập niên 1990, lượng PBDEs tiêu thụ tại các nước Đức, Hà Lan, Anh, Thụy Điển lần lượt là 3000 – 5000; 3300 – 3700; 2000; 1700 – 2000 tấn/năm. Tại Nhật Bản, tổng lượng chất chống cháy cơ brom (trong đó có PBDEs) tiêu thụ năm 1975 là 2500 tấn thì năm 1987 đã lên đến 22100 tấn [37]. Diễn đàn Môi trường và khoa học về brom (BSEF), một tổ chức quốc tế về brom và các hợp chất của brom do các tập đoàn sản xuất brom lớn trên thế giới thành lập năm 1997 đã ước tính lượng PBDEs tiêu thụ tại các châu lục và trên toàn thế giới năm 2001, các số liệu được đưa ra trong Bảng 1.7 [6].

Bảng 1.7. Lượng PBDEs thương mại tiêu thụ trên thị trường năm 2001 (tấn)

TT

Khu vực

PentaBDEs thương mại

OctaBDEs thương mại

DecaBDEs thương mại

Tổng

1

Châu Mỹ

7100

1500

24500

33100

2

Châu Âu

150

610

7600

8360

3

Châu Á

150

1500

23000

24650

4

Các khu vực còn lại

100

180

1050

1330

Tổng

7500

3790

56150

67440

Theo bảng số liệu trên, đến những năm 2000, tổng lượng PBDEs tiêu thụ trên toàn thế giới lên đến 67440 tấn/năm; gấp gần 1,7 lần so với những năm 1990. Các quốc gia châu Mỹ, trong đó chủ yếu là Mỹ là thị trường tiêu thụ lớn nhất thế giới, chiếm gần 50% tổng lượng tiêu thụ; tiếp đến là các quốc gia châu Á và châu Âu chiếm tỉ lệ tương ứng 36,6% và 12,4%. DecaBDEs là thương phẩm chính với tỉ lệ trên 83%, đặc biệt tại thị trường châu Á, DecaBDEs chiếm đến 93,3% tổng lượng PBDEs tiêu thụ.

1.1.4.2. Tình hình sử dụng PBDEs thương mại:

Với tính chất hóa học đã trình bày trong mục 1.1.2, các PBDEs được sử dụng như một phụ gia trong quá trình sản xuất nhiều loại vật liệu khác nhau nhằm mục đích chống cháy, nói chính xác hơn là làm giảm khả năng bắt cháy, làm chậm quá trình cháy rồi tắt cháy theo cơ chế dập tắt sự cháy trong pha khí. Hàng chục nghìn tấn PBDEs thương mại được tiêu thụ mỗi năm cho thấy vai trò quan trọng của các hợp chất này đối với các ngành công nghiệp sản xuất vật liệu như chất dẻo, polyme, chất nền, cao su, tơ sợi, sơn,…Bảng 1.8 trình bày các vật liệu có sử dụng PBDEs thương mại, dấu X thể hiện sự có mặt của thương phẩm PBDEs trong vật liệu [8].



Bảng 1.8. Ứng dụng của PBDEs trong các loại vật liệu

TT

Vật liệu

DecaBDEs thương mại

OctaBDEs thương mại

PentaBDEs thương mại

1

Acrilonitril-butadien Stiren (ABS)




X




2

Nhựa epoxi

X







3

Nhựa phenolic

X




X

4

Poliacrylonitril (PAN)

X







5

Polyamit

X

X




6

Polybutylen terephtalat (PBT)

X

X




7

Polyetylen (PE)

X







8

Polyetylen terephtalat (PET)

X







9

Polypropylen (PP)

X







10

Polystiren (PS)

X

X




11

Polyvinylclorua (PVC)

X




X

12

Polyuretan (PU)







X

13

Polyeste chưa bão hòa

X




X

14

Cao su

X




X

15

Sơn

X




X

16

Sợi dệt

X




X

Каталог: files -> ChuaChuyenDoi
ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH
ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh
ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân
ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05
ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh
ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường

tải về 1.38 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương