三氯生與三氯卡班的研究現狀與展望

陳 敏

（廣東環境保護工程職業學院，廣東 佛山 528216）

廢棄藥物和個人護理品 (pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)，是一類新興環境有機污染物，其種類繁多，包括醫藥、獸藥、及個人護理品等。在地表水、地下水、飲用水、污泥及土壤中均有不同程度檢出，其分布情況及遷移轉化規律逐漸成為環境工作者和公眾密切關注的焦點。毒理研究顯示，PPCPs類污染物在環境中具有較強的持久性，并通過食物鏈的方式產生生物富集作用，而最終對人類健康造成危害，當前因PPCPs類污染物產生對水產品與農產品的生態風險問題，已成為了眾多學者研究的目標[1-3]。

在對污水處理廠中污染物的指標檢測過程中，三氯生與三氯卡班是被頻繁檢出的具有代表性的PPCPs類污染物。作為廣譜性的抗菌劑三氯生和三氯卡班，已被廣泛的添加在日用化學品中[4-5]。

三氯生 （Triclosan,TCS） 和三氯卡班 （Triclocarban,TCC）是高效廣譜抗菌劑，由于它們與皮膚有極好的相容性，脂溶性強，易穿過細胞膜，對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、酵母菌、病毒等都具有高效抑殺作用，所以被廣泛應用于紡織品、洗衣粉、除臭劑、皮膚護理品、牙膏和傷口消毒劑等類產品中，起到殺菌、抑菌和除臭的作用，是常見的PPCPs類污染物，其應用已超過30年[6-8]。

TCS和TCC在日常生活中得到大量生產和應用，屬于高生產量產品，是潛在的持久性有機污染物，其親水性低，親脂性強，物理化學性質穩定，在環境中較難降解；TCC和TCS有可能引發包括癌癥、生殖功能障礙和發育異常等病癥的諸多問題，又是一種新型的內分泌干擾物。它們對生態系統和人體健康造成的潛在影響在逐漸受到關注，開展環境風險研究非常有必要。

1 TCS和TCC的來源

TCS和TCC被廣泛應用于洗化用品中，它會隨著人類活動中洗浴、淋浴、衛生消毒等進入土壤或者水體中，因此，污水處理廠的出水和底泥再利用是TCS進入環境的最重要途徑之一。有研究表明[9]，有95%以上含TCS的產品在使用之后會隨著污水進入污水處理廠，而且，由于TCS容易吸附在污泥中不易被去除以及容易發生甲基衍生化生成甲基三氯生更難去除等原因，很多污水處理廠現有的傳統工藝并不能有效去除水體中的TCS，同時TCS具有疏水性，并由于土壤或沉積物富含有機質，對TCS具有較強的吸附特性，并通過污廢水的排放方式而造成TCS水生生物體內富集。Riehardason等[10]在英國某污水處理廠下游的地表水中也檢測到了TCS，其平均殘留濃度約為40ng/L，但實際的濃度可能已經超過了150ng/L。Gibson等[11]對墨西哥再生水灌溉土壤中TCS污染進行了研究，發現TCS最高質量分數達到了16.7ng/g。Chen等[12]在中國東江流域和支流的多個斷面進行TCS采樣，檢出率達到100%，最大濃度為141ng/L。2012年中科院廣州地球化學研究所的趙建亮等[13]人研對遼河、海河、黃河、珠江和東江中國五大水系中TCS和TCC污染進行了研究，發現：水體中TCS的質量濃度高達478ng/L，底泥中的質量濃度高達2723ng/L。Zhao等[14]發現，長江中的TCS濃度為1.89ng/L底泥中質量濃度為1.2ng/L，這表明，在不同環境介質中TCS和TCC的污染主要來源于污水處理廠和剩余污泥的排放。當前的污水生化處理技術對TCS和TCC去除有一定的作用，但去除效率并不高，僅為23%左右，剩余污泥中的含量占到76%，有3%隨出水排出，在某些生產和使用TCS和TCC的化工企業中，由于處理不完全，也會導致TCS和TCC在環境中的濃度升高。通過文獻報道可知，與歐美相比，我國自然水體中TCS濃度更高，TCS污染問題更突出，同時，TCS在環境中的殘留濃度受多方面因素影響，包括區域自然氣候和水體條件、TCS消耗量、人口密度，污水處理工藝，生活污水排放量以及非法住宅污水排放等。另，我國是一個擁有大面積低產土壤的農業大國，污泥的再利用尤為重要，這些含有TCS的污泥常通過資源再利用被用于畜牧業和農作物生產過程中。

2 TCS和TCC在環境中的殘留

土壤和沉積物是TCS和TCC匯聚的重要場所。TCS和TCC可以通過地表徑流以及污水或自然水體灌溉、污泥農用等人為活動進入到土壤系統中。Halden等[15]對巴爾的摩地區不同類型水體樣品進行了采集與TCC濃度監測分析，其中在城市飲用水為3ng/L，地下水為20ng/L，城市溪流水為33～5600ng/L，污水為 6650～6750ng/L。由于 TCC和TCS logKow值較高，脂溶性較強，所以它們易于被土壤及底泥吸附，活動性差；并且發現TCC的logKow值高于TCS，這說明TCC比TCS更易于吸附于固體物質。Ying等[16]運用模型計算出TCC在不同環境介質的分布比例：空氣，0.00263%；水體，11.8%；污泥、土壤中，71%；沉積物中17.1%。由此可知，在土壤、污泥及沉積物中的含量最高。Cha等[17]在對美國污水處理廠的活性污泥做土壤補給后，其農田土壤中TCC質量分數達到1.2ng/g～65.1ng/g。Funchsman等[18]根據加利福尼亞州207塊農田和賓夕法尼亞州95塊農田數據估算出美國土壤上層30cm的TCS質量分數為0.026～0.34mg/kg；Geens等[19]研究發現，比利時室內塵土TCS質量分數為220ng/g。有研究表明[20]，環境中殘留的TCS對水生生物具有明顯的細胞毒性，神經毒性，遺傳毒性等毒性效應，因此美國FDA已經發布新規，要求含有TCS的抗菌洗滌產品（包括液體、泡沫、手工香凝膠、肥皂和沐浴產品）不得進入市場。

我國由于人口眾多，經濟發展迅速，TCS和TCC的消耗量更為顯著。最近幾年，由于TCS和TCC污染而產生的環境問題，已引起了人們的廣泛關注。崔蘊霞等[21]人針對污廢水處理中TCC和TCS的生物急性毒性做了研究，發現，TCC對原生動物的48h半數致死質量濃度LC50為25000ng/L，TCS 48h LC50為 23000ng/L。Feng Chen，Guang GuoYing等[22]人在湖北的土壤中檢測到了TCC，調查了43種有機污染物，TCC檢出率較高，風險評估后發現TCC對陸生生物的危險系數最高。2012年Zhao等[23]人對中國五大水系的TCC和TCS含量進行了調查，結果顯示在水體和底泥中TCC的檢出率均達到100%，TCC和TCS在水體中含量分別為：338ng/L， 478ng/L，底泥中含量分別為：2723ng/g，1329ng/g。孫靜[24]在對黃河、小清河和大明湖中的水樣和底泥進行分析測定，結果均檢出了TCC和TCS的存在，下游地區TCC的質量濃度范圍在287.3ng/L～872.0ng/L，下游TCS質量濃度范圍在54.8ng/L～197.0ng/L，平均質量濃度為125.9ng/L；在底泥中檢測到了TCS和TCC，并且污染程度較大。

3 TCS和TCC的生物毒性研究

由于食物鏈的生物富集作用，人們對TCS和TCC的毒性研究，逐漸深入到對人體健康的影響。根據風險評估的四個環節“危害識別-暴露評估-風險評估-風險表征”，由于TCS和TCC存在具有經口，經皮膚接觸毒性，同時還可以造成DNA損傷、內分泌干擾作用及不良妊娠結局等，加拿大已將三氯生納入有毒物質清單。

TCS化學名為三氯均二苯脲，有醚類和酚類基團的人工合成的氯化芳香化合物，TCC化學名為3，4，4-三氯均二苯脲，它們均具有較強的生物毒性，能通過食物鏈的方式在生物體內富集，并由此會產生在不同環境介質中的毒性效應。有研究者對TCS和TCC的毒性作用及機制展開了一系列研究。

有研究者對TCS和TCC產生的一般毒性進行了研究，如，張鵬等[25]人發現小鼠急性經口LD50為1470mg/kg，大鼠急性經皮LD50大于2000mg/kg·BW，均屬低毒。董玉瑛等[26]通過改變同環境因子對TCS急性毒性影響研究時發現：隨著溫度的升高，TCS對蝌蚪的毒性增大，在較低pH條件下TCS對蝌蚪的毒性較大。姜淑卿等[27]研究發現：在鼠在長時間的大劑量的接觸TCS時，可引起肝、腎受損及免疫系統紊亂。

另外，TCS和TCC均可對生物體產生內分泌干擾效應，有研究表明，TCS與甲狀腺激素的結構相似，可能會引起申狀腺干擾效應，TCS會干擾碘的攝取和甲狀腺軸。在斑馬魚的體內TCS會破壞甲狀腺軸，并引起甲狀腺細胞形態結構從而引起斑馬魚體內甲腺素水平降低，同時引起生殖系統相關的類固醇受體基因的表達。TCC則表現出一種新的內分泌干擾模式，即增加內源性激素的活性，研究表明，TCC可能會增加魚類雄性激素和雌性激素的活性。

4 展望

TCS和TCC作為高效廣譜性的抗菌劑添加在個人護理品和家用廚衛產品中，大量的使用，會使得它們存在于不同環境介質當中，因TCS的環境轉化產物為MTCS，TCC的羥基代謝產物及其葡糖苷酸結合物、硫酸鹽被認為比母體更具毒性，持久性更強，并具有生物累積效應，從而威脅人類健康，因此應加強TCS和TCC對水產品及農產品質量安全方面影響的基礎研究，以及水產品和農產品風險評估的相關研究，從而為實施TCS和TCC對水產品和農產品的風險評估和污染管理提供科學依據。