多氯萘在環境中的分布概述

范冰　陳峰　薛宇　房明朗

多氯萘（PCNs），通用化學式為 C10H8-（m+n）Cl（m+n），是一組用氯處理萘得到的同系物，可含有1～8個氯原子。多氯萘的結構類似于多氯代二苯并二惡英、二苯并呋喃（PCDD/Fs）和多氯代聯苯（PCBs）。

1 多氯萘的發展歷程

多氯萘最早合成于19世紀，到19世紀10年代開始商品化，合成專利于1833年被公開，從此發展成為流行的化學物質。在二十世紀30至50年代期間多氯萘得到廣泛的應用，生產了多氯萘的工業混合物，商品名為Halowaxes（美國），Seekay Waxes（英國），Clonacire Waxes（法國）和Nibren Waxes（德國）。在1975年，多氯萘因其高致痤瘡性和在男子職業性接觸煙氣中的致死性而廣為人知，動物意外中毒導致X病使多氯萘獲得了更廣泛的關注，不久后人們陸續發現多氯萘會誘發多種毒性反應，如死亡，胚胎毒性，免疫毒性，致畸性、致癌性和致突變性，此后高毒害性的多氯萘被限制生產、銷售和使用，并在2015年5月被列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》的持久性有機污染物（POPs）的名單中[1]。

2 環境中多氯萘的來源

在過去，環境中多氯萘主要在一些化工生產過程中產生，如生產石蠟的過程中會產生多氯萘。如今環境中存在的多氯萘主要來自歷史上生產和使用，其次在燃料和廢物燃燒、森林火災、二次有色金屬冶煉和鐵礦石燒結等熱處理過程中作為副產物伴隨著其他持久性有機污染物產生，電子垃圾填埋區泄露也是如今多氯萘的排放源之一。產生途徑多樣以及多氯萘自身理化性質使得其在各種環境基質中均有檢出，包括空氣、土壤和沉積物。

3 性質及其在環境中的分布

多氯萘是全球環境中普遍存在的一類持久性有機污染物（persistentorganicpollutants?POPs），在環境中處于一個循環和平衡的狀態，但是對于不同環境基質的“親和力”是不同的。

3.1 多氯萘的遠距離遷移性

多氯萘的半衰期>2天，基于定量結構-活性關系可知多氯萘的持久性。蒸氣壓和對數辛醇-空氣分配系數則表明在大氣中多氯萘分布在氣相和顆粒相之間，它們所處的階段極大地影響著它們的環境命運，包括運輸、改造和遷移過程[2]。而大氣也是多氯萘運輸和沉積的主要介質，較少氯化的同系物是大氣中的主要同系物。多氯萘的半揮發性，使其同時以“氣相”和“顆粒物吸附”兩種形式存在，也就是說多氯萘可以借助氣流實現全球范圍的傳輸，并源源不斷地“匯”到土壤環境，即“蚱蜢跳效應”。此外如果“源”中的多氯萘的產生和排放與溫度有關，可以觀察到多氯萘在空氣質量濃度中的季節性變化。例如我國北方供暖季，多氯萘在空氣質量濃度中呈現“冬季含量多，夏季含量少”的季節性變化。多氯萘的半揮發性使其能夠參與全球蒸餾效應，從水體或土壤以及其他環境介質中以氣態揮發進入大氣環境中，或者附著于氣溶膠顆粒物中，在整個地球范圍內進行較長距離的遷移和二次沉降，并且該過程可以反復多次地進行，從而導致其污染具有全球性[3]。北極和亞北極偏遠地區空氣中多氯萘的濃度證明了多氯萘的遠距離運輸潛力。

3.2 多氯萘的疏水性

由于多氯萘異構體多為疏水性有機污染物，因此水環境中的多氯萘多存在于懸浮物、沉積物及底泥中，以三氯、四氯代為主。水環境中的多氯萘來源于大氣的干濕沉降以及污水排放且水體中懸浮顆粒物含量較高，疏水性有機污染物較易吸附在懸浮顆粒物表面，隨著徑流輸送到海洋，或沉積在河口及吸附在海洋內的顆粒物上，其最終歸宿是通過懸浮顆粒物質的吸附以及食物鏈的積累和轉移進入到沉積物及水產品中。

3.3 多氯萘的親脂性

持久性有機污染物在土壤中的分配是通過對有機相的吸附來實現的。多氯萘的低極性導致它們對水的厭惡（疏水性）和對其他非極性物質（如動植物的脂肪組織或土壤中的腐殖質）的高親和力（親脂性），也因此易于在土壤和生物體中積累。例如植物的蠟狀角質層、土壤有機質部分都可以很好的親和有機污染物，當植物掉落到地面并成為土壤的一部分[4]，這就意味著：（1）與裸露或稀疏覆蓋的土壤相比，豐富的植被可以增加從大氣到土壤的有機物污染物供應，這一過程也稱為“森林過濾效應”。（2）土壤有可能成為這些污染物的最終匯聚區。同時多氯萘的高化學惰性可以防止他們被（微生物）代謝或者被其他過程迅速降解，高化學惰性與親脂性共同導致了多氯萘在食物鏈中的累計增加，即生物富集和生物放大作用，這一特性被南極和北極生物鏈證明。此外土壤中多氯萘的含量還會受周圍環境的影響，在人口密集或工業化地區附近土壤中多氯萘的濃度很高，在氯堿工業、造紙業、鎂、銅、鋁冶金工業工廠附近的土壤中，多氯萘的濃度往往比地區更高。

4 結語

隨著科研界對多氯萘研究的不斷深入以及對其毒性和污染性的認識越來越深，多氯萘的性質與在環境中的分布這一課題受到人們的廣泛關注。本文對多氯萘的性質及其在環境中的循環進行概述，加深讀者對多氯萘的了解和認識。

參考文獻：

[1]解瓊玉. 北京城區典型地表水中有機鹵素污染物的測定及其種態分布的研究[D]. 成都理工大學.

[2]于海瀛. 部分有機化合物空氣/顆粒物分配系數與正辛醇/空氣分配系數的預測研究[D]. 大連理工大學，2008.

[3]馬飛攀. 垃圾焚燒排放廢氣中多氯萘高分辨氣相色譜—高分辨質譜測定方法研究[D]. 蘭州交通大學，2015.

Kang Q，Bao S，Chen B . Photoconversion of polychlorinated naphthalenes in organic solvents under simulated sunlight：Solvent effect and mechanism[J]. Chemosphere，2021，272（6）：129887.

作者簡介：

范冰，1995，女，蒙古族，內蒙古赤峰，碩士研究生，學生，光化學。

陳峰，1986，男，遼寧錦州，碩士研究生，工程師，環境影響評價。

薛宇，1984，男，遼寧鞍山，碩士研究生，高級工程師，水處理。

通訊作者：

房明朗，1987，女，漢，遼寧沈陽，本科，工程師，環境影響評價。

（作者單位：1遼寧大學;2沈陽綠恒環境咨詢有限公司;3北京寧環環境科技有限公司;4沈陽綠如藍環保科技有限公司）