聯苯胺的主要用途
聯苯胺是重要的芳香族二胺化合物,主要用於生產服裝、紙張和皮革製品等使用的染料。聯苯胺是偶氮染料中間體,在許多類別染料的合成中都有所套用,尤其是在以前的直接染料合成中廣泛套用。它也用作不溶性偶氮染料的顯色劑。偶氮染料除常用於天然纖維(棉、毛、絲、麻)和合成纖維(尼龍、聚丙烯等)及紡織品的染色外,在皮革、皮毛、紙張、塑膠、地毯等的染色中也必不可少。此外,偶氮染料還用於油墨、墨水、顏料、塗料、油漆、木材染色劑以及化妝品等。
我國聯苯胺的主要污染物來源
聯苯胺作為一種非天然的化學污染物,沒有自然來源。聯苯胺的生產和使用過程中可能經泄漏、揮發、廢水或廢氣進入環境。聯苯胺製造的染料降解時也有聯苯胺釋放進入環境,如聯苯胺是直接大紅4B、深黑EX在水體中分解的中間產物。早在20世紀70年代日本就明令禁止聯苯胺染料的生產和使用,德國1994年禁止了聯苯胺及其他二胺染料,我國也頒布了禁令。
環境遷移、擴散和轉化
遷移、擴散
以前聯苯胺生產是在非密封場所進行的,會有聯苯胺揮發進入大氣。現在都在密封車間生產聯苯胺,向空氣中的揮發很少。垃圾焚燒會產生少量聯苯胺進入大氣。空氣中的聯苯胺有兩種存在形式:氣體形態及與懸浮顆粒結合態,大部分聯苯胺通過乾濕沉降返回地表,其餘可被光化學降解,因此聯苯胺通過大氣傳送的距離不遠。
施用工廠污泥或含聯苯胺及其他二胺染料的廢棄物是聯苯胺進入土壤的主要方式。聯苯胺在環境中以游離態或硫酸鹽、氯化鹽等形式存在。進入土壤後可被土壤顆粒吸附,並與土壤中的陽離子如鐵離子等作用,在酸性環境中吸附更強。
聯苯胺的Henry常數為5.74×10 Pa·m /mol(5.2x10 atm·m /mol),它一旦進入水體就難以再揮發進入大氣。它的 K o c和 K o w值分別為10.5和21.9,說明很難被土壤顆粒吸附,在水中很容易遷移。芝加哥就發生過廢水排入土壤後導致地下水和地表水被污染的事件。由於聯苯胺具弱鹼性,在酸性條件下可以質子化,從而與土壤中的陽離子交換位點牢固結合,土壤黏粒含量高時吸附多。作為芳環胺類物質,聯苯胺能與土壤有機質以共價鍵結合,形成亞胺鍵;它還能與土壤中的醌類以近乎不可逆的方式結合。
聯苯胺的生物富集效應不大,生物富集因子(BCF)分別是:魚110,蚊子1180,蝸牛370,藻類160。42d的標記實驗顯示大太陽魚可食部分的富集係數是44。
轉化
空氣中氣態的聯苯胺與光化學反應生成的羥基自由基的反應速度為1.54x10 cm /(mol·s)(25℃)。相當於羥基自由基濃度為5x10 /cm 時聯苯胺的半衰期為2.5h。與顆粒結合的聯苯胺不與羥基自由基反應,但可以直接吸收290nm以上的光而發生光降解反應,其清除比氣態的緩慢。聯苯胺進入水中後可以很快被分解,其半衰期在4d左右,反應機制可能涉及過氧自由基,黏土礦物及腐殖質的吸附可能促進了聯苯胺的清除。
土壤中的黏土礦物,尤其是其中的三價鐵和三價鋁能與聯苯胺反應,使其降解。但是自然情況下由於三價鐵和鋁受羥基濃度的制約,上述降解作用微弱。有研究發現三種土壤培養84d後只有2%的聯苯胺降解;另外的研究則顯示了稍快的降解速率,添加100g聯苯胺在26.7℃下4周后,剩餘未降解的聯苯胺只有20%。據估計聯苯胺在土壤中的半衰期在3~8a。活性污泥對聯苯胺具有降解作用,較低濃度處理較長時間效果更好。濃度為0.5mg/L或1mg/L時處理1周即接近完全降解;濃度為5mg/L和10mg/L的樣品處理7周后只有94%和77%被降解。