多氯聯苯的物化特性 - 社會議題

By Caroline
at 2009-06-18T00:00

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誰可以幫我整理出多氯聯苯的物理及化學特性～～～
用成表格的形式～

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By Franklin
at 2009-06-22T21:52

多氯聯苯的特性：
1. 耐熱、抗酸、耐鹼、極佳之電絕緣性及熱傳導性、難溶於水、易溶於有機溶劑及油脂。我國自七十八年十月起，已明令規定不得輸入、生產及不得使用於食品業。
2. 多氯聯苯厭氧微生綵分解的特性：多氯聯苯(Polychor-inated biphenyls ，簡稱PCBS)為商業化的產品。早在1881年即有化學合成的多氯聯苯，大量生產供工業利用則是在1929年由美國孟山多公司開始終(Quensen等人，1990)。不同的國家發展不同的產品，如Kaneclor(日本產品)、Aroclor(美國產品)等。在商業製造過程中，將聯苯與無水氯反應，以鐵或氯化鐵為催化劑而生成多氯聯苯，主要結構是由兩個以共價鍵相連的苯環所組成(詳如圖一)。由於氫原子被氯原子所取代的位置及數目之不同，可生成209種多氯聯苯同源物(congeners)。大部分商品化PCB含60-90不同的同源物，使用於變壓器、電容器、無碳複印。
PCB有良好的熱安定性、低揮發性、低水溶性、高度化學惰性及高介電常數，且能耐強酸、強鹼及腐蝕性化學品。PCBS對水的溶解度通常隨著氯原子數目的增加而降低，吸附性隨著聯苯中氯的含量、表面積與吸附物體的碳數增加而增加。一般來說，在環境中造成PCBS氯含量降低的原因為光化學降解與生物降解。光化學降解是因為PCBS會吸收太陽光中波長範圍在280到300㎜的光波而產生裂解，但過程十分緩慢且不易掌控。生物降解的主要機制是水解(hydrolysis)與環裂解(ring cleavage)，可將這些理化特性穩定的含氯芳香族化合物進行礦化或轉化成較不具毒性物質。有關於這些含氯污染物的處理方式雖多，然在顧及成本及效益的考慮下，採用生物分解法不啻為一有效方式。
多氯聯苯在好氧情況下的分解已有廣泛的研究，在好氧的降解過程，主要是利用dioxygen-ase打開聯苯並產生chloroben-zoic acid以達到礦化之目的。然好氧狀況下的生物降解，限於含氯量在5個以下且至少要有2個相鄰的碳原子並無取代基的多氯聯苯同類物。聯苯上的氯取代基數目增加時，不但毒性增加更會阻礙好氧性生物降解作用，因此若要排除含氯量較高的多氯聯苯同類物，唯有先在厭氧下經由微生物的還原性脫氯作用降低含氯數，使其毒性降低後才能再進行好氧性降解。還原性脫氯作用已知在厭氧下，微生物唯一可以降解高含氯數化合物的起使步驟。還原性脫氯作用包含二個電子傳遞的反應機制，有化合物上脫去的氯離子的位置，會被氫原子所取代。許多文獻報告以受多氯聯苯污染地區的底泥作為菌源，可將Aroclor 1242等複雜的化合物進行還原性脫氯作用，這證明了脫氯作用確實存在於自然界的厭氧底泥。
1990年Quensen等人利用Aroclor 1242污染的哈德遜河上游底泥內之混合菌株及含A-roclor 1260的銀湖底泥混合菌株研究發現，其對四類Aroclor(1242、1248、1254、1260)的脫氯能力不同，效果達15–85﹪，而主要是去除間位及對位的氯，另亦有研究發現多氯聯苯可脫鄰位氯原子。顯示受不同商品化多氯聯苯所污染的不同地點，其微生物族群具有不同的脫氯能力及脫氯型態，且脫氯作用後之主要產物為mono-和di-chlorobiphenyl，而脫氯作用最常發生之位置為間位和對位的氯原子(圖一)。Quensen等人也發現脫氯作用有其限制，最多只到七個氯取代基的多氯聯苯，若含氯數更高時便無法降解。還原性脫氯作用為厭氧下許多微生物族群之共同作用才能完成，因此在厭氧純菌的篩選上至今仍十分有限。許多研究提出厭氧生物分解氯酚及含氯芳香族化合物的效果受到環境中各種物理、化學因素的影響，如溫度、pH值、氧化還原電位等。且脫氯作用是需微生物族群之間的互助合作關係，因此厭氧期中的微生物相，也是影響脫氯作用的一大因素。
一般厭氧還原狀態可區分成五個部份：酸形成狀態、鐵還原狀態、脫氮狀態、硫酸還原狀態及甲烷生成狀態。而PCB的厭氧分解主要發生在甲烷生成期，但並非絕對，筆者初步研究發現與PCB的含氧數有關，一般低含氯數PCB(氯數為三或四)只在甲烷生成期降解特別快，在硫酸還原期、脫氮期及甲烷生成期降解明顯趨緩。過去已取高雄石化工業後勁地區河底底泥之菌源，經氯酚或氯苯化合物馴化後，進行有關硝基酚、2,4,6,-三氯酚、五氯酚和六氯苯在人工厭氧培養基、污染或土壤的生物厭氧降解研究。顯示加入馴化厭氧混合菌確實能提高脫氯效果，而培養溫度、植菌總量、pH值、總固體量、水含量、添加不同電子提供或接受者和不同還原狀態皆影響脫氯作用。目前擬以具穩定脫氯活性且可作轉移培養之厭氧混合菌，繼續探討添加此厭氧混合菌至人工培養基及癈水處理廠之厭氧消化污泥中探討對多氯聯苯之除去效果，比較不同處理對去除氯之最適條件及影響，以作為未來國內類似污染整治之參考。
2009-06-18 18:18:41 補充：
很抱歉沒辦法用成表格，因為做好複製到這時又會變不見～

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