1.苯系物苯系物是指苯環上的氫被烴基取代后衍生的一類化合物,苯系物的化學通式CnH2n-6(n≥6)的環烴,具有芳香氣味,苯系物多為煤焦油分餾或經石油裂解的產物。作為溶劑和化工原料應用最廣的為苯、甲苯、二甲苯。
苯(benzene),化學式C6H6,在常溫下為無色、有甜味的透明液體苯系物,分子量為78.11,比重0.879(20℃),沸點80.1℃,極易揮發。微溶于水,與乙醇、三氯甲烷、乙醚、二硫化碳、四氯化碳等有機溶劑互溶,易溶于油和脂肪。甲苯(toluene)和二甲苯(xylene)均為無色透明易揮發性溶劑。甲苯分子式為C6H5(CH3),分子量92.1,比重0.86(25℃),沸點110.7℃,是最簡單、最重要的芳烴化合物之一。二甲苯分子式為C6H4(CH3)2,分子量106.2氧氣報警器,比重0.86~0.88,沸點138.3~144.4℃。二甲苯有鄰、間、對三種異構體,理化性質相似。
苯系物的測定可在一定程度上反映原水、生活用水、廢水與工業生產用水的水質污染狀況。水體中本身不存在苯系物,化工生產的廢水和廢氣中苯系物進入環境,是水體苯系物污染的重要來源。中國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)和《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)均規定了苯系物濃度限值,其中,集中式生活飲用水地表水源地的標準限值:苯為0.01mg/L,甲苯為0.7mg/L,二甲苯為0.5 mg/L。
2.取代苯取代苯是指苯環上的氫被其他基團取代后生成的化合物,常見取代基有:-R(烷基),-X(F,Cl,Br,I)乙炔檢測儀,-NO2,-NO等。這里主要介紹氯代苯和硝基苯。
(1)氯代苯:苯環上的氫被氯原子取代后生成的化合物稱為氯代苯(chlorlbenzene)。氯代苯通式為C6HnCl6-n(n=0~5),共有12種不同取代方式的化合物。它們的熔點、沸點隨分子中氯原子數目的增加而升高,在水中的溶解度很小,但能溶于大部分有機溶劑,部分氯代苯化合物還可以直接作為溶劑使用。氯代苯大都具有特殊氣味,一般都難燃或不燃。
氯代苯及其衍生物是化工、醫藥、制革、電子等行業廣泛應用的化工原料。隨著氯代苯的大量生產和使用苯系物,其已存在于地表水、地下水以及海洋中。《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》中確定氯苯、鄰二氯苯、對二氯苯及六氯苯等4種氯代苯類化合物為水中優先控制的持久性有機污染物(persistent organic pollutants, POPS)。隨著大量氯代苯通過各種途徑進入到環境中,人們逐漸認識到這類化合物對生態環境和人體健康的危害。氯代苯類化合物具有強烈的致癌、致畸、致突變作用,以高毒性、持久性和生物蓄積性成為人們關注的焦點。中國《地表水環境質量標準》(GB3838 2002)和《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中規定的氯代苯限值見表7-1。
表7-1 水質標準中氯代苯類化合物的濃度限值
(2)硝基苯:苯環上的氫被硝基取代后生成的化合物稱為硝基苯(nitrobenzene)。硝基苯類化合物廣泛用于醫藥、農藥、炸藥、染料、造紙、紡織等工業領域,其結構穩定,種類多且復雜,難以降解。石肖基苯類化合物是高毒性的物質,會致使人體抽搐、腹瀉、頭痛、氣促及肢體發冷、神經系統癥狀,嚴重時會致突或致癌。氯代硝基苯是一種能導致突變、引發癌癥、導致畸形的化學物質苯系物,在印染、農藥等行業作為中間體,在生產過程中往往因轉化不徹底而殘留,隨廢物排放水中,從而造成對地表水和地下水的污染。中國《地表水環境質量標準》集中式生活飲用水地表水源地特定項目中,規定了幾種硝基苯類物質的限值:硝基苯0.017mg/L,二硝基苯(對-二硝基苯、間-硝基氯苯、鄰-硝基氯苯)0.5 mg/L,2,4-二硝基甲苯0.0003mg/L,2,4,6-三硝基甲苯0.5 mg/L,硝基氯苯0. 05mg/L, 2,4-二硝基氯苯0.5 mg/L。
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