模拟酸雨对聚氯乙烯农膜中增塑剂析出的影响

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1、模拟酸雨对聚氯乙烯农膜中增塑剂析出的影响徐刚1，2，李发生2，汪群慧1　　（1.哈尔滨工业大学环境科学与工程系，黑龙江哈尔滨150090；2.中国环境科学研究院，北京100012）　　摘要：选取某种聚氯乙烯（PVC）农膜进行测试，分析其中所含增塑剂种类以及在模拟酸雨浸泡下增塑剂的析出特性。结果表明，该农膜中添加的增塑剂为邻苯二甲酸-2-乙基己基酯(DEHP)，在模拟酸雨浸泡下PVC膜中析出的物质主要为DEHP。当溶液pH值为6.5和5.6弱酸性时，PVC膜析出的DEHP量相对最大，在30d内分别减少了2.66%和2.38%。而

2、当pH值为7.0和2.5时，PVC膜析出的DEHP量中等（30d分别为1.46%和1.52%），当溶液pH值为3.0和4.0时，PVC膜中DEHP的含量水平在30d内只降低了1.33%和1.22%。研究发现，在pH值为5.6和6.5弱酸性酸雨模拟液中，DEHP易于在溶液中分散和降解，并可使PVC膜表面产生一定程度的龟裂，利于PVC膜中DEHP析出。　　关键词：PVC农膜；增塑剂；DEHP；析出特性　　中图分类号：X517文献标识码：A文章编号：1672-2043(2006)06-1625-06　　增塑剂是用来增强聚氯乙烯（PV

3、C）等塑料的可塑性和提高塑料强度的添加剂。目前最常使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类（PAEs）化合物。主要以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸-2-乙基己基酯(DEHP)为主。全球每年酞酸酯类物质消费量可达2.0×107t，其中约95%用作增塑剂[1]。PAEs在生产和使用时可进入环境中，对大气、土壤、水体和生物体造成污染，已成为地球上最为广泛的环境污染物之一[2]。已有研究证实大白鼠和小白鼠通过食物链长期吸收DEHP可引发肝癌，这一结论引起了广泛关注。美国环保署和我国环保总局已分别把其中的6种和3种PAEs类物质列为优先

4、监控污染物。围绕PAEs生物毒性及其在环境中的迁移、转化等方面已进行了较深入的研究[3]。　　随着工业的发展，硫、氮氧化物释放量越来越大，酸雨的污染面积在不断扩大，并在世界各地造成一定的危害[4]。我国是酸雨污染较重的国家，酸性降水的频率和酸度均比较高。我国酸雨的产生主要是由于大量燃煤释放SO42-而引发的，因此以硫酸型为主，是影响我国降水酸度的主导离子[5]。农用PVC薄膜长期受雨水浸淋后，可使膜内添加的酞酸酯类增塑剂进入土壤，对周围水体产生污染。一般施用过农膜的地块，酞酸酯浓度可达mg·kg-1级。而当水体中酞酸酯浓度为几

5、个mg·L-1时，即可严重抑制低等水生生物的生长。虽然酞酸酯的生物降解性能大大优于聚氯乙烯塑料，但由于在成品中二者已相容为一体，除暴露于体表部分外，其余仍难以受到微生物的作用引起降解。所以，聚氯乙烯塑料废物在环境中将会产生持续的化学污染问题[6]。　　近年来，我国学者对PAEs的分析测定及环境行为进行了大量的研究工作，研究表明我国部分地区PAEs污染已经非常严重，对环境生态系统的影响不容忽视。但是，在雨水（包括酸性降水）浸淋下，农用PVC薄膜中酞酸酯类物质的响应研究在国内外还未见报道。本文通过实验室模拟酸雨对PVC膜进行浸泡，

6、研究膜中酞酸酯类物质的析出情况，能够加深对PAEs环境污染来源及其迁移、转化等问题的了解，这对酞酸酯类污染物的控制及治理方法的建立也具有一定的积极意义。　　1·材料与方法　　1.1模拟酸雨配制　　我国的酸雨主要是由于大量燃煤释放SO42-造成的，因而以硫酸型为主，从化学组成比例看，我国酸雨中SO42-∶NO3-约为4∶1~15∶1。本研究模拟酸雨按照SO42-∶NO3-比为5∶1的比例配制。先配好硫酸和硝酸混合液，然后与蒸馏水调配出所需pH的模拟酸雨（由于主要研究H+、SO42-和NO3-离子的作用，其他离子如NH+，Ca2+

7、、C1-等暂忽略不计）[7]。调节模拟酸雨所需的酸度pH值分别为6.5、5.6、4.0、3.0、2.5以及pH值为7的蒸馏水处理。　　1.2PVC农膜中酞酸酯增塑剂析出试验　　选购我国常用的一种PVC农膜（产于吉林省某塑料厂），将农膜裁成1cm2左右的小块，并裁成不同形状。用蒸馏水冲洗后自然干燥称重后装入120mL的锥形瓶中（每瓶3块），每瓶加入60mL酸雨模拟液，对PVC膜进行酸雨浸润。把装有样品的锥形瓶放入空气浴振荡器中，并在25℃、150r·min-1下振荡。经过一定时间后，采样，分析测定浸润液中酞酸酯浓度、PVC膜质量

8、变化情况以及膜中酞酸酯减少水平。每个处理设置3次重复，同时在25℃情况下设置PVC膜对照组。　　1.3PVC膜中酞酸酯类物质的提取分析　　1.3.1农膜中酞酸酯提取　　分别称取一定量的PVC对照及处理膜，放入50mL的锥形瓶中。然后分别加入20mL的二氯甲烷、丙酮、甲醇或乙醚