m-二甲苯環境暴露

m-二甲苯又稱1,3-二甲苯、 間二甲苯,主要用作異構化的原料,可生產間苯二甲酸等重要其衍生物。m-二甲苯的暴露途徑主要有:吸入、食入、經皮吸收。

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環境水平及人體暴露

環境水平和人體暴露

沒有污染的空氣、水體和土壤中m-二甲苯濃度很低,常常低於儀器的檢測限。
空氣
偏遠地區大氣m-二甲苯的背景濃度1977年北大西洋是21ng/m3,印度洋平均為1.1ng/m3。太平洋上空m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度0.2~1.3μg/m3
芬蘭在1989—1990年間在市政垃圾填埋場產生的氣體中檢出了二甲苯的三種異構體,其中鄰二甲苯平均濃度為0.86mg/m3,敞口的垃圾填埋場釋放的三種二甲苯的濃度比上述要高30~50倍。據測定在美國8個固體廢棄物處理場m-二甲苯和/或o-二甲苯的背景濃度為2μg/m3,卸載區濃度為2600μg/m3,粉碎區為3700μg/m3,辦公室內為250μg/m3,垃圾消化器內為420μg/m3,新鮮堆肥內為520μg/m3,半熟品內為86μg/m3,近熟品內為55μg/m3,熟化堆肥內為6μg/m3。1998年測定美國紐約市的FreshKills垃圾填埋物內m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度達25.6mg/m3
汽車尾氣排放導致公路隧道內二甲苯濃度較背景值增高。比利時、美國和我國台灣地區三處隧道內m-二甲苯和/或p-二甲苯平均濃度在34~104.0μg/m3,高於背景值10倍以上。多個國家和地區測定的車內m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度變化在從低於3.9μg/m3到698μg/m3,通風良好時較低,其中郊區好於市內,但機車通勤者的暴露水平更高。
城市大氣中二甲苯濃度一般高於農村。美國不同年代的測定結果顯示:1982年報導m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度中值為農村及偏遠地區0.38μg/m3,市區和市郊12μg/m3,排放源區為7.4μg/m3。洛杉磯市中心區域1984年大氣m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度達47.1~192.3μg/m3。2002年美國39個城市m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度中值為20.0mg/m3
車間空氣二甲苯濃度與生產工藝密切相關。在江蘇常熟市2003年的一次檢測中,26家皮件廠車間m-二甲苯濃度合格率達98.3%,濃度最高的為59.8mg/m3。浙江嘉興對全市15家木製工藝廠進行工藝整改,整改前車間m-二甲苯濃度在0~61.67mg/m3,合格率97.6%;整改後為0~40.84mg/m3,全部達到國家標準。在一起消防水箱塗刷防鏽漆的急性中毒事件中,消防水箱檢修口二甲苯濃度達到了12231mg/m3
衛生狀況良好的住宅空氣二甲苯濃度低,如美國一般在4.3~42.8μg/m3。交通污染嚴重的地區室外濃度高,開窗導致額外的室內污染源,抽菸會增加室內空氣m-二甲苯濃度。室內二甲苯來源於溶劑、殺蟲劑、聚酯纖維、膠帶、黏合劑、牆紙、油漆、濕處理影印機、壓板製成品和地毯等。新建房屋內二甲苯濃度有時較高,報導的高值可達2700μg/m3。裝修後室內二甲苯濃度也急劇升高,一次調查顯示未裝修家庭室內m-二甲苯和/或p-二甲苯的濃度為2.6~5.9μg/m3,裝修後則是28.5~352.4μg/m3。青島的檢測發現裝修時間在6個月內的居室空氣二甲苯濃度在<0.10~5.55mg/m3,6個月到一年的在<0.10~0.93mg/m3,一年以上的都<0.10mg/m3。在室內濃度高時會出現“病態建築綜合徵”。
水體
因為容易揮發,除非在煉油廠附近,表層水二甲苯含量較低,總量通常<1mg/L,範圍在低於檢測限~2μg/L。2001年報導m-二甲苯從美國的2.12%地表水樣品和1.47%的地下水樣品中檢出,99%的樣品濃度低於4.0μg/L。洛杉磯石油管道泄漏地方的地下水中檢出二甲苯濃度達153g/L,在新澤西更高達3.68mg/L,有害物質填埋場滲出液中三種二甲苯濃度可達10~4400μg/L,生活垃圾填埋場為2.5~920μg/L。地下水中的m-二甲苯和/或p-二甲苯為0.10~3.18μg/L,地表水為0.07~0.10μg/L。
在世界各地的河口、海灘、海灣及近海水中都檢出過二甲苯。荷蘭與比利時交界處的Sheldt河口m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度為23.0ng/L。美國1999—2005年間的調查看到混合二甲苯在9189個樣品中有1252個檢出,範圍是0.05~75000μg/L;m-二甲苯在532個樣品中有76個檢出,範圍0.02~2.18μg/L;m-二甲苯和/或p-二甲苯在3147個樣品中有358個檢出,範圍是0.004~4300μg/L。世界各地近海m-二甲苯和/或p-二甲苯濃度為2.5~72ng/L。在美國的16個城市的526個降水樣品中檢出了二甲苯,濃度為0.2~15μg/L。
土壤和底泥
美國1999—2005年全國調查的528個土壤樣品中有90個檢出了混合二甲苯,濃度中值是0.038mg/kg,範圍0.001~190mg/kg;165個河湖底泥樣品中有14個檢出了二甲苯,中值0.087mg/kg,範圍0.001~41mg/kg。檢出m-二甲苯和/或p-二甲苯的底泥其含量為0.08~15μg/kg。在南加利福尼亞州受污染水域的底泥中二甲苯濃度達5300g/kg。
其他介質
極低焦油含量的香菸煙霧攜帶的m-二甲苯變化在<0.01~20μg/支。
上千件家庭用品含有二甲苯,平均體積百分數濃度為9%,其中氣霧劑和油漆、清漆、蟲漆、除銹劑等是二甲苯含量高的物品。
食品中也可檢出二甲苯。美國的調查發現234件餐桌易見的食品中有64件檢出了m-二甲苯和/或p-二甲苯,平均含量為274ng/(g26.6~488ng/g)。雞蛋含m-二甲苯3.0~8.0ng/g,牛排、香腸、燻肉、炸雞、烤鴨、蔬菜、水果、乾果等都可檢出m-二甲苯。甲殼類食品含二甲苯較高,如螃蟹腿肉、身體、殼肉含m-二甲苯分別為53.8ng/g、40.1ng/g、329.4ng/g。

暴露途徑

m-二甲苯的暴露途徑主要有:吸入、食入、經皮吸收。
塗改液含有二甲苯,可能通過呼吸或皮膚接觸進入人體,長期的使用可以對肝臟、腎臟等造成長期的慢性的危害,甚至少數的孩子還會引起白血病等疾病。在職業性接觸中,二甲苯主要經呼吸道進入身體,占吸收總量的60%~70%,肺部吸收對二甲苯的三種異構體沒有差異。二甲苯溶液可經完整皮膚吸收,平均吸收率為2.25g/(cm3·min)[範圍0.7~4.3g/(cm3·min)],二甲苯蒸氣也可經皮膚少量吸收,但其吸收量與對液體的吸收量相比微不足道。

毒性閾值(混合二甲苯)

急性毒性
毒性:屬低毒類。
LD50:5000mg/kg(大鼠經口);1.8mL/kg(小鼠經眼);14100mg/kg(兔經皮)。
LC50:27.4~29g/m3(大鼠吸入)。
致死劑量:0.1mL/kg(人靜脈注射)。刺激性:家兔經皮開放性刺激實驗:10mg(24h),重度刺激。生殖毒性:大鼠吸入最低中毒濃度(TDL0):3000mg/m3,24h(孕7~4d用藥),對胚泡植入前的死亡率、胎鼠肌肉骨骼形態有影響,有胚胎毒性。
接觸限值
中國MAC:100mg/m3;前蘇聯MAC:50mg/m3;美國TWA:OSHA100mg/kg,434mg/m3;ACGIH100mg/kg,434mg/m3;美國STEL:ACGIH150mg/kg,651mg/m3
美國推薦的混合二甲苯最低風險水平(MRL,minimal risk level)為:短期(≤14d)呼吸吸入2×10-6,中期(15d~1a)0.6×10-6,長期(>1a):0.05×10-6;短期(≤14d)消化道攝入1mg/(kg·d),中期(15d~1a)1mg/(kg·d),長期(>1a):0.6mg/(kg·d)。

生物效應

在動物和人體內的代謝動力學比較

吸收/分布/排泄
二甲苯是親脂性物質,通過各種途徑暴露進入人體的二甲苯可被迅速吸收。絕大部分對二甲苯代謝生成對甲基馬尿酸,可在18h內幾乎全部排出體外。未被代謝的二甲苯在人和動物體內這部分比例為3%~6%,一般在接觸後的3h內(半衰期為0.5~1h)全部被呼出體外。吸收的二甲苯可迅速分布到全身各處,在體內分布以脂肪組織和腎上腺中最多,後依次為骨髓、腦、血液、腎和肝。
代謝及其產物
體內二甲苯在肝臟內氧化為水溶性的甲基馬尿酸,由於甲基馬尿酸並不天然存在於尿中,它幾乎全部是進入體內的二甲苯代謝物,因而尿中甲基馬尿酸可作為接觸工人的生物監測指標。
與藥物的互動作用
二甲苯對正己烷所致睪丸損傷有保護作用。甲苯、丁酮、乙苯等可使二甲苯的代謝速度下降、代謝產物排泄時間延長,導致體內二甲苯濃度增高,這種代謝抑制作用可能會大大增加二甲苯的毒性。

體內和體外效應

實驗動物口服劑量≥700mg/(kg·d)或吸入濃度≥700×10-6的二甲苯時出現體重增加速率降低。動物接觸濃度2.3~114mg/kg的二甲苯時皮膚出現焦痂、表皮增厚等症狀。向兔子的眼中滴入23mg/kg二甲苯引起輕度到中度刺激作用。
實驗動物口服劑量≥750mg/(kg·d)或吸入濃度≥300×10-6的二甲苯時出現肝臟重量增加、血清酶活性升高、P450升高等現象,但未見肝臟病理改變。大鼠持續吸入濃度217~8680mg/m3引起腎臟血清酶活性升高、P450升高、腎臟重與身體重的比例升高等現象;攝入水平≥750mg/(kg·d)也引起腎病發病率升高。也有實驗看到即使混合二甲苯的吸入劑量高達3515mg/m3,或者連續13周、每周5d口服劑量達1000mg/(kg·d),大鼠也不會出現腎臟反應。
口服2060mg/(kg·d)混合二甲苯導致大鼠初生幼仔弱小。但是在交配前或妊娠、哺乳期吸入500×10-6對大鼠生殖系統沒有影響,大鼠口服800mg(/kg·d)及小鼠口服1000mg/(kg·d)混合二甲苯都沒有導致生殖器官的病理改變。二甲苯單獨作用於體外培養的大鼠胚胎時,均有胚胎毒性作用,並表現出劑量—反應關係。

人體效應

各種途徑暴露進入人體的二甲苯的主要效應是神經系統毒性,呼吸吸入量多時對呼吸道有毒害作用,消化道攝入量高時產生肝臟、腎臟和體重效應。普通人群接觸背景濃度的二甲苯沒有發現毒害作用。二甲苯的三種異構體在生物毒性方面沒有明顯差異。
急性吸入低濃度(217mg/m3)的二甲苯就會對眼睛、皮膚、黏膜產生刺激作用,損害呼吸系統,並產生輕微的中樞神經毒性,表現出頭疼、眼花等症狀。除神經系統和呼吸系統外,有時還會引起胃腸不適等症狀。眼睛接觸二甲苯的蒸氣或液體會出現畏光、結膜發紅、部分角膜和角膜上皮細胞脫落等刺激作用。接觸二甲苯蒸氣的工人出現噁心、嘔吐等反應。長期接觸60.8mg/m3的二甲苯,就會出現較強的眼睛和喉嚨刺激作用,明顯的神經毒性(如焦慮、健忘、注意力不集中、自我陶醉等),但未見人體腎臟血清生化改變。
急性暴露的濃度較高時(434~1736mg/m3),可能出現更強的神經系統傷害,表現為反應遲鈍、身體平衡失調。急性中毒時可能因呼吸衰竭而表現出震顫、意識不清、昏迷等神經系統損害,往往會導致死亡。
在亞致死劑量下,二甲苯對人體的損傷包括:
對肝臟的影響:急性暴露於3038~43400mg/m3的混合二甲苯下出現血清轉氨酶升高,肝細胞空泡變性;但在長期暴露於60.8mg/m3的二甲苯的工人中沒有上述現象。
對皮膚的影響:出現皮膚乾燥、瘙癢、結痂等症狀。有報導工人接觸434mg/m3濃度的二甲苯幾個月後出現了風疹。
對生殖和發育的影響:有報導稱長期接觸二甲苯的工人精液質量下降,液化時間異常,精子活率、活力降低;女性月經異常、自然流產、妊娠高血壓綜合徵、妊娠合併貧血發病率明顯增高,但由於在接觸二甲苯的同時也接觸其他有毒化學品,因此不能判斷二甲苯的貢獻。動物研究發現對胎兒發育有影響的濃度已經導致了親體毒害,骨化異常是原因之一。
致癌性:已有的流行病學研究沒有得到肯定的結論,傾向於認為二甲苯不是人體致癌物。
孕婦、胎兒和年幼兒童受二甲苯暴露的危害更大。臨床或亞臨床癲癇病患者會加重神經毒性,臨床或亞臨床腎臟、肝臟和心臟病患者危險較大,有肺部疾病如哮喘病患者吸入大量二甲苯時更易發生危險。

人體防護

( 1) 呼吸系統防護:空氣中濃度較高時, 佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。 緊急事態搶救或撤離時, 建議佩戴空氣呼吸器。
( 2) 眼睛防護: 戴化學安全防護眼鏡。
( 3) 身體防護: 穿防毒物滲透工作服。
( 4) 手防護: 戴橡膠手套。
( 5) 其他防護: 工作現場禁止吸菸、 進食和飲水。 工作完畢, 淋浴更衣。 注意個人清潔衛生。

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