聚溴聯苯

聚溴聯苯(PBB)也稱為多溴聯苯,是联苯多鹵素衍生物的總稱。其結構類似多氯聯苯。聚溴聯苯屬於溴化阻燃劑,由於其阻燃特性,廣泛用在電子器材的塑膠中。但因為其潛在的免疫毒性、對中樞神經系統及內分泌系統的影響,欧洲联盟危害性物質限制指令(RoHS)有管制此物質在電子及電機器材中的使用,最大允許含量是1000ppm(0.1%)[1]

聚溴聯苯的結構

特性编辑

聚溴聯苯多半是無色或白色的固體,會在攝氏72度軟化,在300度以上會分解。其蒸氣壓低,在甲苯中的溶解度高,不溶於水。在紫外線下會分解。

應用编辑

聚溴聯苯屬於阻燃劑中的溴化阻燃劑。在家中電器紡織品塑膠膜、筆記型電腦機殼的塑膠中會加入聚溴聯苯,使其不容易燃燒。

健康危害编辑

目前已知,老鼠暴露在共平面的立体异构物 3,3',4,4',5,5'-聚溴聯苯中,可能會有免疫毒性,且會造成中樞神經系統的疾病(不過若是不共平面的立体异构物,無此情形),就算劑量少到只有2.5 mg/kg,也觀察到有較多新生老鼠死亡的情形(其LD50是5–10 mg/kg)[2]。此毒性機構是因為芳香烃受体活化,造成了細胞的氧化應力[2]

早期有關聚溴聯苯的研究,是有關美國密歇根州食用被聚溴聯苯污染食物的居民[3]。有一個研究,是針對327名居住在密歇根州的女孩,這些女孩在母親子宮內就暴露在至少7 ppb的聚溴聯苯,其初經對照組要來的早[4]。暴露在聚溴聯苯中的密歇根州酪農,有顯著的免疫系統異常,包括在體內循環血液淋巴細胞數量減少,沒有可偵測表面標誌物的淋巴細胞增加,對特定測試抗原的機能反應減弱[5]。有些居民有反應有恶心腹痛食欲不振关节痛嗜睡的症狀,不過還無法確定聚溴聯苯就是造成這些問題的原因。製造聚溴聯苯,因而接觸該物質的工人常會罹患甲狀腺機能低下症[6],不過在最後一次暴露在聚溴聯苯之後幾年,這些工人的記憶表現沒有惡化,也找不到聚溴聯苯濃度和其表現的相關性[7]

有比較強烈的證據支持聚溴聯苯可能會引起皮膚疾病,例如攝取被污染的食物會引起痤疮。有些呼吸或是皮膚接觸聚溴聯苯的工人也長了痤疮。

有些研究是針對暴露在聚溴聯苯中的動物,可能是高濃度的短期暴露,也有些是濃度較低,時間較長的暴露,動物會有體重下降皮膚病神经系统免疫系统的問題,也會造成肝臟甲状腺的疾病。

致癌的可能性编辑

目前還不確定聚溴聯苯是否會造成人類的癌症,不過已經觀察到若小家鼠暴露在非常高劑量的聚溴聯苯中,會導致癌症。根據這類動物試驗的結果,美国卫生及公共服务部已確定可以合理預期聚溴聯苯是致癌物質国际癌症研究机构也認為對人類而言,聚溴聯苯可能是致癌物質。

密西根州聚溴聯苯污染事件编辑

 
2,2',4,4',5,5'-六溴聯苯的結構

在1970年代之前,聚溴聯苯是常用的塑膠阻燃劑。位在聖路易市英语St. Louis, Michigan的密西根化學公司(由Velsicol Chemical Corporation英语Velsicol Chemical Corporation所有)是聚溴聯苯系阻燃劑FireMaster系列主要製造商。FireMaster BP-6(黃棕色粉末)是由許多聚溴聯苯同類物混合而成,其中主要的是2,2',4,4',5,5'-六溴聯苯及2,2',3,4,4',5,5'-七溴聯苯(質量佔60-80%及12-25%)[8][9]。FireMaster FF-1(白色粉末)是FireMaster BP-6加上2%的矽酸鈣以避免結塊[9]。FireMaster產品中也包含了氯溴聯苯、多溴化萘,以及不完全溴化的低溴化合物[10]

1973年時,數千磅的FireMaster BP-6不慎混入牲畜的飼料中,分發到密西根州的各農場[11]有1500隻、30000隻家牛、5900隻及1470隻綿羊吃了這種被聚溴聯苯污染的飼料,屍體就掩埋在密西根州各地的垃圾掩埋場中[12]。密西根州社區健康局在1976年開始進行聚溴聯苯的登記,要整理及分析暴露在聚溴聯苯居民的情形。資料目前在埃默里大學罗琳斯公共卫生学院,由流行病學家Michele Marcus維護[13]

密西根農夫雜誌的工作人員Richard Lehnert及Bonnie Pollard發布了污染的新聞。雜誌持續報導此議題,一直到對此污染意外有關,負責飼料分配的農場合作社破產為止。[14]。1981年Jeff Jackson拍攝的紀錄片《Cattlegate》,以及1981年由朗·侯活主演的電影《Bitter Harvest英语Bitter Harvest (1981 film)》,以及Joyce Egginton的書《The Poisoning of Michigan》都描述此一污染事件。1978年Lou Grant英语Lou Grant (TV series)中有一集描述一個類似但虛構的事件[11],有研究針對受到聚溴聯苯影響的4545人進行研究。其中包括三個暴露在聚溴聯苯污染的群體:所以生活在隔離農場上的人、從這些農場獲得食物的人、參造聚溴聯苯製造的工人(及其家庭),另外也包括725個受到低劑量聚溴聯苯暴露的人。

所有人都問到和聚溴聯苯可能有關的17個疾病及症狀。也有抽血(外周血),利用气相色谱法分析聚溴聯苯。農場居民的平均的血浆PBB濃度為26.9ppb(重量比例),工人的濃度是43.0 ppb,低暴露群體的濃度是3.4 ppb。血浆PBB濃度和症狀之間沒有關聯性。

為了評估這些人的週邊淋巴细胞機能,T细胞B细胞數量,以及對三种非特异性丝裂原體外反應的情形,研究了34個PBB濃度較高(平均值:787 ppb)的人,以及56個PBB濃度較低(平均值:2.8 ppb)的人。其中沒有發現其淋巴機能有統計上的顯著差異。

不過研究仍在進行中,而且在食用有污染農產品者的孫子女輩身上,仍發現有不好的生殖系统影响[15][16]

禁令及限用编辑

由於聚溴聯苯對環境潛在的危害,危害性物質限制指令(RoHS)已將此物質列為管制物筫之一,在2003年2月已強制實施。聚溴聯苯在RoHS中的分類是「限用物質」(restricted substance)。其他國家也有類似限用的政策,中國在2007年3月1日也限用聚溴聯苯,大韓民國則是在2007年7月1日限用。

測試塑膠中的聚溴聯苯编辑

長期以來,測試塑膠中的聚溴聯苯是麻煩的事。測試需要的時間、準確性不足,測試需要的成本以及專業 水準都使得品質管理/品質驗證部門不能在生產塑膠設備時就進行篩檢,確認聚溴聯苯的含量。

不過最近因為新分析儀器IA-Mas英语IA-Mass的問題,已經可以在生產塑膠設備時就進行篩檢串。透過5分鐘的檢測循環及20分鐘的量化循環,可以在產品到達組裝線時同步檢查塑膠製品。

參考資料编辑

  1. ^ EU RoHS 新增禁用四項可塑劑. SGS. 2015-06-05 [2019-06-01]. (原始内容存档于2019-06-01) (中文). 
  2. ^ 2.0 2.1 Curran CP, Miller KA, Dalton TP, Vorhees CV, Miller ML, Shertzer HG, Nebert DW. Genetic Differences in Lethality of Newborn Mice Treated In Utero with Coplanar versus Non-Coplanar Hexabromobiphenyl. Toxicological Sciences. 2006, 89 (2): 454–464. PMID 16291824. doi:10.1093/toxsci/kfj048. 
  3. ^ Reich M R. Environmental politics and science: the case of PBB contamination in Michigan. Am. J. Public Health. 1983, 73 (3): 302–313. PMC 1650578 . PMID 6297323. doi:10.2105/AJPH.73.3.302. 
  4. ^ Blanck HM, Marcus M, Tolbert PE, Rubin C, Henderson AK, Hertzberg VS, Zhang RH, Cameron L. Age at menarche and tanner stage in girls exposed in utero and postnatally to polybrominated biphenyl. Epidemiology. November 2000, 11 (6): 641–647. PMID 11055623. doi:10.1097/00001648-200011000-00005. 
  5. ^ Bekesi JG, Holland JF, Anderson HA, Fischbein AS, Rom W, Wolff MS, Selikoff IJ. Lymphocyte function of Michigan dairy farmers exposed to polybrominated biphenyls. Science. 1978, 199 (4334): 1207–1209. PMID 204005. doi:10.1126/science.204005. 
  6. ^ Bahn AK, Mills JL, Snyder PJ, Gann PH, Houten L, Bialik O, Hollmann L, Utiger RD. Hypothyroidism in workers exposed to polybrominated biphenyls. N. Engl. J. Med. 1980-01-03, 302 (1): 31–33. PMID 6243165. doi:10.1056/NEJM198001033020105. 
  7. ^ GG Brown; RC Preisman; MD Anderson; RK Nixon; JL Isbister & HA Price. Memory performance of chemical workers exposed to polybrominated biphenyls. Science. 1981, 212 (4501): 1413–1415. PMID 6262920. doi:10.1126/science.6262920. 
  8. ^ Safe S, Kohli J, Crawford A. FireMaster BP-6: Fractionation, Metabolic and Enzyme Induction Studies. Environmental Health Perspectives. April 1978, 23: 147–152. JSTOR 3428754. PMC 1637472 . PMID 209968. doi:10.2307/3428754. 
  9. ^ 9.0 9.1 US ATSDR (2004)
  10. ^ Environmental Health Criteria 152: Polybrominated biphenyls: IPCS International Programme on Chemical Safety. United Nations Environment Programme. International Labour Organisation. World Health Organization: Geneva. 1994 [2008-02-08]. (原始内容存档于2008-02-24). 
  11. ^ 11.0 11.1 Carter, Luther J. Michigan's PBB incident: Chemical Mix-Up Leads to Disaster. Science. 1976-04-16, 192 (4236): 240–243. PMID 17831151. doi:10.1126/science.192.4236.240. 
  12. ^ Susan Dykstra. PBB Contamination of Cattle Feed in Michigan, 1973 (PDF). Department of Earth Resources and Science, University of Michigan-Flint. 2010 [2012-01-25]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-09). 
  13. ^ Uncertain Inheritance: Epigenetics and the Poisoning of Michigan. Undark. [12 June 2018]. (原始内容存档于2019-06-17). 
  14. ^ David Weinstock, Michigan Farmer managing editor, 1988-1991
  15. ^ Rebecca Williams. 40 years after toxic mix-up, researchers continue to study Michiganders poisoned by PBB. Michigan Public Media, The Regents of the University of Michigan. 2014 [2014-11-13]. (原始内容存档于2014-11-14). 
  16. ^ Metrecia L. Terrella; Kathleen P. Hartnetta; Hyeyeun Limb; Julie Wirthc & Michele Marcu. Maternal exposure to brominated flame retardants and infant Apgar scores. Chemosphere. January 2015, 118: 178–186. PMC 4249940 . PMID 25203650. doi:10.1016/j.chemosphere.2014.08.007. 

外部連結编辑