環(huán)境激素與纖維強(qiáng)化塑料（FRP）廢棄物處理
摘要：介紹了環(huán)境激素及環(huán)境激素對(duì)人類(lèi)的危害；并探討了FRP中的環(huán)境激素對(duì)環(huán)境的污染及處理FRP廢棄物的方法。
關(guān)鍵詞：環(huán)境激素；纖維強(qiáng)化塑料；內(nèi)分泌系統(tǒng)；控制排放
一、環(huán)境激素及對(duì)生物的影響
所謂環(huán)境激素是指由于人類(lèi)活動(dòng)而釋放到生態(tài)環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，稱(chēng)為“外因性?xún)?nèi)分泌干擾物質(zhì)”，是指影響和攪亂生物內(nèi)分泌系統(tǒng)，對(duì)免疫、生殖、神經(jīng)系統(tǒng)造成極壞影響的有害化學(xué)物質(zhì)的總稱(chēng)。
1962年，美國(guó)海洋生物學(xué)家Rachel. Carson女士在著名的環(huán)保書(shū)籍《寂靜的春天》中尖銳指出DDT和六六六有嚴(yán)重污染水體、殺死害蟲(chóng)天敵以及自然界大量生物的惡果。不久又有報(bào)告指出：由于大量使用DDT，食用被DDT污染食物后鷲所產(chǎn)的卵，其卵殼非常薄、易破，而孵化率低下，造成鷲數(shù)目下降。像這樣的報(bào)告還有幾例，見(jiàn)下表。
環(huán)境激素對(duì)野生生物的影響表 |
發(fā)生異常現(xiàn)象是多方面的，有時(shí)是雌化，有時(shí)是雄化，有時(shí)是對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響，有時(shí)是對(duì)免疫系統(tǒng)的影響，但總的機(jī)制是攪亂內(nèi)分泌系統(tǒng)。
目前對(duì)環(huán)境激素的研究正在深入，有的成員研究已得到論證，有的成因還在科學(xué) 假說(shuō)階段，其機(jī)制非常復(fù)雜。
1、廣義的激素，不是醫(yī)學(xué)上所定義的激素，指凡是能向生物體發(fā)出傳輸分泌信號(hào)的物質(zhì)。
2、激素的干擾有各種 模式，最簡(jiǎn)單的模式見(jiàn)圖1。
 圖1 環(huán)境激素的作用機(jī)理 |
激素有選擇的與插口相接，是打開(kāi)細(xì)胞合成蛋白質(zhì)相關(guān)物質(zhì)的鑰匙，來(lái)維持生物系統(tǒng)。如果這個(gè)插口與外來(lái)的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，有時(shí)也能打開(kāi)開(kāi)關(guān)，命令細(xì)胞合成，或者與本身的激素結(jié)合形成集團(tuán)，有阻礙合成的作用。另外，化學(xué)激素/插口與激素/插口連接體結(jié)構(gòu)相似，易產(chǎn)生混淆，影響到遺傳基因傳達(dá)遺傳密碼；蛘咄ㄟ^(guò)改變激素的代謝酶的增加與減少使體內(nèi)的激素濃度產(chǎn)生變化及其他各種的干擾。
3、激素對(duì)人類(lèi)的影響。大多數(shù)的激素能促成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，起到控制全局的作用。
例如，精子形成需要男性激素，女性的生殖器發(fā)育機(jī)能維護(hù)需要女性激素，它們?cè)诟髯缘牟G丸或卵巢中產(chǎn)生，是由腦下垂體里產(chǎn)生的卵胞刺激素FSH所控制的。這個(gè)FSH又是被丘腦下部產(chǎn)生的促進(jìn)腺激素放出激素（GnRH）所控制的。因?yàn)樗悄X中樞系統(tǒng)的上部構(gòu)造，他的信號(hào)產(chǎn)生不僅影響到生殖系統(tǒng)，與免疫系統(tǒng)也密切相關(guān)。
環(huán)境激素也能產(chǎn)生以上的影響，造成的結(jié)果是多樣而復(fù)雜的。環(huán)境激素引起社會(huì)關(guān)注的原因之一，是它將會(huì)給人類(lèi)造成嚴(yán)重的危害，男性生殖能力低下就是一個(gè)重要方面。
1991年，丹麥科學(xué)家Carlson的調(diào)查報(bào)告指出在1940～1990年的50年間人類(lèi)生殖能力不斷下降，精子數(shù)（濃度）下降了一半。由1.13億個(gè)/ml下降到6600萬(wàn)個(gè)/ml，同時(shí)精液量減少了25%，引起了醫(yī)學(xué)界的極大震動(dòng)。隨后，法國(guó)、美國(guó)、日本都提出類(lèi)似的報(bào)告。
我國(guó)男性生殖能力下降明顯，國(guó)家計(jì)劃生育委員會(huì)的一項(xiàng)調(diào)查表明，1981～1996年間，北京、上海、天津等地萬(wàn)余名健康男性的精液量、精子數(shù)目、精子活動(dòng)率三項(xiàng)指標(biāo)分別下降了10%、18.6%/10.4%。到21世紀(jì)初，將有數(shù)目眾多的男性喪失生育功能。環(huán)境激素對(duì)人的影響，如圖2所示。
 圖2 環(huán)境激素對(duì)人的影響 |
二、FRP與激素
FRP（Fiber Reinforced Plastics）即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚脂、環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂基體，俗稱(chēng)玻璃鋼。FRP有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕、成型簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建材、交通、化工、礦山、軍工、體育等行業(yè)，2000年總產(chǎn)量已達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸以上。在生產(chǎn)過(guò)程中，F(xiàn)RP的原料氣體污染空氣，F(xiàn)RP儲(chǔ)水箱、FRP的自來(lái)水管道污染水質(zhì)等；FRP的廢棄物，也是主要的環(huán)境污染源。一般情況下，F(xiàn)RP的壽命為10～20年，生產(chǎn)時(shí)的邊角廢棄物是產(chǎn)量的5%左右。據(jù)保守估計(jì)，40多年來(lái)，我國(guó)的廢棄FRP已達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸，而且還在以每年十幾萬(wàn)噸的速度增長(zhǎng)。FRP基體-不飽和聚脂樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂的合成單體如苯乙烯、雙酚A、酚類(lèi)和醛類(lèi)，與添加劑如鄰苯酸脂類(lèi)都是環(huán)境激素。
目前，我國(guó)大量廢棄的FRP幾乎沒(méi)有進(jìn)行加工處理再生，大多數(shù)是掩埋，少數(shù)在自然環(huán)境中燃燒處理。掩埋有占用大量土地及污染地下水的缺點(diǎn)，燃燒有產(chǎn)生煙及惡臭，甚至二惡英的缺點(diǎn)。
FRP化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不能生物分解，具有很高的環(huán)境滯留性。無(wú)論存在于空氣、水，還是土壤中，都能強(qiáng)烈地吸附于顆粒上，借助于水生、陸生食物鏈不斷富集，也可以通過(guò)河流、雨、雪、生物將污染大面積擴(kuò)散。
環(huán)境激素具有高親脂性和脂溶性，容易通過(guò)食物鏈富集于動(dòng)物和人的脂肪和乳汁中，一旦進(jìn)入動(dòng)物體和人體又較難排出，將對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生巨大危害。
三、處理FRP的方法
1、作為水泥原料
把FRP廢棄物粉碎，混入水泥轉(zhuǎn)窯內(nèi)，作為燃料燃燒。這種方法的特點(diǎn)是：（1）能把FRP廢棄物全部處理完畢；（2）FRP一部分轉(zhuǎn)化為能源，可以減少部分燃料，也就減少了二氧化碳的產(chǎn)生；（3）因窯內(nèi)溫度高，產(chǎn)生的有害氣體極少，沒(méi)有惡臭。
2、作為高爐煉鐵還原劑使用
把FRP廢棄物粉碎為粒徑1～10mm的粉末，吹入高爐，使FRP中的碳與氫反應(yīng)生成一氧化碳，把氧化鐵粉還原為鐵。
3、物理回收
將FRP粉碎成粒度不同的粉末，作為填料使用。利用這種方法，生產(chǎn)成本最低，處理方法簡(jiǎn)單。但在制造微粉時(shí)，粉碎成本相對(duì)較高，添加了這種填料的制品，強(qiáng)度有一定下降。
4、化學(xué)回收法
FRP的化學(xué)回收方法有酸解、水解和裂解，其相同的機(jī)理是把三向網(wǎng)絡(luò)分子鏈斷裂，生成小分子產(chǎn)物，然后再加以利用。
四、小結(jié)
環(huán)境激素是繼臭氧層破壞、溫室效應(yīng)之后又一世界性重大環(huán)境問(wèn)題，人類(lèi)必須采取有效措施，嚴(yán)格控制環(huán)境激素的排放量，杜絕環(huán)境激素產(chǎn)生的源頭。
對(duì)于防治FRP的污染，要抓住以下幾個(gè)方面：
1、制定有關(guān)政策與法規(guī)，建立廢棄FRP收集、加工處理的體系，協(xié)調(diào)生產(chǎn)廠、原料廠、使用者對(duì)廢棄物的收集處理。
2、減少FRP的使用量。在使用FRP同時(shí)要認(rèn)真論證、合理地使用，盡可能推廣易回收利用的材料；采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及工藝，最大限度地減少FRP的邊角料。
3、開(kāi)發(fā)新的、低成本的處理廢棄FRP的方法，把環(huán)境激素的污染降到最低的水平。
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