【電子文庫-SHS環境科學專題】鄰苯二甲酸酯類

科博文says:PAEs 廣泛運用於日常用品中,像是食物包裝材料、醫療用塑膠管及血袋、玩具、化妝品及PVC材質地板等等;而這些產品的使用,均可能造成PAEs的釋放。當這些化學物質散佈到你我周遭,或甚者是大環境生態中時,又會造成什麼影響? 姑且讓我們看下去!

撰文作者|柯昭儀(淡江大學化學研究所碩士)
特約編輯|李銘杰(國立臺灣大學職業醫學與工業衛生所博研生)

美麗的背後可能隱藏著更多危機。(圖片來源:文匯新聞網 http://www.wenweipo.com/)

結構與特性
鄰苯二甲酸酯類(Phthalate esters,以下簡稱PAEs)泛指多種由鄰苯二甲酸酐與醇類反應所生成的酯類分子,其主架構為鄰苯二甲酸,酯化端的碳數則介於C1至C17之間,化學結構式如圖一所示 [1]。PAEs具有增加塑膠產品塑性及延展性之特性,早在1930年即用於聚氯乙烯(PVC)製程,藉以製備具有柔韌性的PVC塑膠產品 [2]

PAEs為具有芳香氣味之無色液體,中等黏度、高分子量、高穩定性、低揮發性,在水中溶解度很小,易溶於多數有機溶劑中。由於酯化端碳數的不同,PAEs至少有十種以上形式。常見的PAEs有鄰苯二甲酸丁苯甲酯(BBP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)及鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)等六種。DEHP常做為PVC塑膠產品的塑化劑,BBP、DBP、DEHP及DEP常添加於化妝品做為定香劑,增加香味的持久性,BBP及DBP則具有較佳的延展性,能使指甲油的塗膜更均勻美觀,常做為指甲油的可塑劑 [3]

DMP: R,R’ = -CH3
DEP: R,R’ = -C2H5
DBP: R,R’ = -(CH2)3CH3
BBP: R= -CH3(CH2)3 R’= – CH2C6H5
DEHP: R,R’= -CH2CH(C2H5)(CH2)3CH3
DNOP: -(CH2)7CH3

圖1:常見鄰苯二甲酸酯類之化學結構式。(圖片來源: http://en.wikipedia.org/wiki/Phthalate)

毒理
PAEs會擾亂內分泌系統之荷爾蒙分泌、合成、代謝,與受體結合而導致成長、發育及生殖等方面不良影響,已經被認定為環境荷爾蒙 [4]。對動物而言,環境荷爾蒙類之雌性激素作用途徑係由激素受體(hormone receptor)對「下視丘一腦下垂体一生殖腺」主軸產生影響,一般會刺激肝臟合成與分泌卵黃前質(Uitellogenin),作為卵黃素(Uitellin)的先驅化合物,進而影響動物之代謝,行為生殖及性別分化。許多的動物研究發現,PAEs具有雌激素與抗雄激素活性之環境荷爾蒙毒性;包括造成乳癌細胞株MCF-7細胞增生、與雌激素之間有協同作用、導致雌鼠後代血清睪丸酮濃度降低及睪丸組織異常等。雖然PAEs對於人體影響的研究仍相當有限,理論上推測的影響包括男性胎兒及男童之睪丸發育不良、使男嬰生殖器到肛門的距離縮短以及青春期產生男性女乳症及成年男性精蟲數較少。PAEs對女童的影 響為可能引發性早熟,使月經與乳房發育等第二性徵提早於8歲前出現。在人體代謝方面,部分人體試驗結果顯示DEHP進入人體後,在12~24小時內約有一半的量可快速代謝藉由尿液排出體外;絕大部分的DEHP可於24~48小時由尿液或糞便排出;DINP進入人體後,在72小時內有85%會由糞便中排出,其餘部分主要由尿液排出。

生活中隨處可見 PAEs 之生活製品,但也潛藏了隱形危機。(圖片來源: http://www.newsancai.com/big5/science/234-environment/36422-dehp2-.html)

生物體的危害
PAEs廣泛運用於日常用品中,像是食物包裝材料、醫療用塑膠管及血袋、玩具、化妝品及PVC材質的地板,此外還包括油墨以及橡膠製品及其他膠粘劑等非PVC產品 [4]。這些日常用品的使用,均可能造成PAEs的釋放,再經由呼吸、食入及皮膚吸收進入人體 [5]。以飲食而言,愈來愈多的食品採用塑膠包裝,其中PAEs與塑膠基質並非以共價鍵結緊密結合,容易因為溫度等因外在因素而釋出,再經由口途徑進入人體。塑膠玩具中的PAEs,也可能因為孩童含咬行為而導致其暴露於PAEs。注射點滴用的塑膠管及血袋等醫療塑膠耗材亦可能釋出PAEs,PAEs釋出後會與血漿中的白蛋白(albumin)及脂蛋白(Lipoprotein)結合,再藉由輸血運送全身 [6]。至於家中的PVC地板也可能釋出PAEs並進入空氣中,再經由空氣吸入人體 [7],部分研究指出孩童氣喘發生率可能與PVC地板釋出的PAEs有關。

環境的危害
對含PAEs的產品而言,無論是生產、販賣、掩埋、焚化或使用過程,均可能使PAEs散佈到環境中,像是直接排入大氣或因廢棄塑膠而污染地下水、河川與飲用水 [8]。在自然水體中,PAEs容易吸附底泥及粒狀污染物,再囤積於無脊椎動物魚類及植物體內。雖然PAEs對人體的影響仍需更多的探討,由於它具有不易分解、生物濃縮及生態毒性等特性,被視為環境荷爾蒙物質,環保署已將多種PAEs列管為毒性化學物質;其中BBP、DBP及DEHP因為具有生物濃縮性及慢毒性,被列為第一、二類毒性化學物質。DEP、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)及DMP具有不易分解性及生物濃縮性,列為第一類毒性化學物質,另外十八種鄰苯二甲酸酯類物質雖然生殖毒性較低,但在環境中有不易分解及累積的特性,仍可能危害生物或環境,被列為第四類毒性化學物質。

綜合上述,PAEs不但環境流佈廣,而且會透過環境蓄積及食物鏈轉移至生物體,因此唯有改變生活習慣,減少PAEs相關產品的使用,方能降低它帶來的危害。

>>推薦閱讀
1. 美容業人員鄰苯二甲酸酯類暴露評估研究;2009年;行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所。
2. 環境荷爾蒙調查研究(3/3);2004年;行政院環境保護署環境檢驗所。
3. 詹秀慧,化妝品銷售員鄰苯二甲酸酯類暴露評估研究,成功大學環境醫學研究所95年碩士論文。
4. 謝俊明,指甲彩繪業者鄰苯二甲酸酯類可能暴露危害,勞工安全衛生簡訊第103期。
5. 張碧芬、袁紹英,鄰苯二甲酸酯類環境荷爾蒙對生物的影響。環境檢驗雙月刊,2000。
6. Amato, B., Kael, S., Ng, C., Phthalate plasticizers. CE435, 2001.
7. Oie, L., Hersoug, L.G., Madsen, J.O., Residential exposure to plasticizers and its possible role in the pathogenesis of asthma. Environ. Health Perspect., 105, 972-978, 1997.
8. Jobling, S., Reynolds, T., White, R., Parker, M.G.. and Sumpter, J.P., A variety of environmentally persistent chemists, including some phthalate plasticizers, are weakly estrogenic. Environ. Health Perspect., 103(Suppl.7), 582-587, 1995.

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