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PCBs: Produtos e subprodutos

Entre 1929 e 1989, cerca de 1,7 milhão de toneladas de PCBs foram produzidos comercialmente em todo o mundo.2 Esses PCBs comerciais foram vendidos nos Estados Unidos sob dezenas de nomes comerciais diferentes, dos quais o mais conhecido era Aroclor. Estes produtos eram misturas que continham congêneres de PCB diferentes, cada um com entre 1 e 10 átomos de cloro.3 (PCBs produzidos involuntariamente também normalmente ocorrem como misturas de congêneres.) Cada um dos 209 congêneres PCB tem uma estrutura distinta que influencia como se comporta ambientalmente E como ele interage com células e organismos vivos.
Embora grandes quantidades de PCBs produzidos comercialmente permaneçam no ambiente, o monitoramento conduzido em vários locais ao redor da América do Norte nos últimos cinco anos ou mais detectou concentrações no ar notáveis de congêneres de PCB que não fazem parte do histórico, agora proibido PCB comercial produtos. Esses congéneres também foram detectados em corpos de água dos EUA, incluindo o Rio Delaware, o Porto de Nova York-New Jersey, o Canal de Transporte de Houston e Baía de São Francisco. No Rio Spokane, no estado de Washington, esses PCBs são atualmente responsáveis por violar as normas locais de qualidade da água.4
Um destes congéneres, PCB 11, está a emergir como um marcador de contaminação por PCB não-leais. Pesquisadores que detectaram PCB 11 e outros congêneres em amostras de ar descobriram que esses PCBs eram compatíveis com aqueles previamente detectados em água descarregada de instalações de fabricação de tintas. O teste de amostras de tinta revelou 50 congêneres de PCB diferentes, incluindo a PCB 11, que é conhecida por ser produzida no fabrico de pigmentos amarelos de diarilida. A PCB 11 não está associada a produtos PCB comerciais históricos nem a uma degradação ou um produto de descloração dessas antigas misturas comerciais.5 Assim, se a PCB 11 está a ser encontrada no ambiente, é mais provável que provenha de fontes que não sejam PCBs herdados.6
A PCB 11 foi encontrada no sedimento dos Grandes Lagos7 e em amostras de ar da região polar.8 O trabalho de várias equipas de pesquisa aponta para tintas e pigmentos como prováveis fontes da PCB 11 detectadas no meio ambiente7. Apenas congêneres sendo encontrados em testes de pigmentos e os produtos que são utilizados pol Tais testes revelou PCBs que vão desde aqueles com apenas alguns átomos de cloro, PCBs 1 a 11, para os congêneres mais clorados, PCBs 206 a 209. Estes congêneres incluem Um número de aqueles anteriormente identificados como semelhantes à dioxina.11 Os PCBs similares a dioxinas são estruturalmente semelhantes às dibenzo-p-dioxinas e dibenzofuranos policlorados, substâncias químicas conhecidas como ambientalmente persistentes e com efeitos adversos à saúde, entre eles câncer e impactos no desenvolvimento, Reprodução e imunidade. Biologicamente, esses produtos químicos compartilham a capacidade de se ligar a um receptor celular conhecido como receptor de hidrocarbonetos arilo, que regula a expressão de genes que influenciam múltiplas funções, incluindo a produção de enzimas ea regulação hormonal.
Testes recentes de pigmentos no Japão pela Japan Dyestuff e Industrial Chemicals Association encontraram vestígios de PCB em 57 dos 98 pigmentos orgânicos testados.9,10 Alguns destes pigmentos foram encontrados para conter PCBs em concentrações acima de 50 ppm. Testes de papéis para jornais e revistas, embalagens para alimentos e sacos de plástico coloridos ou impressos com tintas e pigmentos associados a subprodutos de PCBs também confirmaram a presença desses PCBs, incluindo PCB 11.5
Os PCBs detectados em amostras de tintas e pigmentos e aqueles detectados em produtos acabados coloridos com tais pigmentos também se sobrepõem com aqueles identificados em 2012 testes de efluentes da planta de reciclagem da Empresa de Papel Inland Empire em Spokane, segundo Doug Krapas, gerente ambiental do IEP. O IEP conseguiu conectar os PCBs em suas águas residuais com tintas no papel que recicla, grande parte de jornais, revistas, materiais para correspondência e embalagens. Os processos de produção de papel historicamente têm sido uma fonte de compostos de cloro que são conhecidos por terem efeitos adversos para a saúde nos ecossistemas aquáticos, mas ao longo do tempo o IEP mudou seus processos para eliminar o uso de cloro. Também instalou sistemas de tratamento secundário e terciário e sistemas de malha fechada para reduzir o uso geral da água e as descargas de água e para reduzir os contaminantes em suas águas residuais, tanto quanto tecnicamente possível. Quando a empresa descobriu que, apesar de todas essas medidas, os PCBs que excediam os padrões locais estavam sendo encontrados em suas águas residuais, percebeu que algo no papel sendo reciclado deve estar causando o problema.
De acordo com Krapas, enquanto as instalações de reciclagem continuarem a processar papel que contenha tinta com níveis permitidos de PCBs de subprodutos, haverá problemas para atender aos padrões de qualidade da água. Os PCBs de Inkborne apresentam um problema específico para a planta Spokane do IEP, dados os baixos níveis de PCBs permitidos pelos padrões locais de qualidade da água - os padrões locais de qualidade de água da Spokane Tribe limitam os PCBs a 3,37 partes por quadrilhão (ppq) .12 Esta norma baseia- Ou seja, a quantidade de PCBs que as pessoas ingeriam comendo peixe do rio Spokane - e se baseia na dependência da tribo em peixes locais como alimento básico.
Keri Hornbuckle, professora de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Iowa, diz que antes de 2007 a maioria dos monitoramentos ambientais para PCBs não foi projetada para amostrar todos os 209 congêneres de PCBs, mas focada apenas naqueles que foram produzidos intencionalmente, as misturas comerciais de Aroclor. Isso significa que a monitoração ambiental provavelmente não detectaria os PCBs que são subprodutos não intencionais. A nova tecnologia de monitoramento usada por Hornbuckle e seus colegas através do financiamento do Programa de Pesquisa do Superfundo do Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental - inicialmente para monitorar o ar em Chicago, mas desde que foi conduzida em muitos outros locais - foi a primeira vez que perfilou a presença ambiental involuntariamente PCBs criados.
Hornbuckle e seu colega Dingfei Hu, um cientista assistente de hidrosciência e pesquisa de engenharia da Universidade de Iowa, levantaram a hipótese de que, como os congêneres de PCB que estavam detectando nas amostras de ar eram os mesmos que foram detectados na água descarregada de instalações de fabricação de tinta, Podem também estar presentes em tintas comerciais. Para investigar, os pesquisadores mediram PCBs em pigmentos de tinta comprados no mercado de varejo dos EUA em 2009.6 Sua análise encontrou mais de 50 congêneres de PCB diferentes (incluindo vários anteriormente identificados como semelhantes a dioxinas) nos pigmentos. Os congéneres de PCB identificados pareciam variar dependendo dos tipos de pigmentos analisados e dos processos de fabrico envolvidos na sua produção. Embora os PCBs gerados como subprodutos variem de acordo com o tipo de pigmento, os processos que resultam nestes PCBs combinam tipicamente cloro, sais e hidrocarbonetos ou compostos de hidrocarbonetos clorados a altas temperaturas.
Outras análises indicaram que certas PCBs eram prevalentes nos chamados pigmentos azo, diarilida e ftalocianina, que são comumente usados para colorir tintas, corantes, tintas, papel, têxteis, plásticos, couro, cosméticos e alimentos, entre outros materiais e produtos . Os pigmentos Azo e diarylide são usados principalmente para fazer amarelos, mas também alguns vermelhos e laranjas, enquanto pigmentos de ftalocianina são usados principalmente para fazer blues e greens.
"O uso generalizado desses pigmentos explica a presença de PCB 11 em bens comerciais comuns na sociedade moderna, como jornais, revistas e caixas de papelão", escreveram Hu e Horn-fivela. "Embora não saibamos se os PCB inadvertidos têm efeitos adversos sobre a saúde humana, há muitas rotas potenciais para a exposição humana a esses PCBs por inalação, exposição dérmica e ingestão devido às suas características físico-químicas de semi-volatilidade, hidrofobicidade e persistência. "Dizem também que, ao seu conhecimento," pigmentos ou corantes são a única fonte significativa de PCB 11 ", e, portanto, a detecção de PCB 11 no ar" deve estar associada à atividade humana, utilizando pigmentos ou corantes ".
Em um estudo publicado posteriormente, Hu e Hornbuckle observaram que o padrão de PCBs detectado nos pigmentos comerciais de tinta testados não estava relacionado com a produção comercial de PCB e incluía "muitos congêneres altamente bioacumuláveis, semelhantes a dioxinas e / ou provavelmente carcinogênicos". Eles citaram a produção e uso de tintas como provável fonte desses PCBs na América do Norte. Sua investigação, que se concentrou no sedimento dos Grandes Lagos, parece confirmar a presença no ambiente de fabricação de PCBs de subprodutos não associados a misturas comerciais históricas. Eles observam, entretanto, que devido ao seu estudo com sedimentos não lhes ter permitido identificar fontes de congêneres de PCB que parecem ser comuns a ambas as misturas comerciais de Aroclor e subprodutos de pigmento, deixa questões importantes sem resposta sobre os congêneres de PCB semelhantes a dioxina encontrados Nestas amostras, que têm potenciais fontes múltiplas,
Estabelecendo ainda a ligação entre pigmentos e PCBs no meio ambiente está a pesquisa de Lisa Rodenburg, professora associada de ciência ambiental da Universidade Rutgers, na qual ela testou diretamente produtos impressos ou coloridos com pigmentos associados a PCBs de subproduto.5,13 Entre os impressos Produtos testados Rodenburg eram jornais coloridos, papéis de revista brilhante, sacos de plástico e caixas de cereais e outros alimentos. Os PCBs identificados nestas amostras de papel impresso e plástico, principalmente aqueles coloridos em amarelo, eram os mesmos congéneres não-legítimos encontrados em amostras ambientais e em pigmentos de tinta por Hu e Hornbuckle. Eles também correspondem aos PCBs sendo medidos em efluentes da instalação de reciclagem Spokane do IEP.
Além de pigmentos orgânicos, a pesquisa de Rodenburg indica que certos processos de fabricação de dióxido de titânio também podem produzir subprodutos de PCB.13 Embora Hu e Hornbuckle não tenham encontrado PCBs em seus testes de pigmentos inorgânicos, incluindo aqueles contendo dióxido de titânio, Citada como uma fonte de PCBs de subproduto pelo Departamento de Qualidade Ambiental de Michigan, 14 da Academia de Ciências de Nova York15 e do governo australiano16, entre outros.
A pesquisa de Hu e Hornbuckle sugeriu várias maneiras possíveis de criar PCBs de subproduto durante a fabricação. Os blues e greens de ftalocianina analisados até agora têm tendido a conter congéneres de PCB mais clorados (aqueles com mais cloro) do que os amarelos de diarilida testados. Tal como descrito por Hu e Hornbuckle, o processo habitualmente utilizado para produzir estes blues e greens envolve anidrido ftálico, ureia ou ftalonitrilo e um sal de cobre ou de cobre, que são então processados utilizando um solvente organoclorado tal como di- ou triclorobenzeno.6 Tal como referido Acima, a combinação de hidrocarbonetos clorados e sais processados a certas temperaturas elevadas é o que leva à criação de PCBs.
Hornbuckle também explica que os subprodutos de PCB altamente clorados em pigmentos azuis e verdes se comportam de maneira diferente do que os subprodutos mais leves e menos clorados nos pigmentos amarelos. Os produtos químicos mais leves e menos clorados são mais voláteis e, portanto, mais móveis no ar e pode ser esperado para sair das tintas pigmentadas e tintas mais facilmente do que mais pesado, produtos químicos mais clorados. Os subprodutos de pigmentos azuis e verdes mais pesados são susceptíveis de permanecer com tintas quando chip, permitindo assim que os PCB de subproduto para transferir para o solo se essas tintas são usadas ao ar livre - em exteriores de construção, por exemplo.
De acordo com a pesquisa do geólogo Gregory Cavallo da Comissão da Bacia do Rio Delaware, juntamente com Rodenburg e colegas da Universidade Rutgers, cerca de 65% de todos os pigmentos orgânicos produzidos passam para tintas de impressão (ao contrário de corantes, tintas ou outros produtos coloridos). Em 2006, um quarto da produção mundial de 250 milhões de toneladas métricas de pigmentos orgânicos foi estimado como pigmentos amarelos de diarilida. A análise de tintas de impressão indica que a tinta de impressão típica contém um pigmento estimado em 40%. Cavallo et ai. Portanto, que a produção mundial de PCB 11 através do fabrico de amarelos de diarilida teria sido de cerca de 1,5 toneladas em 2006.5

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