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PCBs : 제품 및 부산물

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1929 년에서 1989 년 사이에 전 세계적으로 170 만 미터 톤의 PCB가 상업적으로 생산되었습니다 .2이 상업용 PCB는 수십 가지 다른 상표명으로 미국에서 판매되었으며 그 중 Aroclor가 가장 널리 사용되었습니다. 이들 제품은 각각 1 ~ 10 개의 염소 원자를 갖는 서로 다른 PCB 동족체를 함유 한 혼합물이었다. (의도하지 않은 PCB도 전형적으로 동종 물질의 혼합물로 발생한다.) 총 209 종의 PCB 동종 물질 각각은 환경 적으로 어떻게 작용하는지에 영향을 미치는 뚜렷한 구조를 가지고있다 살아있는 세포와 유기체와 어떻게 상호 작용하는지에 대해서 설명합니다.
많은 양의 상업적으로 생산 된 PCB가 환경에 남아 있지만, 지난 5 년 동안 북미 지역의 많은 현장에서 수행 된 모니터링은 역사적으로 금지 된 상업용 PCB의 일부가 아닌 PCB 동족체의 주목할만한 대기 농도를 감지했습니다 제작품. 이 동종자들은 또한 델라웨어 강, 뉴욕 - 뉴저지 항구, 휴스턴 해운 채널 및 샌프란시스코 만을 포함하여 미국의 수역에서 발견되었습니다. 워싱턴 주 스포 케인 강에서 이러한 PCBs는 현재 지역 수질 기준을 위반 한 책임이 있습니다.
이러한 동족체 중 하나 인 PCB 11은 비위 방적 PCB 오염의 지표로 부상하고 있습니다. 환경 및 과학 탐사 작업에 어느 정도의 양으로, 공기 시료에서 PCB 11 및 기타 동종 물질을 검출 한 연구원은이 PCB가 페인트 제조 설비에서 배출 된 물에서 이전에 검출 된 것과 일치 함을 발견했습니다. 페인트 샘플의 테스트는 diarylide 황색 안료의 제조에서 생산되는 것으로 알려진 PCB 11을 포함하여 50 가지의 다른 PCB 동족체를 만들어 냈습니다. PCB 11은 역사적인 상업용 PCB 제품과 관련이 없으며 기존 상용 혼합물의 고장 또는 탈 염소 생성물과 관련이 없습니다 .5 따라서 PCB 11이 환경에서 발견되면 레거시 PCB 이외의 출처에서 오는 것일 가능성이 높습니다.
PCB 11은 5 대호 침전물 7과 극지방 공기 샘플 8에서 발견되었습니다. 8 많은 조사 팀에 의한 연구 결과는 페인트 및 안료가 환경에서 검출되는 PCB 11의 원천이라고 지적합니다 .7 그러나 PCB 11은 이러한 물질들은 염소 원자와 PCBs 1 ~ 11을 포함하는 PCB에서부터 가장 염소화 된 동족체 인 PCB 206 ~ 209에 이르기까지 다양하다. 이러한 동족체에는 다이옥신 류와 유사한 것으로 밝혀진 다수의 다이옥신 류 PCBs. 다이옥신 류의 PCBs는 구조적으로 환경 적으로 지속적이고 유해한 건강 영향을 미치는 것으로 알려진 화학 물질 인 다이옥신 류 및 다이 벤조 퓨란과 구조적으로 유사하다. 재생산 및 면제. 생물학적으로, 이들 화학 물질은 효소 생산 및 호르몬 조절을 포함한 여러 기능에 영향을 미치는 유전자의 발현을 조절하는 아릴 탄화수소 수용체로 알려진 세포 수용체에 결합하는 능력을 공유합니다.
일본의 염료 및 공업 화학 협회 (JDF)에 의한 일본 안료의 최근 테스트에 따르면, 98 가지 유기 안료 중 57 가지의 PCB에 흔적이 있음이 발견되었습니다.이 안료 중 일부는 50ppm 이상의 농도로 PCB를 함유하고있는 것으로 밝혀졌습니다. PCB 및 부산물과 관련된 잉크 및 안료로 채색되거나 인쇄 된 신문 및 잡지 논문, 식품 포장 및 비닐 봉지의 시험에서도 PCB 11.5
도료 및 안료 샘플에서 검출 된 PCB와 이러한 안료로 착색 된 완제품에서 검출 된 PCB는 IEP 환경 관리자 Doug Krapas에 따르면 Spokane의 IEP (Inland Empire Paper) 회사 재활용 시설에서 나온 2012 년 유출 물 테스트에서 확인 된 PCB와 중복됩니다. IEP는 폐수의 PCB를 재활용 종이의 잉크, 신문, 잡지, 우편물 및 포장재의 대부분과 연결할 수있었습니다. 제지 공정은 역사적으로 수생 생태계에 건강에 악영향을 미치는 것으로 알려진 염소 화합물의 원천 이었지만, 시간이 지남에 따라 IEP는 염소의 사용을 없애기 위해 공정을 변경했습니다. 또한 2 차 및 3 차 처리 시설과 폐수 처리 시스템을 설치하여 전체적인 용수 사용량과 물 배출량을 줄이고 기술적으로 폐수의 오염 물질을 줄일 수있었습니다. 이 모든 조치에도 불구하고 현지 표준을 초과하는 PCB가 폐수로 발견됨에 따라 재활용중인 용지에 무엇이 문제를 일으켰음을 알게되었습니다.
Krapas에 따르면 재활용 시설에서 허용되는 수준의 부산물 PCB를 함유 한 용지를 계속 처리하는 한 수질 기준을 충족시키는 데 문제가있을 것입니다. Inkborne PCBs는 지역 수질 기준에 의해 허용되는 PCBs의 낮은 수준 - 지역 Spokane Tribe 수질 기준에 따라 PCB가 3.37 parts per billion (ppq)로 제한되어 있기 때문에 IEP의 Spokane 플랜트에 특별한 문제를 제기합니다 .12이 표준은 어류 소비에 근거합니다. 즉 Spokane 강에서 물고기를 먹음으로써 섭취하게 될 PCBs의 양이며 지방 식량에 대한 종족 의존도를 주식으로 삼고 있습니다.
아이오와 시민 및 환경 공학 교수 인 Keri Hornbuckle은 2007 년 이전에 PCBs에 대한 대부분의 환경 모니터링이 모든 209 종의 PCB 종을 샘플링하도록 설계된 것이 아니라 상업적으로 제조 된 Aroclor 혼합물에만 의도적으로 초점을 맞췄다 고 말했습니다. 이것은 환경 모니터링이 의도하지 않은 부산물 인 PCB의 검출을 누락했을 가능성이 있음을 의미합니다. Hornbuckle과 동료들이 환경 건강 과학 연구소의 Superfund Research Program에서 자금을 지원하여 처음에는 시카고에서 대기를 모니터링했지만 다른 많은 지역에서 실시 된 이후로 새로운 모니터링 기술이 의도하지 않은 환경 적 존재를 처음으로 프로파일 링 한 것이 었습니다 생성 된 PCBs.
Hornbuckle과 그녀의 동료 인 Dingfei Hu (아이오와 대학 보조 수문 과학 및 공학 연구 과학자)는 공기 샘플에서 검출하는 PCB 컨조 너가 도료 제조 시설에서 배출 된 물에서 검출 된 것과 동일하기 때문에이 PCB 컨조 너 상업용 도료에도 존재할 수 있습니다. 조사를 위해 연구원들은 2009 년 미국 소매 시장에서 구입 한 페인트 안료에서 PCB를 측정했다. 6) 그 분석 결과 안료에 50 가지 이상의 다른 PCB 동족체 (이전에는 다이옥신 류와 같은 것으로 밝혀진 여러 가지 성분)가 발견되었다. 확인 된 PCB 동족체는 분석 된 안료 유형 및 생산 과정과 관련된 제조 공정에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다. 부산물로 생성되는 PCB는 안료 유형에 따라 다르지만 이러한 PCB를 생성하는 프로세스는 일반적으로 고온에서 염소, 염 및 탄화수소 또는 염소화 탄화수소 화합물을 결합합니다.
추가 분석에 따르면 특정 PCB는 아조, 디아 릴 라이드 및 프탈로시아닌 안료 (잉크, 염료, 페인트, 종이, 섬유, 플라스틱, 가죽, 화장품, 식품 등)에 일반적으로 사용되는 것으로 널리 사용되었습니다. . 아조 및 디아 릴 라이드 안료는 주로 황색뿐만 아니라 일부 적색 및 오렌지를 만드는데 사용되는 반면, 프탈로시아닌 안료는 주로 파랑 및 녹색을 만드는데 사용됩니다.
"이 안료의 광범위한 사용은 신문, 잡지, 판지 상자와 같은 현대 사회 전반에 공통적 인 상업 용품에 PCB 11이 존재 함을 설명합니다"라고 Hu and Horn-buckle은 썼다. "의도하지 않은 PCB가 인체 건강에 악영향을 미치는지 여부는 알지 못하지만, 반 휘발성, 소수성 및 지속성의 물리 화학적 특성으로 인해 흡입, 피부 노출 및 섭취를 통해 PCB에 사람이 노출 될 수있는 많은 경로가 있습니다. "그들은 또한 안료 나 염료가 PCB 11의 유일한 중요한 원천이기 때문에 공기 중의 PCB 11 검출은"안료 나 염료를 사용하는 인간 활동과 관련되어야한다 "고 말한다.
이후 발표 된 연구에서 Hu와 Hornbuckle은 상업용 페인트 안료에서 발견 된 PCB의 패턴은 상업적 PCB 생산과 관련이 없으며 "생물 축적 성이 높고 다이옥신 유사 물질 및 / 또는 발암 물질이 많은 많은 동족체"를 포함한다고 지적했다. 그들은 북미에서이 PCB의 가능한 공급원으로 도료 생산과 사용을 언급했다. 그레이트 레이크 퇴적물에 초점을 둔 그들의 조사는 역사적인 상업 혼합물과 관련이없는 부산물 인 PCB를 제조하는 환경에서의 존재를 확인하는 것처럼 보였다. 그러나 그들의 퇴적물 연구는 기존 상업용 Aroclor 혼합물과 안료 부산물 모두에 공통적 인 것으로 보이는 PCB 동종 물질의 출처를 밝혀 내지 못했기 때문에 발견 된 다이옥신 유사 PCB 동족체에 대해 중요한 질문을 제기하고있다 잠재적 인 여러 출처를 가지고있는이 샘플들에서,
친환경 안료와 PCB 간의 관계를 더욱 확립하는 것은 Rutgers 대학의 환경 과학 부교수 인 Lisa Rodenburg의 연구로 부산물 PCB와 관련된 안료로 인쇄되거나 착색 된 제품을 직접 시험했다 .5,13 인쇄 된 Rodenburg 제품은 신문, 광택 잡지 용지, 비닐 봉지 및 시리얼 및 기타 식품 상자로 채색되었습니다. 이 인쇄 된 종이와 플라스틱 샘플에서 확인 된 PCB는 주로 환경 친화적 인 표본과 Hu와 Hornbuckle의 페인트 안료에서 발견 된 것과 동일한 비합법적 인 동족체입니다. 또한 IEP의 Spokane 재활용 시설에서 배출 된 PCBs와 일치했습니다.
Rodenburg의 연구는 유기 안료 외에도 특정 이산화 티타늄 제조 공정이 PCB 부산물을 생성 할 수 있음을 보여줍니다 .13 Hu와 Hornbuckle은 이산화 티타늄을 포함한 무기 안료의 시험에서 PCB를 찾지 못했지만 이산화 티탄 제조는 미시건 환경부 (Department of Environmental Quality), 14 뉴욕 과학 아카데미 (15), 호주 정부 (16) 등이 제품 PCBs의 출처로 인용했다.
Hu와 Hornbuckle의 연구는 제조 과정에서 부산물 PCB가 생성되는 몇 가지 가능한 방법을 제안했습니다. 지금까지 분석 된 프탈로시아닌 블루스 및 그린은 시험 된 디아 릴 라이드 옐로우보다 높은 염소 PCB 구리젠 (염소가 더 많은 것)을 함유하는 경향이있었습니다. Hu와 Hornbuckle에 의해 기술 된 바와 같이, 이러한 블루스와 그린을 생산하기 위해 일반적으로 사용되는 공정은 프탈산 무수물, 우레아 또는 프탈로 니트릴과 구리 또는 구리 염을 포함하며, 이들은 디클로로 벤젠 또는 트리클로로 벤젠과 같은 유기 염소 용매를 사용하여 처리됩니다. 염소화 탄화수소와 특정 고온에서 처리 된 염의 조합은 PCB의 생성으로 이어진다.
Hornbuckle은 또한 청색 및 녹색 안료의 염소화 된 PCB 부산물이 황색 안료의 경량이고 염소화되지 않은 부산물과 다르게 행동한다고 설명합니다. 더 가볍고 염소가 적은 화학 약품은 휘발성이 높기 때문에 대기 중에서 이동이 더 빠르며 더 많은 양의 염소화 된 화학 물질보다 색소가 함유 된 페인트와 잉크에서 더 쉽게 이동할 것으로 예상됩니다. 무거운 청색 및 녹색 안료 부산물은 칩을 칠 할 때 페인트로 머무를 가능성이 높으므로 부산물 PCB가 예를 들어 야외 건물 옥외에서 사용되는 경우 부산물 PCB를 토양으로 이동시킬 수 있습니다.
Rutgers 대학의 Rodenburg 및 동료와 함께 Delaware River Basin Commission 지질학자인 Gregory Cavallo의 연구에 따르면 생산 된 모든 유기 안료의 약 65 %가 인쇄 잉크 (염료, 페인트 또는 다른 착색 제품과는 반대)로 이동합니다. 2006 년 전세계 생산량 250 백만 톤의 유기 안료 중 1/4이 디아 릴 리드 황색 안료로 추정되었습니다. 인쇄 잉크 분석은 일반적인 인쇄 잉크가 약 40 % 안료를 함유하고 있음을 나타냅니다. 카발로 (Cavallo) 등. 그러므로 diarylide 황색의 제조를 통한 PCB 11의 전세계 생산은 2006 년에 약 1.5 톤이 될 것으로 추정한다.

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