董仲生,王振元,董斯航
(1.沈陽化工研究院,遼寧 沈陽 110021;2.沈陽新紀(jì)化學(xué)有限公司,遼寧 沈陽 110121;3.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016)
熒光增白劑220的毒理學(xué)數(shù)據(jù)和其使用安全性
董仲生1,王振元2,董斯航3
(1.沈陽化工研究院,遼寧 沈陽110021;2.沈陽新紀(jì)化學(xué)有限公司,遼寧 沈陽110121;3.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽110016)
熒光增白劑220是造紙行業(yè)目前廣泛使用的品種,可用于紙漿、表面涂層和表面施膠等多種增白工藝。熒光增白劑220在國內(nèi)外有很長的應(yīng)用歷史;同時,多年來其使用安全性也一直受到人們的關(guān)注。該文簡述了熒光增白劑220的使用特點;同時根據(jù)經(jīng)濟合作和發(fā)展組織篩選信息數(shù)據(jù)集(OECD SIDS)對熒光增白劑220的評估報告和其他相關(guān)資料,從熒光增白劑220環(huán)境暴露的來源、分布和轉(zhuǎn)歸,及其急性毒性、刺激、致敏、重復(fù)-劑量毒性、遺傳毒性(基因突變、細胞遺傳)、致癌性、生殖毒性、發(fā)育毒性、對水生和陸生生物毒性等方面,將熒光增白劑220的毒理學(xué)數(shù)據(jù)和其對人、動物和環(huán)境的影響作了比較詳細的介紹,使人們對該產(chǎn)品的使用安全性有一個比較全面的認(rèn)識和了解。
熒光增白劑220;毒理學(xué)數(shù)據(jù);毒性;半數(shù)致死劑量;未觀察到有害作用劑量
1.1登記號和名稱
熒光增白劑220在染料索引(Colour Index)中的結(jié)構(gòu)登記號為C.I.熒光增白劑220。
熒光增白劑220在化學(xué)文摘(Chemical Abstract)中的化合物登記號為CAS No:16470-24-9。
熒光增白劑220的國內(nèi)外生產(chǎn)商眾多,商品牌號和名稱也不少,國內(nèi)常見的商品名稱有熒光增白劑220、造紙用熒光增白劑220、造紙專用液體熒光增白劑220、熒光增白劑BBU、APC、HPE、HS、NT-3和水劑1號等;國外商品名稱有Blankophor BBU、Blancophor BBU、Blancofor BBU、Leucophor U、Photine PCP、PCT、Tinopal APC和KBP等。
1.2熒光增白劑220的使用特點
(1)適用于紙漿、表面施膠和表面涂層等各種增白工藝[1]。
(2)水溶性好,使用方便。由于粉狀或顆粒狀產(chǎn)品的溶解度高,液狀產(chǎn)品的黏度很低,可與軟水以任何比例混溶,便于溶解和稀釋,因而保證了非連續(xù)式和連續(xù)式生產(chǎn)均能順利進行。
(3)良好的增白、勻染效果。由于該熒光增白劑對紙漿纖維的親和力中等-低,所以對紙漿纖維等有良好的增白、勻染效果,色光呈鮮艷的藍-中性白。
(4)性能穩(wěn)定,與各種造紙用漿料、填料、膠粘劑等其他造紙化學(xué)品有良好的相容性。
(5)用量少。使用較少的量都可以獲得很好的增白效果,一般為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%~1%。
(6)毒性低,并且易于光降解和被污泥吸附,保障了其對人與環(huán)境的安全[2]4-5。
正是以上這些特點,使熒光增白劑220成為造紙行業(yè)目前廣泛使用的品種。
為敘述方便,在本文以下敘述中將“熒光增白劑220”表示為“FWA 220”。
2.1環(huán)境暴露的來源
2.1.1生產(chǎn)排放物
因為FWA 220是一種鹽,而且以水溶液的形式生產(chǎn),當(dāng)制備固體物質(zhì)時,在干燥過程中要使用特殊的空氣過濾/洗滌裝置,所以在生產(chǎn)過程中沒有FWA 220排入大氣。
2.1.2使用過程
在紙的增白處理過程和廢紙回收利用中可能發(fā)生熒光增白劑釋放進入水中的情況。
因為污泥對FWA 220有很高的吸附性,如使用市政污水處理廠的污水、污泥作為肥料,有可能發(fā)生熒光增白劑暴露到陸地的情況。
2.1.3污水處理廠
據(jù)德國拜耳公司(Bayer AG 2001a)介紹,在一項由工業(yè)污水處理廠進入萊茵河的出口(1999-06-01至2000-11-26)每日監(jiān)測項目中,在檢出限0.25 mg/ L的基礎(chǔ)上,沒有檢出FWA 220排出物;因此,作為受納水最壞的情況,計算出來的預(yù)測環(huán)境濃度(PEC)<0.36 μg/L[2]7。
2.2環(huán)境中的分布和轉(zhuǎn)歸
2.2.1FWA 220分布在水中
從FWA 220的暴露來源和其高水溶性可以推斷其分布在水中。
2.2.2光降解
在地表水的上層,光降解是FWA 220的第2個消除方法[3]14-15。據(jù)Kramer等1996年報道,用有和無天然有機物的富營養(yǎng)化的湖水進行光照試驗,F(xiàn)WA 220可快速、直接地光分解,其半衰期分別為t1/2=5.2 h和t1/2=3.9 h。由于FWA 220不揮發(fā),大氣中的光降解可忽略。
據(jù)Stoll報道,在夏天的太陽光下,F(xiàn)WA 220在土壤表層進行光降解反應(yīng)的半衰期為4.5 h。在土壤的深層,由于陽光照射不到,可以認(rèn)為熒光增白劑不會被光降解。
2.2.3FWA 220的生物降解
FWA 220不易生物降解或者說它的生物降解緩慢[3]14-15。汽巴-嘉基公司1992年在一項改良的生物降解性測試(AFNOR)(試驗OECD 301A)中,測得該熒光增白劑28天后的生物降解是1.2%[4]11。
2.2.4生物積累
盡管缺乏關(guān)于生物積累的數(shù)據(jù),但因其擁有很強的水溶性和比較低的辛醇-水分配系數(shù)KOW,通過計算LgKOW=-2.83可以推斷,F(xiàn)WA 220經(jīng)水相生物積累的潛能不明顯[2]8。
2.2.5FWA 220可被土壤、污泥吸附
RCC Umweltchemie GmbH 1993年測定了3種不同土壤的吸附和解吸作用。FWA 220被不同土壤吸附的數(shù)量范圍從85%(沙土)到98%(壤質(zhì)沙土);所以,根據(jù)Blume(1990)觀點,認(rèn)為FWA 220有高的土壤積累性[4]11。因為用試驗的方法測定了其對土壤的高吸收,所以認(rèn)為該物質(zhì)對沉積物也有強烈的吸附。這也是消除FWA 220的主要方法[2]8。
3.1人類和動物毒理學(xué)數(shù)據(jù)
人們使用FWA 220增白過的紙制品會接觸到FWA 220,這是消費者主要的接觸途徑。為了解FWA 220的毒理學(xué)性質(zhì),毒理學(xué)家在人和動物身上進行了多項試驗[2]10-14。
3.1.1急性毒性
3.1.1.1經(jīng)口
Steinhoff在早期用Wistar大鼠進行了2項研究,在第1項研究中,每組10只雄性大鼠,接受10 000或15 000 mg/kg(bw)(毫克每千克體重)劑量試驗物質(zhì)的經(jīng)口灌胃。在第2項研究中,每組10只雌性Wistar大鼠,接受同樣劑量的試驗[3]24-25。結(jié)果見表1。
表1 FWA 220經(jīng)口急性毒性試驗
由表1得出結(jié)論:由于2個性別2項獨立的研究在15 000 mg/kg(bw)的高劑量組沒有發(fā)生大鼠死亡,表明半數(shù)致死劑量(LD 50)>15 000 mg/kg(bw);因此認(rèn)為FWA 220的急性經(jīng)口毒性低。
3.1.1.2經(jīng)皮
在優(yōu)良實驗室規(guī)范(GLP)條件下,根據(jù)OECD指南402用HanIbm:Wistar大鼠進行了一項試驗[3]26,施用劑量為2 000 mg/kg(bw)的FWA 220水溶液。結(jié)果見表2。
表2 FWA 220經(jīng)皮急性毒性試驗
3.1.2刺激
3.1.2.1皮膚刺激
Kimmerle和Thyssen分別在1972年和1974年采用同樣的方法進行了實驗,把FWA 220涂敷到2只新西蘭白兔的耳朵上,在暴露24 h后,在隨后7天的觀察期內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)刺激性體癥,表明FWA 220對兔子皮膚沒有刺激作用[3]26。
RCC在1990年進行的一項急性經(jīng)皮毒性研究中,在低劑量下沒有發(fā)現(xiàn)熒光增白劑對皮膚的刺激,最后經(jīng)皮施用2 000 mg/kg在水溶液中的試驗物質(zhì)FWA 220,24 h后顯示試驗物質(zhì)對雌、雄性大鼠皮膚有輕微的刺激作用[3]25(見表2)。
由上得出結(jié)論:在較低劑量下FWA 220對皮膚沒有刺激;在≥2 000 mg/kg的高劑量下對皮膚有輕微刺激;但這樣的高劑量在通常使用的情況下幾乎是不可能遇到的。
3.1.2.2眼刺激
Kimmerle在1972年和Thyssen在1974年分別把試驗物質(zhì)FWA 220施加到2只新西蘭白兔的眼睛里。然后觀察白兔眼睛在隨后7天的反應(yīng)[3]26。結(jié)果見表3。
表3 FWA 220眼刺激試驗
另據(jù)美國環(huán)境保護署(US EPA)2012中的資料介紹:在2項眼刺激試驗中,兔子(2只/組;血統(tǒng)不詳)的眼睛被施用FWA 220二鈉鹽(純度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)85.5%)或FWA 220(純度不詳)。根據(jù)家兔眼刺激性試驗(Draize)對眼睛進行評級,沒有提供更多細節(jié);結(jié)果顯示FWA 220對兔子的眼睛沒有刺激[4]28。
由上得出結(jié)論:FWA 220對兔子眼睛的刺激為無-輕微。
3.1.3致敏
有多位志愿者參與了重復(fù)傷害斑帖試驗,以觀察和確定試驗物質(zhì)FWA 220是否對人致敏。
一項有103位女性志愿者參與,把FWA 220水溶液帖敷在志愿者的后背,志愿者經(jīng)過10次的重復(fù)斑帖試驗,每次48 h。在最后1次斑帖試驗后激發(fā)14天[3]26。另一項有72名志愿者參與的重復(fù)傷害斑帖試驗中,試驗物質(zhì)以水溶液使用。第3項試驗有50名志愿者參與,意在檢查試驗物質(zhì)在紫外(UV)-光下對致敏的影響。每個人準(zhǔn)備2個試驗點:一個暴露于UV-光下;同時另一個避免光照;24 h后,觀察和比較這些點的即時反應(yīng),48 h后,再觀察和比較其延時反應(yīng)。上述試驗結(jié)果見表4。
表4 FWA 220致敏試驗
Griffith在1973年用含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%FWA 220的洗滌劑或肥皂對幾組由65~72人組成的人群進行的斑帖實驗也沒有發(fā)現(xiàn)皮膚致敏跡象[3]26。
由此得出結(jié)論:FWA 220對皮膚沒有刺激、沒有致敏性。
3.1.4重復(fù)-劑量毒性
Kimmerle和Lorke在1967年進行的一項重復(fù)-劑量研究中[4]18,試驗物質(zhì)FWA 220(純度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)78%~88%)經(jīng)口灌胃Wistar大鼠,每星期5天,持續(xù)10星期。6只/性別/劑量組分別給予0、30、60、120、250或500 mg/kg(bw/d)(毫克每天每千克體重)的試驗物質(zhì)。結(jié)果沒有觀察到死亡,在臨床癥狀、體重、血和尿參數(shù)、肉眼檢查或器官質(zhì)量上也沒有與處理相關(guān)的變化。試驗物質(zhì)在任何劑量組都沒有影響;因此,確定未觀察到有害作用劑量(NOAEL)為500 mg/kg(bw/d)。
Bomhard在1978年用工業(yè)級(純度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)81%)試驗物質(zhì)FWA 220和Wistar大鼠進行了一項慢性2年喂養(yǎng)研究[3]29。試驗結(jié)果見表5。
此外,在研究結(jié)束后該研究者還得出如下結(jié)論,認(rèn)為雌、雄性大鼠網(wǎng)狀細胞數(shù)量的變化在歷史對照數(shù)據(jù)范圍內(nèi),與FWA 220沒有相關(guān)性。最后,確定NOAEL(未觀察到有害作用劑量)為10 000×10-6[521/ 709 mg/kg(bw/d)],最高試驗劑量;雄性/雌性)。
由上得出結(jié)論:在實驗劑量下FWA 220對死亡率、臨床癥狀、攝食量、體重的增加、血液學(xué)、血液化學(xué)和尿參數(shù)方面沒有發(fā)現(xiàn)與物質(zhì)-相關(guān)的影響。在最高劑量水平?jīng)]有發(fā)現(xiàn)不利影響。
3.1.5遺傳毒性(基因突變)
Herbold在1979年根據(jù)鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變試驗(Ames試驗)進行了2項研究:鼠傷寒沙門氏菌株TA 98、TA l00、TA 1535和TA 1537用和不用代謝活化。在第1項研究中,使用工業(yè)級的FWA 220;在第2項研究中,使用高純度的商品劑型的FWA 220進行試驗;同時進行陰性和陽性對照試驗。結(jié)果在2項研究中,在濃度高達2 500 μg/盤的最高試驗劑量沒有基因突變的跡象,沒有細胞毒性;說明FWA 220在該試驗中不是誘導(dǎo)有機體基因突變的物質(zhì)。
德國細胞研究所(CCR)在1987年根據(jù)Ames試驗也進行了一項研究:鼠傷寒沙門氏菌株TA 98、TA l00、TA 1535和TA 1537以及TA 1538在有或無S 9代謝活化物的情況下暴露于10、100、333.3、1 000或5 000 μg/盤的FWA 220中。同時進行陰性和陽性對照試驗。在濃度高達5 000 μg/盤的試驗中也沒有發(fā)現(xiàn)基因突變的跡象,沒有觀察到細胞毒性[3]31。說明FWA 220不是誘導(dǎo)有機體基因突變的物質(zhì)。
因此,認(rèn)為FWA 220對細菌沒有誘導(dǎo)基因突變的作用。
表5 FWA 220的重復(fù)-劑量毒性試驗
3.1.6遺傳毒性(細胞遺傳)
3.1.6.1體外
染色體畸變試驗:用中國倉鼠細胞(V 79)檢測FWA 220及其經(jīng)代謝活化后致染色體畸變的能力。FWA 220使用劑量為0.3~5 mg/mL,同時進行陰性的和適當(dāng)?shù)膶φ赵囼灒?]33。
3.1.6.2體內(nèi)
(1)小鼠骨髓細胞微核試驗:用于檢測FWA 220誘導(dǎo)小鼠骨髓細胞微核形成情況。一項試驗采用5只NMRI小鼠/性別/組在24 h內(nèi)被灌胃給藥2次,劑量為4 734 mg/kg(bw)商品劑型或5 000 mg/kg(bw)工業(yè)級試驗物質(zhì)FWA 220。另一項微核試驗用5只小鼠/性別/組經(jīng)口施用單一劑量的FWA 220試驗物質(zhì)5 000 mg/kg(bw)[3]32。
(2)用中國倉鼠精原細胞進行了一項關(guān)于染色體損傷影響的研究,在24 h內(nèi)給8只雄性倉鼠/組經(jīng)口灌胃5 000 mg/kg(bw)劑量的試驗物質(zhì)FWA 220共2次。最后1次灌胃48 h后殺死動物,制備來自于精原細胞的中期染色體。在殺死動物前5.5 h,向腹腔位置注射4 mg/kg天然物質(zhì)cholchicine。評價每個動物的100個中期染色體。
(3)在GLP條件下,根據(jù)OECD指南進行了一項顯性致死試驗。50只NMRI小鼠/組,經(jīng)口施用FWA 220試驗物質(zhì)2 500 mg/kg(bw)或5 000 mg/kg(bw)。
上述試驗結(jié)果見表6。
表6 FWA 220遺傳毒性試驗
由上得出結(jié)論:FWA 220沒有影響細胞遺傳的誘導(dǎo)作用,沒有遺傳毒性。
3.1.7致癌性
Bomhard在 1978年用工業(yè)級的 FWA 220對Wistar大鼠進行了2年的經(jīng)口喂養(yǎng),然后對大鼠的器官進行了全面的組織病理學(xué)檢查[3]34。
Steinhoff在1979年對白化-無毛小鼠的致癌性進行了一項專門的研究[3]35。動物暴露于UV-光照射下每天4 h,每星期7天,持續(xù)320天。在這一階段,小鼠經(jīng)皮暴露于工業(yè)級的FWA 220(純度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%)的溶液中,每星期3次。該項研究中還包括3個對照組(只有輻射、只有丙酮和只有溶劑)。
上述試驗結(jié)果見表7。
表7 FWA 220致癌性試驗
由上得出結(jié)論:對大鼠2年喂養(yǎng)和小鼠經(jīng)皮光照研究顯示,F(xiàn)WA 220無致癌作用。
3.1.8生殖毒性
Turck(2000a)用Sprague-Dawley大鼠進行了一項2-代范圍-測定試驗研究。10只大鼠/性別/劑量在交配前期、交配、懷孕和哺乳期,經(jīng)口灌胃給予4種不同劑量的FWA 220。雄性在交配后被殺死,雌性和幼崽在哺乳期4天的時候被殺死。確定雙親和后代毒性的NOAEL為≥1 000 mg/kg(bw/d)[3]35。
Turck 2001年在GLP下,根據(jù)EPA指南OPPTS 870.3800進行了發(fā)育完全的2-代大鼠研究。26只Sprague-Dawley大鼠/性別/組經(jīng)口灌胃3個不同劑量的FWA 220。基于這些研究結(jié)果,雙親毒性的NOAEL為300 mg/kg(bw/d)。對于雙親的生殖行為以及后代的生長和發(fā)育其NOAEL是1 000 mg/kg(bw/d)。
Bomhard在1978年進行的一項2-年大鼠研究表明:在飲食中添加10000×10-6[相當(dāng)于喂養(yǎng)劑量雄性521 mg/kg(bw/d)、雌性709 mg/kg(bw/d)]的FWA 220。
上述試驗結(jié)果見表8[3]35。
表8 FWA 220生殖毒性試驗
另據(jù)資料介紹,在一項2代發(fā)育毒性研究中,Sprague-Dawley大鼠(26只/性別/組)經(jīng)口灌胃0、100、300或1 000 mg/kg(bw/d)劑量的熒光增白劑36星期(10星期在交配前、交配、懷孕和哺乳期直到安樂死)。結(jié)果在P或F1親本沒有發(fā)現(xiàn)繁殖參數(shù)與處理相關(guān)的影響。在F1和F2后代的發(fā)育或成長中沒有發(fā)現(xiàn)不良的、與處理相關(guān)的改變;因此觀察到有害作用的最低劑量(LOAEL)(全身毒性)=1 000 mg/kg(bw/d)(基于絕對和相對腎質(zhì)量的增加);NOAEL(全身毒性)=300 mg/kg(bw/d);NOAEL(生殖毒性)=1 000 mg/kg(bw/d)(試驗的最高劑量)[4]19。
由上得出結(jié)論:生殖毒性試驗結(jié)果顯示,F(xiàn)WA 220對大鼠的生殖沒有相關(guān)性,對大鼠沒有生殖毒性的跡象,對大鼠沒有致畸性;對生殖系統(tǒng)或發(fā)育中的胎兒沒有選擇性毒性。
3.1.9發(fā)育毒性
有學(xué)者在GLP條件下,根據(jù)EPA指南預(yù)防、農(nóng)藥及有害物質(zhì)辦公室(OPPTS)870.3700,對大鼠和兔子進行了發(fā)育毒性和致畸性研究。
Breslin(1998a)在對大鼠進行的范圍-測定研究中,10只懷孕的Sprague-Dawley大鼠/組在妊娠6~19天經(jīng)口灌胃3種不同劑量的試驗物質(zhì)FWA 220。認(rèn)為母鼠和胎兒的NOAEL是1 000 mg/kg(bw/d)。
Turck 1999年在發(fā)育完全的大鼠研究中,用30只懷孕的Sprague-Dawley大鼠/組,在妊娠6~19天經(jīng)口灌胃3種不同劑量的試驗物質(zhì)FWA 220。由于在任何劑量水平都沒有發(fā)現(xiàn)不利于母鼠的或發(fā)育的影響,所以母鼠和胎兒的NOAEL是試驗的最高劑量1 000 mg/kg(bw/d)。
Breslin(1998b)在對兔子進行的范圍-測定研究中,每組7只懷孕的新西蘭白兔在懷孕7~28天經(jīng)口灌胃3種不同劑量的試驗物質(zhì)FWA 220;因此母兔或胎兒的NOAEL是300 mg/kg(bw/d)。LOAEL(孕產(chǎn)婦和發(fā)育毒性)=1 000 mg/kg(bw/d)。
Turck(2000b)在發(fā)育完全的兔子研究中,每組7只懷孕的新西蘭白兔在懷孕7~28天經(jīng)口灌胃3種不同劑量的試驗物質(zhì)FWA 220;所以,確定母兔和胎兒的NOAEL為100 mg/kg(bw/d)。
上述試驗結(jié)果見表9。
表9 FWA 220發(fā)育毒性試驗
另據(jù)資料介紹:雌性新西蘭白兔(25只/組)在妊娠的7~28天經(jīng)口分別灌喂100、400和800 mg/kg(bw/d)劑量的FWA 220四鈉鹽。結(jié)果在100 mg/kg(bw/d)和400 mg/kg(bw/d)劑量組沒有發(fā)現(xiàn)對黃體數(shù)量、著床、存活胎兒、再吸收、子宮質(zhì)量和調(diào)整后的體重增加的影響。發(fā)育影響如胎兒體重降低、出血性虹膜的發(fā)生率增加、膽囊發(fā)育不良、膽囊發(fā)育不全和肺奇葉缺少被認(rèn)為是天然產(chǎn)生的,因為頻率不超過歷史發(fā)生率。外部和骨骼的檢查也沒有發(fā)現(xiàn)與處理相關(guān)的影響;因此:LOAEL(母體毒性)=400 mg/kg(bw/d)(基于減少的、軟的或脫色的糞便、早產(chǎn)和流產(chǎn));NOAEL(母體毒性)=100 mg/kg(bw/d);LOAEL(發(fā)育毒性)=400 mg/kg(bw/d)(基于胎兒毒性);NOAEL(發(fā)育毒性)=100 mg/kg(bw/d)[4]20。
由上得出結(jié)論:發(fā)育毒性試驗結(jié)果顯示,F(xiàn)WA 220對大鼠和兔子的發(fā)育沒有相關(guān)性,對大鼠沒有發(fā)育毒性的跡象,對大鼠和兔子沒有致畸性。
3.2生態(tài)毒理學(xué)數(shù)據(jù)
由于FWA 220的主要暴露單元是水環(huán)境和土壤,可能影響到水生和陸生生物的安全;但從實際監(jiān)測數(shù)據(jù)來看(見本文“2 FWA 220環(huán)境暴露的來源、分布和轉(zhuǎn)歸”),環(huán)境中FWA 220的濃度很低,不會造成環(huán)境危害。
3.2.1對水生生物的毒性
根據(jù)現(xiàn)有試驗室研究的結(jié)果,F(xiàn)WA 220對水生生物表現(xiàn)出很低的毒性[2]16-17。
在用魚、水蚤和藻類進行的短期實驗中,沒有發(fā)現(xiàn)FWA 220對它們的影響;所以,能夠斷定該物質(zhì)對水生生物沒有急性毒性。
汽巴-嘉基公司在GLP和靜態(tài)系統(tǒng)中超過96 h的分析監(jiān)測之下,對斑馬魚的急性毒性進行了試驗。
拜爾公司1992年進行了一項斑馬魚長期的GLP急性毒性試驗。
另有2個研究部門根據(jù)OECD指南202第1部分和GLP,使用大型水蚤進行了急性毒性試驗。
拜爾1993年根據(jù)OECD指南202第2部分和GLP以及使用半靜態(tài)暴露(每星期更新3次),對大型水蚤在長期暴露期間的慢性生殖毒性進行了試驗。
RCC Umweltchemie AG 1990年使用淡水藻按照OECD指南201和GLP進行了一項水生植物細胞生殖抑制試驗。
上述試驗結(jié)果見表10[3]20。
表10 FWA 220對水生和陸生生物和微生物毒性的檢測方法和結(jié)果
拜爾1999年根據(jù)規(guī)則歐共體(EG)L 133中C部分,一種類似于OECD-指南209的方法,將FWA 220對有活性的家庭淤泥的呼吸作用進行了試驗。在培育3 h后,在10 000 mg/L FWA 220試驗劑量下沒有發(fā)現(xiàn)呼吸速率受到抑制。這表明該物質(zhì)在污水處理廠或天然水體中對微生物的活性沒有顯著的影響。
作為推導(dǎo)預(yù)測水中無效應(yīng)濃度(PNECaqua)的基本值,最低可用的效應(yīng)值10 mg/L采用大型水蚤生殖試驗中的數(shù)據(jù)。由于長期試驗使用的物種來自于2個可用的營養(yǎng)水平(水蚤和藻類),推薦評價系數(shù)為50;所以水生生物的PNECaqua=10 mg/L/50=0.2 mg/L。
雖然沒有FWA 220在公共水域中的濃度測定結(jié)果;但從作為受納水最壞的情況,計算出來的PEC<0.36μg/L來看,水生生物的預(yù)測無效應(yīng)濃度PNECaqua= 0.2 mg/L遠大于0.36 μg/L,所以FWA 220不會對水環(huán)境產(chǎn)生安全風(fēng)險,有很高的使用安全性。
3.2.2對陸生生物的毒性
Solvias AG 1999年根據(jù) OECD指南 207,就FWA 220對赤子愛勝蚓的急性毒性進行了極限測試(見表10)。使用評價系數(shù)1 000,推導(dǎo)出陸生生物土壤中的預(yù)測無效應(yīng)濃度PNECsoil=10 mg/kg[2]17。
雖然缺少FWA 220在土壤中的濃度測定結(jié)果。但估計不會比在土壤中施用含熒光增白劑CXT污泥實驗中測得的濃度0.45 mg/kg高[5]33。因為熒光增白劑CXT在洗滌劑行業(yè)中的大量使用,會有比FWA 220更多的量從家庭污水中排放出來而被吸附、沉積到污泥中[5]23。對比陸生生物的預(yù)測無效應(yīng)濃度PNECsoil= 10 mg/kg和土壤中的熒光增白劑CXT濃度0.45 mg/ kg可以發(fā)現(xiàn),陸生生物預(yù)測無效應(yīng)濃度遠大于土壤中的濃度;據(jù)此可以推斷FWA 220不會對陸生生物產(chǎn)生危害。
經(jīng)過毒理學(xué)家多年來認(rèn)真、科學(xué)的試驗,根據(jù)現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù),得出了如下評估結(jié)論。
4.1對人類健康的評估
從FWA 220現(xiàn)有的動物和人類毒理學(xué)數(shù)據(jù)來看,由于其急性經(jīng)口和經(jīng)皮毒性很低;對皮膚沒有(在短期暴露后)或有輕微(在長期的暴露后)的刺激;對眼睛有輕微的刺激;重復(fù)傷害斑帖試驗,沒有發(fā)現(xiàn)刺激或皮膚過敏跡象;對細菌沒有誘導(dǎo)基因突變的作用;沒有影響細胞遺傳的誘導(dǎo)作用,沒有遺傳毒性;無致癌作用;沒有生殖、發(fā)育毒性的跡象;沒有致畸性。況且FWA 220在正常使用的情況下,人們接觸到它的濃度遠小于試驗濃度,所以它對人類健康是安全的。
另外多年來沒有關(guān)于因使用FWA 220增白過的紙制品而對人體造成傷害的報道,也說明了該產(chǎn)品對人類的使用安全性。
4.2對環(huán)境的初步評估
生產(chǎn)廠污水中預(yù)測的FWA 220環(huán)境濃度很小。來自于生產(chǎn)廠的污水最壞情況下的預(yù)測環(huán)境濃度PEC<0.36 μg/L。
因為FWA 220產(chǎn)品是鹽而且多為水溶液,所以在生產(chǎn)時沒有排放物進入大氣。在紙制品的增白處理過程中,以及廢紙回收利用可能發(fā)生釋放進入水環(huán)境的情況;但沒有關(guān)于熒光增白劑通過這些生命-周期步驟釋放的數(shù)量信息。
雖然沒有FWA 220在公共水域中的濃度測定結(jié)果;但從生產(chǎn)廠的污水最壞的情況來看,水生生物的預(yù)測無效應(yīng)濃度PNECaqua=0.2 mg/L,遠大于0.36 μg/L;所以FWA 220不會對水環(huán)境和水生生物產(chǎn)生安全風(fēng)險,有很高的使用安全性。
FWA 220對污泥吸附性高,雖不易生物降解或者說它的生物降解緩慢,但可光解。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,該物質(zhì)通過污水污泥吸附可以被消除75%~95%質(zhì)量分?jǐn)?shù),是消除FWA 220的主要方法。上層地表水直接光解作用是消除FWA 220的第2個方法,半衰期t1/2在3.9~5.2 h之間。
盡管缺乏生物體內(nèi)積累數(shù)據(jù),但可從離子性、高水溶性和較低的生物積累因子BAF=1.3推斷FWA 220不容易在生物體內(nèi)積累。
雖然缺少FWA 220在土壤中的濃度測定結(jié)果;但估計不會比在洗滌劑行業(yè)中大量使用的熒光增白劑CXT在污泥實驗中測得的濃度0.45 mg/kg高;因此對于預(yù)測無效應(yīng)濃度PNECsoil=10 mg/kg的陸生生物來講,土壤中的FWA 220不會對陸生生物造成危害,對土壤環(huán)境是安全的。
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[2]OECD SIDS.Fluorescent Brightener 220[R].Unep publications,2005.
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[4]US EPA.Stilbene Fluorescent Brighteners[J].US EPA Hazard Characterization Document,2012.
[5]董仲生.從洗滌劑用熒光增白劑CXT的毒理學(xué)數(shù)據(jù)看其使用安全性[J].中國洗滌用品工業(yè),2012(4).
Toxicological Data and Safety of Fluorescent Whitening Agent 220
DONG Zhong-sheng1,WANG Zhen-yuan2,DONG Si-hang3
(1.ShenyangResearchInstituteofChemicalIndustry,Shenyang110021,China;2.ShenyangCenkeyChemicalCo.,Ltd.,Shenyang 110121,China;3.Institute of Applied Ecology,Chinese Academy of Sciences Shenyang 110016,China)
At present fluorescent whitening agent 220 is widely used in papermaking industry.it can be used for paper pulp,surface coating,surface sizing and other whitening process,it has a long applied history at home and abroad. At the same time its safety has been people's attention for many years.This article simply describes the use characteristics of fluorescent whitening agent 220.Meantime according to the OECD SIDS assessment report and other related information of fluorescent whitening agent 220,its a detailed introduction has been made by the Sources of environmental exposure,environmental distribution and fate,acute toxicity,irritation,sensitization,repeated dose toxicity,genetic toxicity(gene mutations,cell genetics),carcinogenicity,reproductive toxicity,developmental toxicity and aquatic and terrestrial toxicity effects on human health,animal and environment.The purpose is to let people has a more comprehensive knowledge and understanding in the use safety of it.
fluorescent whitening agent 220;toxicological data;toxicity;LD 50;NOAEL
R122.1+1
A
1007-2225(2015)02-0001-09
董仲生先生(1964-),學(xué)士學(xué)位,高級工程師;從事染料、熒光增白劑、印染助劑等標(biāo)準(zhǔn)的制修訂和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗工作;E-mail:dongzhongsheng@ sinochem.com。
本文文獻格式:董仲生,王振元,董斯航.熒光增白劑220的毒理學(xué)數(shù)據(jù)和其使用安全性[J].造紙化學(xué)品,2015,27(2)∶1-9.
2015-01-29(修回)