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双酚A的(简介,合成与应用,生物学效应,对环境的影响)

Release Time:2021-04-12

双酚A的简介
双酚A (BPA),属于有机化合物家族的无色结晶固体,分子式是C15H16O2BPA最著名的用途是用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂,特别是那些存在于水瓶、婴儿奶瓶和其他饮料和食品容器中的塑料。它也因其从这些产品中滤出的倾向而广为人知,这使它成为公众健康和环境关切的主题。在21世纪初,全球每年的BPA产量超过60亿磅(27亿公斤),其中大约三分之一是在美国生产的,特别是在该国,人类与双酚A的接触被认为是普遍的。2008年发表的一项研究估计,超过90%的6岁及以上美国人的尿液中检测到BPA。一般来说,人体中的BPA含量远低于每天每公斤体重50微克,这是美国环境保护署(EPA)设定的最大可接受(或“参考”)剂量。尽管BPA在人类中存在,并与动物的生殖和发育毒性有关,但大多数国家并没有对BPA产品的生产、进口或销售实施规定。这在很大程度上是由于低水平接触和对人类健康的不利影响之间存在直接联系的科学证据相互矛盾。另一方面,一些国家和地区,包括加拿大、欧洲、瑞典和美国,已经正式禁止在婴儿和儿童产品中使用BPA,包括各种各样的婴儿配方奶粉罐头、婴儿奶瓶和吸管杯。

双酚A的合成与应用
1891年,俄罗斯化学家亚历山大·p·戴宁首次合成了双酚A,他在酸性催化剂的作用下将苯酚和丙酮结合,产生了这种化学物质。20世纪50年代,科学家发现BPA与光气(羰基氯)反应产生一种透明的硬质树脂,称为聚碳酸酯,这种树脂被广泛用于塑料制造。双酚A聚碳酸酯塑料是非常坚固和稳定。它们能经受高温,能经受微波炉的加热,也能经受高冲击碰撞,使它们成为安全设备不可或缺的组成部分,包括安全眼镜、面罩、摩托车头盔和防弹窗户。作为环氧树脂的一种成分,在保护性涂层中,例如那些内衬在罐头的内表面,BPA有助于延长食品和饮料产品的保质期。由于双酚A塑料的弹性,它们被用于诸如心肺机、恒温箱、人工肾脏(血液透析器)、牙科密封剂和填充物等医疗设备,而且它们的轻重量和光学清晰度使它们特别适用于眼镜。这种化学物质也存在于许多其他产品中,包括光盘和纸质收据。

双酚A的生物学效应
虽然在20世纪后半叶双酚a在塑料中得到了广泛的应用,但在20世纪30年代,科学家们将其作为一种合成雌激素开发出来,并指出了其致癌特性的可能性。在20世纪90年代初,由美国内分泌学家大卫·费尔德曼领导的一个研究小组意外地在用于培养酵母细胞的聚碳酸酯烧瓶的培养基中发现了BPA,它的雌激素作用的重要性重新浮出水面。科学家们继续从烧瓶中高压灭菌(在非常高的温度和压力下灭菌)的水样本中分离出BPA,证实了他们之前在酵母培养物中检测到的化学物质实际上来自于制造烧瓶的塑料。他们还发现,双酚A在细胞中产生的雌激素作用水平比生产聚碳酸酯塑料的公司用于安全评估的水平低5到10倍。随后,人们发现BPA不仅可以从塑料中提取,锡罐中的树脂也可以。各种条件都有助于浸出过程,包括光化学分解、高温暴露、乙醇的存在以及塑料或树脂的老化。其他研究表明,游离的未聚合的BPA可能一直存在于塑料和树脂中。
从20世纪90年代中期开始,大量研究表明,高水平和低水平接触BPA都会干扰动物的内分泌系统,从而对动物的生殖和发育产生不利影响。(内分泌系统产生和分泌激素,这些激素可以调节从生殖和发育到能量平衡和应激反应等一系列过程。)大量关于这一主题的科学文献中发现的例子包括:雄性小鼠睾丸精子数量减少、非洲爪蟾蛙的致畸效应、黑头米诺鱼精子和卵子的损害以及雄性剑尾鱼精子生产的损害。BPA也被发现对动物的性行为有非常微妙的影响。例如,健康的雌性鹿鼠(Peromyscus maniculatus)被发现通过母鼠饮食避免接触BPA的雄性鹿鼠;此外,外表正常的雄性在导航和探索行为方面表现出了缺陷,这支持了它们寻找雌性伴侣的能力。BPA在大鼠和小鼠等哺乳动物中已经被发现可以跨越胎盘屏障,在人类母体和胎儿血清以及人类胎盘组织中也已检测到BPA。因此,BPA可以进入人体子宫的组织和液体中。然而,目前还不清楚这种化学物质是否会以及如何影响人类胎儿的发育。同样,BPA是否会对人体内分泌系统的功能产生不利影响也是一个有争议的问题。许多猜测都集中在BPA是否在人体中是一种真正的内分泌干扰物(EDC)(广义上讲,EDC是一种外源性物质,来自体外,干扰体内的天然激素)。其他,如滴滴涕和己烯雌酚,已被认为与先天(出生)缺陷、生育率下降以及人类的肥胖、糖尿病和癌症等疾病有关。双酚A,双酚S和双酚F,都是双酚A的替代品,它们与肥胖有关,尤其是儿童肥胖。

双酚A对环境的影响
2010年,美国环保局报告称,每年有超过100万磅(45.4万公斤)的BPA被释放到环境水库中,包括土壤、河流、湖泊和海洋。环境污染的主要途径包括垃圾填埋场的浸出和市政供水的排放,例如与废水处理厂和造纸厂有关的排放。在世界海洋中,BPA的主要来源是塑料污染。然而,虽然海水加速了BPA塑料的分解,但浸出后的BPA在海洋物种组织中积累的倾向相当低。另一方面,对陆地和淡水物种的研究表明,即使长时间接触低浓度的化学物质也会造成异常。例如,在植物中,BPA暴露会导致根尖细胞微核增加,表明DNA受损。某些种类的爬行动物的性别决定通常受温度的影响,BPA暴露会导致性别比例偏向雌性。

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