2-乙基己基磷酸酯(Di(2-ethylhexyl) phosphate,简称DEHPA),CAS号12645-31-7,是一种有机磷酸酯化合物。其分子式为C16H35O4P,分子量约306.42 g/mol。该物质通常以无色至淡黄色液体形式存在,带有轻微的酯类气味。作为一种常见的萃取剂,DEHPA广泛应用于金属离子分离(如铜、锌的湿法冶金)、有机合成和作为磷酸酯类塑化剂的中间体。它的高亲脂性使其在非极性溶剂中溶解度良好,但在水中溶解度较低(约0.1-1 mg/L,视pH而定)。
从化学专业角度看,DEHPA的结构包含磷酸二烷基酯基团(-OP(O)(OH)OR),其中R为2-乙基己基链。这种长链烷基提高了其疏水性,但也可能导致在环境中持久存在。了解其环境影响需结合物理化学性质、生态毒理学数据和实际释放场景进行评估。
环境释放途径与分布
DEHPA主要通过工业排放进入环境,如冶金过程的废水、废弃溶剂或产品降解。工业废水中DEHPA浓度可达数mg/L,但通常经处理后稀释。在环境中,它倾向于吸附于土壤颗粒或沉积物中,而非水相溶解。这是因为其log Kow(辛醇-水分配系数)约为5.5-6.0,表明高度亲脂性。
大气释放较少,主要通过挥发(蒸气压约10^{-5} Pa at 25°C),但其低挥发性使其在大气中降解迅速。一旦进入水体或土壤,DEHPA可通过光解、生物降解或水解发生转化。水解速率在酸性条件下较快(半衰期数天至数周),但在中性或碱性环境中较慢。总体而言,DEHPA不是高度挥发性污染物,但其在土壤中的吸附可能导致局部累积。
生态毒性与生物影响
DEHPA的环境毒性中等偏上,主要体现在对水生生物的急性和慢性毒性上。根据OECD测试指南和相关文献(如ECOTOX数据库),其对水生生物的EC50(半数有效浓度)值如下:
鱼类:对虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)的96小时LC50约为10-50 mg/L,表明中等急性毒性。慢性暴露(如21天)可导致生长抑制和鳃组织损伤。
无脊椎动物:对水蚤(Daphnia magna)的48小时EC50为5-20 mg/L,显示较高敏感性。长期暴露可能干扰生殖和繁殖。
藻类:对绿藻(Pseudokirchneriella subcapitata)的72小时EC50约为20-100 mg/L,毒性较低,但可抑制光合作用。
在哺乳动物和鸟类中,DEHPA的急性口服LD50(大鼠)约为3-5 g/kg,属于低毒类别。但其可能作为内分泌干扰物,影响激素平衡,尽管证据尚不充分。磷酸酯类化合物一般可生物富集(BCF约为100-500),DEHPA的长链结构使其在脂肪组织中积累风险中等。
从分子水平看,DEHPA的毒性机制涉及磷酸酯基团与生物膜的相互作用,可能干扰细胞膜完整性和酶活性(如磷酸酶)。此外,其代谢产物(如2-乙基己醇)具有潜在生殖毒性,进一步放大环境风险。
持久性与降解
DEHPA在环境中的持久性(PBT属性)需评估其生物降解性、持久性和生物积累潜力:
生物降解:根据REACH法规下的测试,DEHPA在好氧条件下半衰期为28-60天(OECD 301B测试),属于可生物降解物质。但在厌氧环境(如沉积物)中,降解较慢,可能持久存在数月。
持久性:在水体中,光解和水解可加速降解,但土壤吸附后,其半衰期可延长至数月至一年。
生物积累:log Kow > 4表明潜在积累,但实际BCF数据有限,受pH和有机质影响。总体上,DEHPA不被分类为持久性有机污染物(POPs),但在高浓度释放区需警惕。
相比其他磷酸酯(如三苯基磷酸酯,TPhP),DEHPA的持久性较低,但其工业使用量大(全球年产量数万吨)可能导致累积效应。
人类健康与环境风险评估
环境影响间接影响人类健康,通过饮用水或食物链暴露。欧盟REACH评估显示,DEHPA的环境浓度通常低于预测无效应浓度(PNEC,约0.1-1 μg/L),风险商(PEC/PNEC)<1,表示低风险。但在污染热点(如矿区附近),浓度可超标,导致生态失衡。
从专业视角,DEHPA的pH依赖性毒性值得注意:在酸性条件下(pH<6),其解离形式(H2DEHP)毒性更高,可能加剧对酸性水体的影响。气候变化(如酸雨)可能放大其风险。
监管与缓解措施
DEHPA未被列入斯德哥尔摩公约POPs清单,但受欧盟REACH和美国TSCA监管。工业排放需符合废水标准(如欧盟 directive 2008/105/EC,磷酸酯限值<1 mg/L)。中国环境保护标准(GB 4287-2012)对类似有机磷污染物有排放限制。
缓解建议包括:
预防:采用封闭系统萃取,减少释放;使用生物可降解替代品(如短链磷酸酯)。
监测:定期检测废水和土壤中DEHPA水平,使用GC-MS或HPLC方法。
处理:活性炭吸附或高级氧化过程(AOPs,如UV/H2O2)可有效去除>90%的DEHPA。
研究方向:进一步生态毒理学研究,如多代暴露实验,以完善风险评估模型。
总之,2-乙基己基磷酸酯的环境影响中等,主要源于其对水生生态的毒性和潜在持久性。通过严格工业控制和监测,其风险可控。化学从业者应优先考虑可持续使用,以最小化生态足迹。