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【中文名】巴豆醛
【英文名】Crotonaldehyde
【CA登录号】4170-30-3
【分子式】C4H6O
【分子量】70.09
【化学结构式】
CH3CH=CHCHO
【外观】无色或草黄色的液体, 有强烈的刺激性及窒息性气味。
【物化常数】沸点 102℃,熔点 -76.5℃,相对密度 0.853/20℃/20℃,水中溶解度 18.1g/100g /20℃,19.2g/100g/5℃,与醇、醚及苯互溶,蒸气相对密度 2.41,蒸气压 30mmHg/25℃,嗅阈值,空气中0.021mg/m3,水中 525ppb。
COD 2.28g/g BOD 0.8(2.12)g/g,生态毒性, LC50 Bluegill sunfish (Lepomis macrochirus) 3.5 ppm/96 hr,Menidia beryllina 1.3 ppm/96 hr。
在大气中,巴豆醛可以很快地被光化学所诱发羟基游离基所降解,其相应的半衰期为11~12小时。
在水体中,也可以被光化学催化所产生的氧化剂所降解,其相应的半衰期为 120太阳小时,而从水体中挥发消失的半衰期,对模拟河流及湖泊分别为40小时及15天。
在土壤中,巴豆醛可以进行渗析,并可以从干土表面挥发而去, 在土壤中它可以在好氧及厌氧条件下进行生物降解。它还能进行自身聚合。其生物富集性较弱。
【毒性】对人类及实验动物的致癌作用均无确实的证据,IARC将其归类为3。ACGIH将其归类为A3。当巴豆醛的浓度达到4.1ppm时即对人类的鼻子及上呼吸道产生刺激,并具有催泪作用。可以通过皮肤或吸入而中毒,严重时可致死。可以引起角膜损害,上呼吸道刺激可以引起肺气肿,还对实验动物的脾及肝造成伤害, LC50 大鼠 1500 ppm 30 min,200 mg/m3/2hr, I小鼠吸入580 mg/m3/2hr, LD50大鼠 经口 80 mg/kg,小鼠 经口104 mg/kg。
【安全性质】爆炸极限 2.1~15.5%(体积),闪点 13℃,闭杯,自燃点232.2℃,在加热或在碱性物质接触时,可能发生危害性聚合现象。
【接触极限及其它】GBZ 2 2002工业场所有害因素职业接触限值:最高容许浓度MAC 12 mg/m3,美国OSHA TWA 2 ppm (6 mg/m3)。
在生产丁醇过程中, 由乙醛制备巴豆醛的生产废水, 在处理过程中为了提高巴豆醛的生化处理能力, 可先用乙酸乙酯萃取, 使废水中的焦油状物质从9590毫克/升降低到 170 毫克/升, 醋酸从 33 毫克/升降低到 4 毫克/升, COD 从 57000 毫克/升降至 9700 毫克/升, 可使曝气池的处理能力增加一倍[1]。
另外一些 α、β-不饱和醛或酮也可用碱加热处理法来提高生化处理的效率。 如丙烯醛、甲基丙烯醛、巴豆醛、 2,4-已二烯醛、2-乙基巴豆醛等均可用氢氧化钠调整 pH 至8, 再在 80~100℃加热 15~30分钟, 使其转化成其它产物, 并提高 BOD/COD的比值, 有利于作进一步的生化处理[2][3][4]。
在Wacker 氏法由乙烯氧化过程中产生的废水中, 含有氯乙醛、α-氯代巴豆醛及氯乙酸, 可加入 NH3、NH4+盐或胺, 再在 1 兆帕压力下加热到 70~300℃(以100~160℃为好)反应 5~60 分钟。反应器可使用管式的, 可以是连续操作也可以是分批操作, 则处理后能生成易于过滤的固体, 而处理后水的生物可降解性也得到提高[5]。
在用生化法处理含醛废水时, 醛的含量可以较高, 如乙醛及巴豆醛的最大允许浓度分别为 1000 及600 毫克/升。 在氧化时, 起主导作用的微生物是 Pseudomonas, 其它还有 Bacillus、Mycobacterium globiforme、Sarcina subflava 以及 Micrococcus 等。这些菌种除处理上述醛外, 也可以处理这些醛在生化降解过程中产生的中间体。
在巴豆醛生物氧化时, 可很快被活性污泥氧化成巴豆酸, 而巴豆酸的降解远比巴豆醛降解为巴豆酸的速度慢。 因此生化反应可以看作是分二阶段进行的。 观察其摄氧速率, 可见当加入巴豆醛时, 摄氧率很高, 而当巴豆醛氧化后, 则摄氧先停止, 然后再慢慢上升, 如果以巴豆醇或巴豆酸作基质进行生物氧化时, 就无上述现象发生[6][7]。
含氯代醛的废水也可先用曝气 (50~100℃)处理, 再进行生化处理, 如 500 毫升废水中含有氯乙醛 776 毫克/升, 巴豆醛 18 毫克/升, TOC 1122毫克/升, COD 429 毫克/升, 加热到70℃, 先以空气为 2 升/分的速度曝气, 并用氢氧化钙将pH调至11, 再曝气 30 分钟, 则pH降低到 7.76, TOC 降低到 1023毫克/升, COD降为446 毫克/升。 如果用活性污泥法处理 18 小时, TOC 可降至 60 毫克/升[8]。
含甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、丙烯醛及巴豆醛废水可以先加入亚硫酸钠或亚硫酸铵或亚硫酸铵及亚硫酸氢铵的混合物(HSO3-/SO3==0~19), 使醛结合后, 可作进一步的生化处理[9]。
为了提高甲醛, 氯乙醛及巴豆醛的降解, 也可在废水中加入过量的活性污泥, 然后再进行活性污泥法处理, 其处理效果常可得到提高[10]。
参考文献
[1] Ivanov M N et al. Vodosnabzh. Sanit. Tekh. 1970;(11):15~16.
[2] Petrenki M B , Gorban N S. Biokhim. Ochistka Stochnykh Vod. Mater., Resp. Konf., 1st, 1972; Edited by Zatula D G, Rotmmistrov M N “Naukova Dumka”.
[3] Lashley E R Jr. Ger. Offen. 2427088.
[4] Lashley E R Jr. US 3923648
[5] Opavsky W, Macpherson E Ger. Offen. 2430193.
[6] Kuriyama Mitsuo, Saito Akira Hako Kogaku Zasshi 1968;46(8):645~648.
[7] Saito Akira, Kuriyama Mitsuo Hako Kogaku Zasshi 1968;46(8);641~644.
[8] Tsuchiya Kazuo et al. Japan. Kokai 77 155861.
[9] Ishida Shinichi et al. Ger. Offen. 2209098.
[10] Tsuchiya Kazuo Japan. Kokai 78 16465.
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