煤焦油
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煤焦油(Template:Langx)是一种使用煤碳生产焦炭和煤气过程中产生的副产品——一种呈浓稠黑色,且具烟味和烧焦味的液体[1][2][3]。它是矿物杂酚油中的一种。煤焦油可供医疗和工业之用[1][4]。它在医学上是一种外用药物(局部用药),用于治疗干癣和脂漏性皮炎(头皮屑)[5]。它可与Template:Le结合使用[5]。在工业上可用于铁路枕木防腐剂,并用于道路铺面[6]。美国联邦政府于1980年发布的第一份致癌物报告(Report on Carcinogens,参见美国国家毒物计划)中将其列入已知人类致癌物[7]。
煤焦油最早约于1665年被发现,且早在1800年代就用于医疗目的[6][8]。人类约于1850年发现它可作为合成染料的主要原料,继而促成此产业出现[9]。煤焦油已列入世界卫生组织基本药物标准清单之中[10]。市面上有煤焦油的通用名药物流通,它是一种非处方药[4]。
使用煤焦油的副作用有皮肤不适、日光敏感性、过敏反应和皮肤变色[5]。个体于怀孕期间使用是否对胎儿有安全上的顾虑尚未被了解,而个体于母乳哺育期间使用,可能对婴儿不利,通常不建议使用[11]。煤焦油的确切作用机制尚未被了解[12]。它是酚类、多环芳香烃和杂环化合物的复杂混合物,[1]具有抗真菌、抗发炎、Template:Le和抗寄生虫的特性[12]。
构成[编辑]
煤焦油由煤碳经热裂解而产生。其组成随加工过程和煤种(褐煤、烟煤或无烟煤)而异[13]。
它是约10,000种化合物的混合体,其中只有约50%受到鉴定[14],成分中大部分是多环芳香烃[15][16]。
- 多环芳香烃(4环:䓛、荧蒽、芘、三亚苯、骈四苯及苯骈[a]蒽、5环:苉、苯骈[a]芘、苯骈[e]芘、苯并荧蒽及苝、6环:二苯并芘、二苯并芴(dibenzofluoranthenes)及苯并[ghi]苝、7环:蒄)
- 甲基化和多甲基化衍生物、单羟基化和多羟基化衍生物以及杂环化合物[17][18]。
其他:苯、甲苯、二甲苯、异丙苯、苯并呋喃、茚、萘、甲基萘、1,2-二氢苊、芴、苯酚、甲酚、吡啶、Template:Le、菲、咔唑、喹啉、荧蒽[13]。其中许多成分都是已知的致癌物[19][20]。
衍生物[编辑]
各种酚类煤焦油衍生物具有镇痛作用,如乙酰苯胺、非那西丁和乙酰胺酚(扑热息痛)[21]。乙酰胺酚可能是目前唯一仍在使用的煤焦油衍生镇痛药[22]。工业用苯酚现在通常由原油,而非煤焦油合成[23]。
患有遗传性葡萄糖六磷酸去氢酵素缺乏症(G6PD缺乏症)的个体禁用煤焦油衍生物,因为会导致氧化压力,而造成红细胞破坏[24]。
作用机制[编辑]
煤焦油确切的作用机制尚未被了解[12]。煤焦油是酚类、PAHs和杂环化合物的复杂混合物[1]。 它是一种角质软化剂,可降低皮肤细胞的生长速度,并软化皮肤角质层[13][25]。
用途[编辑]
医学[编辑]
煤焦油已列入世界卫生组织基本药物标准清单中,是医疗系统中最有效、最安全的药物[10]。市面上有其通用名药物流通,且为非处方药[4]。
药用洗发水、肥皂和药膏中可加入煤焦油成分。它具有抗真菌、抗发炎、抗发瘙和抗寄生虫的特性[12]。可用作治疗头皮屑和干癣的外用药,以及用来杀灭和驱除头虱[5]。它可与紫外线光疗法结合使用(煤焦油中的某些成分可增加皮肤对紫外线的敏感度,增强治疗效果)[5]。
使用的煤焦油有两种形式:原煤焦油(拉丁语:pix carbonis)或煤焦油溶液(拉丁语:liquor picis carbonis,LPC),也称为煤焦油洗剂(liquor carbonis detergens,LCD)[12][26][27]。市面上的商品名称有Denorex、Balnetar、Psoriasin、Tegrin、T/Gel和Neutar等。临时配制的局部用药制作方式为:首先将20%的煤焦油溶解于酒精中,接着加入5%的吐温80,形成煤焦油溶液。最后将此溶液稀释于凡士林等软膏基质中。
建筑用途[编辑]
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煤焦油是首批用作道路密封层的材料。英国威尔士发明家Template:Le首先开发出的Template:Le(简称tarmac)由煤焦油沥青覆盖的花岗岩碎石铺砌而成。后来使用的填充料是工业炉渣。如今更为常用的是石油衍生的粘合剂和密封剂。这些密封剂用于延长路面使用寿命,并降低维护成本,通常用于路面、停车场和人行道的铺设[28]。
含煤焦油成分的密封剂通常是加入20%至35%的煤焦油沥青[29]。研究[30]显示美国各处均使用煤焦油密封剂,然而已有一些地区出于环境、人体健康及防止污染的考量而禁止在密封剂产品中添加煤焦油,[31][32][33]例如在华盛顿哥伦比亚特区、德克萨斯州奥斯汀市、威斯康辛州戴恩郡、华盛顿州以及明尼苏达州的几个城市等[34][35]。
工业用途[编辑]
现代煤焦油主要应用于燃料和沥青等。全球每年煤焦油交易的总价约为200亿美元[36]。
- 燃料。
- 制造涂料、合成染料(尤其是柠檬黄(黄色5号))和摄影材料[37]。
- 作为锅炉燃料,但必须预热才能顺畅流动,与重油相似[38]。
- 制作炭黑用原料[39]。
- 生产石墨的粘合剂。“生胚”在石墨生产过程中经高温烘烤,其中的煤焦油粘合剂会转化为挥发性焦炉挥发物(COV)。为防止COV污染环境,通常会将其送入焚烧炉处理[40][41]。
- 电弧炉Template:Le的主要粘合剂,将焦炭或煅烧无烟煤等固体填料结合在一起,形成电极糊(众人熟知的Söderberg电极糊)。[42]。
- 生产更高价值馏分(例如石脑油、矿物杂酚油和沥青)的原料。许多公司在煤气时代因蒸馏煤焦油以分离这些馏分,而发现许多工业化学品。
Template:Le、英国焦油产品公司、兰开夏焦油蒸馏公司、米德兰焦油蒸馏公司、Newton, Chambers & Company(Izal品牌消毒剂的生产者)及Sadlers化学品公司。
安全性[编辑]
使用煤焦油的副作用有皮肤不适、日光敏感性、过敏反应和皮肤变色。个体于怀孕期间使用是否对胎儿有安全上的顾虑尚未被了解,而个体于母乳哺育期间使用,可能对婴儿不利,通常不建议使用[45]。 美国Template:Le认为煤焦油是数百万患有干癣癣和其他头皮或皮肤病人们的宝贵、安全且廉价的治疗选择[46]。根据美国食品药物管理局(FDA),含有0.5%至5%之间煤焦油的制剂被认为在治疗干癣方面为既安全且有效[47]。
癌症[编辑]
长期且持续接触煤焦油可能会增加罹患非黑色素瘤皮肤癌的风险[48]。医用煤焦油是否会导致癌症,,因为缺乏足够的数据而尚无定论,通常医用煤焦油不会长时间停留在皮肤上[49]。而煤焦油在职业暴露、动物模型和机制研究中确实会导致癌症,[17]目前研究显示短期用药,并不会导致人类癌症风险显著上升[49]。
煤焦油含有许多PAHs,据信其代谢物会与DNA结合,并损害DNA[20]。煤焦油和空气污染物中所含的PAHs会诱导表皮细胞的免疫衰老和细胞毒性[50][51]。皮肤在短期暴露于PAHs后可自行修复,但在长期暴露后会失去修复的能力[49]。长期暴露后会产生"Template:Le,又称焦油疣",可发展成鳞状细胞癌[13]。
煤焦油是所发现的首批职业暴露会导致癌症的化学物质之一(于1775年在研究烟囱清扫工癌症的研究中得到证实)[13]。现代研究显示接触煤焦油沥青的工作,例如铺路或铺设屋顶,会增加罹癌风险[17]。
国际癌症研究机构将煤焦油列为第一类致癌物,表示其会直接导致癌症[17][52][53]。美国卫生及公共服务部将煤焦油列为已知人类致癌物[54]。
美国一些城市为应对公众对PAHs致癌性的担忧(例如密尔瓦基市),已禁止使用常见的煤焦油道路和车道密封剂,理由是担心地下水中PAHs含量会因此升高[55]。
其他用途[编辑]
用煤焦油制剂治疗过的皮肤会增加对阳光的敏感性(可能导致光照性皮炎),[56]因此应避免阳光照射。
高温蒸馏煤焦油后的残留物,主要是由三个或更多个稠环芳香烃组成的复杂混合物,根据欧盟相关法规,该物质于2010年1月13日被正式列入高度关注物质名单[57]。
管理规范[编辑]
在工作场所,可能会经由呼吸、皮肤或眼睛而发生接触煤焦油沥青挥发物的情况。美国职业安全与健康管理局(OSHA)将苯可溶性部分的建议暴露限值设定为每天8小时0.2毫克/立方米。美国国立职业安全与健康研究所(NIOSH)订定环己烷可萃取部分的建议暴露限值为每天8小时0.1毫克/立方米。煤焦油沥青挥发物在在80毫克/立方米的浓度下会立即对生命和健康造成危险[58]。
煤焦油制剂在美国被当作非处方药,由FDA监管。
参见[编辑]
- Template:Le,一种从干馏褐煤、矿物蜡或沥青页岩中获得的页岩油,曾广泛用于照明
- 焦油
参考文献[编辑]
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外部链接[编辑]
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