聚丙烯酰胺的毒性
聚丙烯酰胺及其水解體是低毒的。大多數(shù)商品不刺激皮膚。但是，某些水解體可能有殘余的堿性，當(dāng)反復(fù)，長(zhǎng)期接觸時(shí)會(huì)有刺激性。在裝卸，使用時(shí)應(yīng)盡量避免與皮膚直接接觸。
許多聚丙烯酰胺商品已被美國(guó)環(huán)境保護(hù)局和食品，藥品管理局批準(zhǔn)可用為飲用水處理，工業(yè)聚丙烯酰胺糖汁澄清的水果，丙烯酰胺重要的化學(xué)反應(yīng)蔬菜洗滌等。但是，應(yīng)用的最大劑量是有限制的。丙烯酰胺在聚合物中的殘余量應(yīng)小于0.05%。
聚丙烯酰胺本身基本無(wú)毒，因?yàn)樗谶M(jìn)入人體后，絕大部分在短期內(nèi)排出體外，很少被消化道吸收。多數(shù)商品也不刺激皮膚，只有某些水解體可能有殘余堿，當(dāng)反復(fù)，長(zhǎng)期接觸時(shí)會(huì)有刺激性。聚丙烯酰胺的毒性來(lái)自殘留的丙烯酰胺單體和生產(chǎn)過(guò)程中夾帶的有毒重金屬。
丙烯酰胺為神經(jīng)性致毒劑，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有損傷作用，工業(yè)聚丙烯酰胺中毒后表現(xiàn)出肌體無(wú)力，運(yùn)動(dòng)失調(diào)等癥狀。
由于聚丙烯酰胺的起始原料是具有高毒性的氰化物-丙烯腈(AN)，人們對(duì)聚丙烯酰胺的毒性關(guān)注是十分自然的事。AN在國(guó)外工業(yè)廢水中的排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.1*10^-6(英，蘇)，0.2*lO^-6(美)。實(shí)際上，就聚丙烯酰胺而言，因聚丙烯酰胺中AN含量一般在3*10^-6以，若以200*10^-6的聚丙烯酰胺處理廢水為最大添加量，AN在被處理水中的含量最大只有0.006*10^-6，故聚丙烯酰胺中AN對(duì)水質(zhì)的影響可以不加考慮。
丙烯酰胺的毒性早在1954年美國(guó)氰胺公司就開(kāi)始研究，工業(yè)聚丙烯酰胺其后美國(guó)道氏化學(xué)公司又進(jìn)行了系統(tǒng)的動(dòng)物試驗(yàn)，國(guó)外這類研究一直延續(xù)至今。研究表明，丙烯酰胺重要的化學(xué)反應(yīng)丙烯酰胺具有中等毒性，在急性中毒方面，10%的丙烯酰胺水溶液接觸皮膚后易被吸收并引起刺激。40%的高濃度溶液與眼接觸可引起結(jié)膜和角膜致痛損傷。丙烯酰胺對(duì)貓的內(nèi)膜膜注射一次劑量為100mg/kg體重，會(huì)引起嚴(yán)重的神經(jīng)中毒；200mg/kg時(shí)會(huì)導(dǎo)致猴子死亡。故國(guó)外研究人員建議丙烯酰胺的工業(yè)暴露量應(yīng)控制在工人每日吸收量不超過(guò)0.05mg/kg體重，居民吸收總量限制在萬(wàn)分之5mg/kg體重。
國(guó)外對(duì)非離子型和陰離子型聚丙烯酰胺的毒性有過(guò)許多研究。研究表明，無(wú)論對(duì)動(dòng)物喂養(yǎng)，人體接觸都未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。
某些陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺情況就復(fù)雜得多，這是因?yàn)殛?yáng)離子型聚丙烯酰胺中引入的胺基類等基團(tuán)，聚丙烯酰胺,pam,陰離子聚丙烯酰胺,非離子聚丙烯酰胺,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺--鞏義市泰和水處理材料有限公司其毒性往往數(shù)十至數(shù)百倍地高于陰離子型，非離子型聚丙烯酰胺。它們的慢性毒性，正在進(jìn)一步研究中。各種丙烯酰胺共聚物毒性應(yīng)單獨(dú)考慮。干燥的陽(yáng)離子聚合物有毒，其經(jīng)口(對(duì)鼠)和經(jīng)皮膚(對(duì)兔)的半致死劑量(LD50)分別大于5.0g/kg體重和20g/kg體重。非離子，陰離子和陽(yáng)離子乳液聚合物的經(jīng)口(對(duì)鼠)和經(jīng)皮膚(對(duì)兔)的LD50值都大于10g/kg體重。對(duì)兔進(jìn)行的初步刺激研究表明，干燥的非離子和陽(yáng)離子聚合物不刺激皮膚，對(duì)眼的刺激性也極小。干燥的陰離子型聚丙烯酰胺對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的眼睛或皮膚無(wú)刺激性。非離子乳液聚合物對(duì)兔子的眼晴產(chǎn)生嚴(yán)重的刺激性，而陰離子和陽(yáng)離子的乳液聚合物對(duì)兔子的眼睛產(chǎn)生極微的刺激性。
聚丙烯酰胺工業(yè)產(chǎn)品中殘留丙烯酰胺的含量各國(guó)衛(wèi)生部門(mén)均有規(guī)定，一般為0.5%-0.05%。如應(yīng)用于水的一般純化處理時(shí)，丙烯酰胺含量在0.2%以下；用于直接飲用水處理時(shí)，須在0.05%以下。國(guó)際健康衛(wèi)生組織1985年出版的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)指出：聚丙烯酰胺中丙烯酰胺殘留量控制在0.05%以下并控制用量時(shí)，處理后水中丙烯酰胺的含量將低于0.25 5g/L，符合大多數(shù)國(guó)家的飲水標(biāo)準(zhǔn)。排放水中丙烯酰胺的含量應(yīng)在1-50μg/L之間，因此歐美主要國(guó)家一般規(guī)定，飲用水處理及食品工業(yè)用聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺含量應(yīng)在0.05%以下，并控制聚丙烯酰胺用量。各國(guó)對(duì)用作飲用水處理的聚丙烯酰胺的質(zhì)量要求見(jiàn)表2-12。

聚丙烯酰胺降解后的毒性
中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所李大平的研究結(jié)果表明，在自然條件下，聚丙烯酰胺會(huì)發(fā)生緩慢的物理降解(熱，剪切)，化學(xué)降解(水解，氧化及催化氧化)和生物降解，最終生成各種低聚物以及具有神經(jīng)毒性劇毒的丙烯酰胺單體，對(duì)人體造成極大地間接或直接危害。

聚丙烯酰胺在自然條件下的分解和潛在毒性
過(guò)去通常認(rèn)為聚丙烯酰胺是非常穩(wěn)定的高分子聚合物，事實(shí)上，在自然條件下，聚丙烯酰胺會(huì)發(fā)生緩慢的物理降解(熱，剪切)，化學(xué)降解(水解，氧化以及催化氧化)和生物降解(微生物酶解)。這些降解主要是通過(guò)激發(fā)產(chǎn)生自由基引起連鎖氧化反應(yīng)，從而造成聚合物主鏈斷裂和相對(duì)分子質(zhì)量降低，水溶液黏度損失，在對(duì)聚丙烯酰胺的穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn)，聚丙烯酰胺在水溶液中同時(shí)發(fā)生兩種化學(xué)降解反應(yīng)：①水解反應(yīng)，引起側(cè)基結(jié)構(gòu)的變化，由酰胺基轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基；②氧化反應(yīng)，引起主鏈的斷裂，使聚合物相對(duì)分子質(zhì)量減少。氧化降解反應(yīng)具有自由基連鎖反應(yīng)的特征，對(duì)過(guò)氧化物，還原性有機(jī)雜質(zhì)以及過(guò)渡金屬離子等起著活化劑作用，產(chǎn)生活性自由基碎片，促進(jìn)聚合物氧化降解。聚合物中的過(guò)氧化物及產(chǎn)生的羥基化合物是引發(fā)聚合物氧化降解和光降解的主要成因。
聚丙烯酰胺根據(jù)其用途的不同，相對(duì)分子質(zhì)量一般在(200-2000)*10^4之間。由于降解作用，主鏈斷裂相對(duì)分子質(zhì)量大幅降低，產(chǎn)生大量的低聚物，低聚物的進(jìn)一步降解會(huì)產(chǎn)生大量的丙烯酰胺單體。而丙烯酰胺是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)其毒性國(guó)內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。對(duì)于環(huán)境中的丙烯酰胺濃度各國(guó)都有相應(yīng)的法律法規(guī)：美國(guó)職業(yè)安全與衛(wèi)生法(OSHA)規(guī)定職業(yè)接觸標(biāo)準(zhǔn)是空氣中丙烯酰胺的閾值-時(shí)間加權(quán)平均(TLA-TWA)為0.3mg/m3；我國(guó)費(fèi)渭泉等人提出，丙烯酰胺在水中的剩余濃度應(yīng)小于10*10^-9，英國(guó)規(guī)定飲料中丙烯酰胺含量小于0.25*10^-9；日本規(guī)定向河水中排放丙烯酰胺含量小于10*10^-9。由于其良好的水溶性，排入環(huán)境的丙烯酰胺基本上進(jìn)入地面水體和地下水中，可以通過(guò)皮膚，黏膜，呼吸道和口腔被吸收，廣泛分布在人的體液中，也能進(jìn)入胚胎中，引起中毒。丙烯酰胺的代謝主要是與谷胱甘肽結(jié)合發(fā)生反應(yīng)生成N-醋酸基-s-半胱氮酸，在肝，腦和皮膚通過(guò)酶和非酶發(fā)生催化結(jié)合反應(yīng)。它已被證明是染色體的斷裂劑，誘發(fā)染色體畸變。它能引起神經(jīng)毒性反應(yīng)，其毒性反應(yīng)是感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)失常，病理表現(xiàn)為四肢麻木，感覺(jué)異常，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，顫抖，感覺(jué)遲鈍和中腦損傷。攝入丙烯酰胺污染水會(huì)引起嗜睡，平衡紊亂，混合記憶喪失和幻覺(jué)。
毫無(wú)疑問(wèn)，聚丙烯酞酰胺本身是安全無(wú)毒的，因此其應(yīng)用范圍滲入到人們生活的方方面面，在食品，藥品及整容等直接關(guān)系人類健康的領(lǐng)域也有應(yīng)用。事實(shí)上，聚丙烯酰胺在環(huán)境中的遷移，降解引發(fā)的深遠(yuǎn)影響還并沒(méi)有得到認(rèn)識(shí)，因此很有必要對(duì)聚丙烯酰胺的生物降解開(kāi)展深入的研究，為消除其潛在毒性尋找合適的治理手段。

聚丙烯酰胺的污染與國(guó)內(nèi)外生物降解研究

丙烯酰胺中毒類型與防護(hù)
丙烯酸胺中毒在臨床上常分為亞急性和慢性兩種。
亞急性中毒：接觸丙烯酰胺的濃度或劑量較高，從接觸到發(fā)病時(shí)間一般不超過(guò)兩個(gè)月。臨床表現(xiàn)的癥狀，體征比較集中于皮膚，神經(jīng)系統(tǒng)和消化道，以神經(jīng)系統(tǒng)最為突出。神經(jīng)系統(tǒng)的損害，既有中樞神經(jīng)，也有末梢神經(jīng)，但以中樞神經(jīng)的損害較為突出，特別是共濟(jì)失調(diào)，其臨床表現(xiàn)為眼球水平震顫，出現(xiàn)肌張力減弱。具體表現(xiàn)是全身癥狀可在接觸高濃度或高劑量丙烯酰胺后幾天便出現(xiàn)。首先全身無(wú)力，此后出現(xiàn)納差，再后膚體麻刺感，走路不穩(wěn)，持物不牢，易摔倒，幾無(wú)力爬起。隨著病情演變，可出現(xiàn)痛，溫，觸的感覺(jué)有改變，但不明顯。局部皮膚可見(jiàn)發(fā)紅，蒼白，脫皮，角化，增殖等改變。肌電圖顯示周圍神經(jīng)病變，運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)速度減慢；血常規(guī)，腦脊液，免疫球蛋白等均未見(jiàn)改變。亞急性中毒經(jīng)適當(dāng)治療是可以痊愈的，病程長(zhǎng)的可達(dá)一年以上。
慢性中毒：慢性中毒的臨床表現(xiàn)以全身無(wú)力，納差，肢體麻刺感，手部脫皮和多汗等為常見(jiàn)；體征見(jiàn)膝反射減弱，肱二頭肌反射，肱三頭肌反射減弱或消失，痛，觸覺(jué)減退，出現(xiàn)手套，短襪樣感覺(jué)；出現(xiàn)紅斑，皮膚剝落，麻痹，眩暈，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作機(jī)能失調(diào)，四肢無(wú)力站立不穩(wěn)。肌電圖顯示周圍神經(jīng)病變。
急救措施：此化學(xué)品如觸及眼和皮膚，立即用大量水沖洗；如有人大量吸入，立即移離現(xiàn)場(chǎng)至新鮮空氣處，必要時(shí)，進(jìn)行人工呼吸；如丙烯酰胺被吞服，須服以大量水，誘吐，洗胃；但不省人事者，不宜進(jìn)行催吐，應(yīng)立即送醫(yī)院救治。
防護(hù)措施：生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)預(yù)防措施，設(shè)備應(yīng)密閉，加強(qiáng)廠房通風(fēng)，控制濃度在容許線之下。操作人員應(yīng)穿防護(hù)工作服，以防止皮膚反復(fù)或長(zhǎng)時(shí)間接觸；戴防護(hù)眼鏡，以防止眼睛的接觸。工作服如被濺及或受污染，應(yīng)每天更換。可滲透的工作服如被弄濕或受到污染，立即脫去。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)裝備安全信號(hào)指示器。

丙烯酰胺的安全作用
丙烯酰胺的安全使用，最重要的在于注意防止直接接觸。固體物可由皮膚接觸以及吸入粉塵與蒸氣進(jìn)入休內(nèi)，特別是在倒空包裝桶及包裝袋時(shí)特別注意。卸貨處須裝設(shè)通風(fēng)設(shè)施，使用防毒面具與防護(hù)衣，以保護(hù)工作人員。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用者須戴氯丁橡膠手套以及在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。固體丙烯酰胺在熔化加熱或與氧化劑接觸能產(chǎn)生猛烈聚合而爆炸。
固體丙烯酚胺可用具有聚丙烯襯里的金屬桶盛裝，貯存處須保持清潔，干燥。溫度一般保持在10-25℃之間，不超過(guò)50℃，并必須設(shè)有清除設(shè)施，以便在遇到外表破損時(shí)及時(shí)處理。對(duì)含污染雜質(zhì)的物品須立即埋掉。
50%丙烯酰胺溶液須在15.5-38℃之間貯存，溫度最高不得超過(guò)49℃。溫度也不可過(guò)低，因?yàn)楸０吩?4.5℃以下就會(huì)從溶液中析出結(jié)晶，而與阻聚劑分離；溫度超過(guò)50℃，則聚合速度變快。單體中須加銅離子與氧(用空氣飽和)作阻聚劑，并定期檢查庫(kù)存物中的阻聚劑含量和pH值。單體貯存期不應(yīng)超過(guò)6個(gè)月，在需要使溶液析出結(jié)晶再溶時(shí)，必須加溫水，但水溫不得超過(guò)50℃。
對(duì)溢出的大量丙烯酰胺可送至廢水處理站處理。小量的丙烯酰胺的處理，須用氧化還原引發(fā)劑使其聚合。對(duì)含丙烯酰胺的固體廢物則應(yīng)埋掉，以防污染。