【科普】毒云漫天！氯乙烯究竟有多危险？

2023-03-09 15:22:49, 万竹婷

背景

2月3日，美国俄亥俄州发生列车脱轨起火事故，一列载有有毒化学物质氯乙烯的火车发生脱轨并爆炸，起火给当地的后续清理工作造成很大困难。俄亥俄州州长迈克·德温（Mike DeWine）在6号举行的新闻发布会上表示，经多方权衡后，当地政府决定对列车上的有毒化学物质实施就地排放，并疏散附近居民。

图一氯乙烯泄露（图片来源于CCTV）

当地政府采用“受控燃烧”的方法处理有毒物质，处理现场出现了浓浓的黑烟，这加剧了群众的恐慌，并对周围环境造成了污染，据报道，已经在附近水流中发现了死亡鱼类。

氯乙烯是什么？

氯乙烯，又名乙烯基氯，一种有毒易燃的无色气体，属于有机化合物，因为其存在不饱和双键, 很容易聚合, 能与乙烯、丙烯、丙烯腈等单体共聚，共聚产物可以制得各种性能的树脂^[1],在生活中广泛用于生产雨衣、玩具、电缆电线和人造革等，因此，氯乙烯是有机化工的重要的材料之一。

图二氯乙烯结构（图片来源于360百科）

氯乙烯从被发现之日一直在工业生产中担任重要角色，所以研究者不断改进制备方法，在保护环境的基础上，逐渐提高氯乙烯的产量。1835年法国人勒尼奥首先在乙醇溶液中用氢氧化钾处理二氯乙烷得到氯乙烯，20世纪30年代，德国科学家以氯化汞作催化剂，乙炔和氯化氢为反应原料合成氯乙烯，并首先实现了工业化生产。^[2]但是这种方法存在着汞污染。随着石油化工的迅速发展, 氯乙烯的合成也转向了以乙烯为原料，20世纪60年代，美国化学公司开发了乙烯氧氯化合成氯乙烯的方法，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速发展。

氯乙烯泄露有什么危害？

美国俄亥俄州脱轨的列车共有150节车厢，脱轨车厢约有50节，其中有5节车厢运载10万加仑液态氯乙烯，10万加仑约等于38万升，这里是氯乙烯液体的体积，氯乙烯常温会汽化，在正常大气压15℃时，氯乙烯的气液容积比为365L/L，气体体积膨胀后是13870万升的有毒气体，不仅会对当地环境造成污染，还会危害人体健康。

氯乙烯本身就具有毒性能够造成环境污染，而且氯乙烯还可以参与光化学烟雾反应，产生大量的氯化物，一氧化碳，甲醛以及甲酸等有毒物质。同时，氯乙烯燃烧产生的有毒气体氯化氢，会造成土壤酸化、水质污染，碰到空气中的水蒸气会形成酸雨对土壤及水质造成严重的不可逆伤害。污染物已经泄露到俄亥俄河内，河内的鱼和附近饲养的鸡等动物出现大批量死亡。

图三附近鱼类死亡（图片来源于CCTV）

氯乙烯泄露不仅会对环境造成污染，对人体的健康也是很大的威胁。在世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，氯乙烯被列为I类致癌物，长期吸入可引发脑癌、肺癌或血癌。氯乙烯对人体健康造成的危害除了急性中毒性，氯乙烯还对呼吸系统、眼睛、肝脏、神经系统以及生殖系统等造成巨大损害。[4][5]轻度中毒时病人出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等，严重中毒可发生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。[6]如果皮肤和眼睛不慎接触到氯乙烯，必须立刻用大量清水进行清洗，吸入氯乙烯的人应尽快转移到空旷的地方，保持呼吸顺畅，并立即送医。

“受控燃烧”真的受控吗？

氯乙烯的闪点为-78℃，与空气混合的爆炸极限为4％-22％，属于易燃易爆气体，正是利用氯乙烯易燃易爆的特性，美国俄亥俄州的处理方法是“受控燃烧”，也就是将氯乙烯排入一个事先准备好的坑道内引爆。这种方法最理想的情况是氯乙烯燃烧全部转化为氯化氢、二氧化碳和水，氯化氢再和空气中的水结合形成酸雨落下，酸雨对当地农业来说百害而无一利，酸雨可导致土壤酸化，加速土壤矿物质营养元素的流失，影响植物的正常生长，还会诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产。而俄亥俄州是美国知名农业州，主要生产和出口玉米、大豆和干草等农产品，这次灾害对美国的农业是一个重创。这种处理方式的理想情况是只生成酸雨一种污染物，但显然现实比理想残酷，“受控燃烧”并不可控，现场的浓浓黑烟证明氯乙烯并没有接触足够多的氧气充分燃烧，会形成大量的一氧化碳，在这个过程中还存在氯元素，二者很大可能结合生成窒息性毒气——光气（碳酰氯），杀伤力极强，短暂接触后会感觉到窒息、胸闷、恶心、并伴有呕吐，高浓度吸入会导致肺水肿，人吸入的最小致死浓度为25ppm*30分钟,瞬间致死浓度为3200mg/m³（约为731ppm）。高温使得气体迅速扩散，给当地及周边造成更加严重的灾难。

图四爆炸现场（图片来源于新浪）

图五爆炸现场（图片来源于风闻社区）

本次俄亥俄州的泄漏事故会对当地和附近地区的生态环境、动植物、居民带来严重的后果，但是影响程度有多大、持续时间有多长都需要后面持续的监测和评估。相信当前的科技手段能够处理好这次事故，最大限度的降低对周边环境以及群众生活的影响。

总

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结

参考文献

[1]薛兴财,周彩霞,丁健.浅析氯乙烯制备工艺研究进展[J].化工管理,2017,No.460(26):52.

[2]张凌毓,吴刚强,郎中敏.氯乙烯工业发展现状[J].内蒙古石油化工,2012,38(06):1-3.

[3]Liu Y, Wang J. Numerical simulation analysis of fire hazard from leakage and diffusion of vinyl chloride in different atmospheric environments[J]. Fire, 2022, 5(2): 36.

[4]石先平.氯乙烯职业病危害及控制的研究进展[J].化工管理,2019,No.527(20):69-70.

[5]Di Lorenzo L, Corfiati M, Catacchio T. Liver angiosarcoma from past exposure to vinyl chloride: a case report[J]. La Medicina del Lavoro, 2012, 103(6): 459-465.

[6]黎有萍.氯乙烯危害的研究综述[J].医学动物防制,2009,25(09):675-677.

作者：万竹婷

作者单位：西北师范大学

来源：化学通讯