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11组论文

华南农业大学资源环境学院

第三届环境调研大赛

参赛主题：

塑料瓶遇热释放到水中双酚A的量的测定及其毒理性研究

组别：

_______1_______

日期：

___2010.11.30__

摘要

在本次调研中，我们以华农教学楼和宿舍饮水机的热水为模拟载体，通过定量定性实验方法来检测不同塑料瓶加不同温度热水后溶解出双酚A的量以及检验动物对双酚A的累积效应。

我们惊讶的发现：

不同类型塑料瓶在一定温度下都会溶解出双酚A,并对动物产生慢性的累积毒理效应；此外，调查问卷的结果也表示出：

大部分学生对塑料瓶的安全使用方法和双酚A的认识很不够。

所以本次的调研结果对同学能够正确安全使用塑料瓶具有借鉴意义。

关键词：

塑料瓶双酚A定量定性累积效应

Abstract

Withthedevelopmentofindustry,plasticbottleshavebecometheessentialproductsofourdailylife.However,weallknowthepollutionresultedfromtheplasticbags,ignoringtheharmonourhealthywhichtheplasticbottlescanalsodotous.Throughthisresearch,basingonthestudentsofourschool,throughqualitativeandquantitativeexperimentalmethods,ourexperimentsaimtodetecttheincreasesdissolvedoutoftheamountofbisphenolAinplasticbottlesofdifferenthotwatertemperature,besides,abisphenolAtestofanimalstoanalyzethecumulativeeffect.Tooursurprise,differentkindsofplasticbottlesdissolvebisphenolAatthecertaintemperatureanddoharmtotheanimalsbythecumulativetoxicologicaleffectsofchronic.Besides,basedontheresultofquestionnaires,moststudentsknowlittleaboutthesafeusageandbasicknowledgeofbisphenolA,soourgroupundertheperspectivethatthisresearchisessentialandwehopetakegooduseofthisopportunitytoappealtoourstudentstousetheplasticbottleproperly.

Keyword:

plasticbottlesbisphenolAqualitativeandquantitativeexperimentalmethodscumulativeeffect

目录

1前言……………………………………………………………………………………………4

2实验内容……………………………………………………………………………………4

2.1紫外分光光度法测定塑料瓶加热水后溶解出双酚A的量………………………………4

2.1.1实验步骤…………………………………………………………………………………4

2.1.1.1标准曲线的绘制………………………………………………………………………4

2.1.1.2取样……………………………………………………………………………………5

2.1.2实验数据记录与分析……………………………………………………………………5

2.1.2.1根据吸光度利用标准曲线方程反算出的水样双酚A的量如下……………………5

2.1.2.2分析加不同温度热水后浓度随时间梯度的变化……………………………………7

2.1.2.3分析不同型号瓶子在不同温度溶解出双酚A的量………………………………8

2.1.2.4双酚A的摄入量对人体的影响分析………………………………………………8

2.2泥鳅对双酚A的累积性毒理实验………………………………………………………10

2.2.1实验步骤………………………………………………………………………………10

2.2.2现象与数据记录………………………………………………………………………11

2.3实验总结…………………………………………………………………………………12

3问卷调查……………………………………………………………………………………12

3.1问卷调查及分析…………………………………………………………………………12

4.2问卷小结…………………………………………………………………………………15

4结论与建议…………………………………………………………………………15

4.1结论………………………………………………………………………………15

4.2建议………………………………………………………………………………16

5.附件…………………………………………………………………………18

5.1实验数据…………………………………………………………………………

5.2调查问卷…………………………………………………………………………

1前言

双酚A作为重要的化工原料，广泛用于生产增塑剂、热稳定剂等精细化工产品。

其中，添加双酚A可以使塑料瓶具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性等特性，故双酚A在我国塑料瓶的生产中应用极其广泛。

然而随着一个12岁的阿联酋女孩因连续16个月使用同一个矿泉水瓶而引发癌症等事故的发生，人们才开始关注塑料瓶，关注双酚A。

资料表明，双酚A属于低毒性化学物，是一种“内分泌干扰化学物质”，可扰乱人体激素分泌，被称为“健康的隐形杀手”。

同时，也有研究表明，塑料瓶中的双酚A加热会溶解到瓶里的水中，饮用后会给人体带来不小的危害，所以，被广泛使用的塑料瓶装饮用水其实是很不安全的。

而在华农校园内，同学们大量地在使用塑料瓶，但对塑料瓶中双酚A却不甚了解。

2实验内容

2.1紫外分光光度法测定塑料瓶加热水后溶解出双酚A的量

双酚A是一种环境内分泌干扰化学物质,是生产PC树脂及环氧树脂的主要原料,也可用作酚醛树脂、可塑性聚酯、抗氧剂及聚氯乙烯的稳定剂。

在pH=7的中性介质中,利用双酚A在波长278nm处的最大吸收,建立了紫外分光光度法测定方法。

双酚A在4.5×10-7～3.5×10-4mol/L的浓度范围内与其相应吸光度值显著线性相关,相关系数为0.9994,测定结果的相对标准偏差为0.0935%,检出限为4.5×10-9mol/L。

2.1.1实验步骤

2.1.1.1标准曲线的绘制：

取7支50ml的比色管。

按表1.1中要求往各试管中加好双酚A标准试剂，加入NaOH溶液调节PH=7，加水定容到50ml,摇匀，避开阳光直接照射。

静止放置40min,用10mm石英比色皿，在278nm处，用紫外分光光度计，测定其吸光度，绘制双酚A的标准曲线。

溶度（mg/mL）

0.0004

0.0008

0.0012

0.0016

0.002

0.0024

吸光度

0.0011

0.0045

0.0096

0.0152

0.0208

0.0260

表1.1

经过以上实验测得标准曲线数据如下：

图1.1

2.1.1.2取样

分别准确吸取300ml100°C（实验组1，模拟教学楼饮水机热水温度）和83.8°C（实验组2，模拟宿舍饮水机热水温度）的热水，分别放入1，2，3，4号瓶中，在0，（3），5，10，15，20，25，30分钟（实验组1多取3分钟时的水样）时吸取25ml的样品浸取液于25ml比色管中，用0.1mol/L的NaOH溶液调节PH为7.0。

直接摇匀后放置40分钟，以蒸馏水为空白参比，于278nm波长处用紫外分光光度计测定样品浸取液的吸光度值。

备注：

【100°C：

模拟教学楼饮水机的热水温度；

83.8°C：

模拟宿舍饮水机的热水温度；

1号瓶：

宝矿力水特的塑料瓶

2号瓶：

康饮矿泉水瓶

3号瓶：

吉康塑料水杯

4号瓶：

太空杯

】

2.1.2实验数据记录与分析

2.1.2.1根据吸光度利用标准曲线方程反算出的水样双酚A的量如下表记录：

表1.2加100°C热水不同瓶子溶解双酚A的量

时间（min）

溶解出双酚A的浓度（mg/L）

1号瓶

2号瓶

3号瓶

4号瓶

0

1.9552636

2.1351478

3.0736743

2.2133584

3

2.0021899

2.3463163

3.1284217

2.3776005

5

2.1820741

2.2133584

3.9887377

2.5653058

10

2.1586110

2.1116847

3.3943376

2.4714532

15

2.2759268

2.1664320

3.5507586

2.5496637

20

2.3463163

2.4167058

4.1295167

2.5965900

25

2.5731269

2.7295479

3.8323166

2.6356953

30

2.5731269

2.3932426

3.8557798

2.6826216

表1.3加83.8°C热水不同瓶子溶解双酚A的量

时间（min）

溶解出双酚A的浓度（mg/L）

1号瓶

2号瓶

3号瓶

4号瓶

0

1.227906

0.985453

1.040200

0.969811

5

1.141874

0.891600

0.915063

1.001095

10

0.915063

0.844674

1.040200

0.938527

15

0.961990

0.836853

1.134053

1.001095

20

0.860316

0.907242

0.961990

0.985453

25

1.008916

1.032379

0.961990

1.001095

30

1.048021

0.883779

1.032379

1.032379

2.1.2.2分析加不同温度热水后浓度随时间梯度的变化

图1.11号瓶加100°C热水后浓度随时间梯度的变化趋势

图1.24号瓶加83.8°C热水后浓度随时间梯度的变化趋势

由上述趋势图可得，加100°C热水后，塑料瓶溶解出双酚A的量随时间变化呈递增趋势。

加83.8°C热水后，塑料瓶溶解出双酚A的量总体呈现上升趋势，但变化并不稳定。

2.1.2.3分析不同型号瓶子在不同温度溶解出双酚A的量

以30分钟的量为参考值分析：

由上图可得出，100°C时塑料瓶溶解出双酚A的量较多，大概是83.8°C的两倍。

而7号瓶溶解出双酚A的量总体比较多，其次是宝矿力水特的塑料瓶。

唐饮矿泉水瓶溶解出双酚A的量最少。

2.1.2.4双酚A的摄入量对人体的影响分析

根据人体每天健康的饮水量，本小组取喝水量2L作为参考值。

根据中国人口统计，中国人的平均体重为67.7千克。

本小组根据学生实际情况取45千克为参考值。

双酚A的浓度取30min时的浓度为标准值。

根据公式C（人体每天摄入双酚A的量mg/kg）=双酚A的浓度mg/L*喝水量L

人体体重kg

分别计算出往塑料瓶加入不同温度的热水，体重不同的人饮用后，每天摄入双酚A的量。

图表1.3100°C水温下人体每天摄入双酚A的量

图表1.483.8°C水温下人体每天摄入双酚A的量

根据国际标准，人体每天允许摄入双酚A的量为0.05mg/kg。

由图可得，人体每天饮水量一定时，塑料瓶加入100°C热水，67.7千克与45千克人体饮用后，人体每天摄入双酚A的量均超标。

当塑料瓶加入83.8°C热水时，体重为67.7千克与45千克的人摄入双酚A的量并不超标，这表明人体每天摄入双酚A的量与人们日常使用塑料瓶的方法有密切的联系。

正确使用塑料瓶可减少人体每天摄入双酚A的量。

2.2泥鳅对双酚A的累积性毒理实验

2.2.1实验步骤：

实验室自养成年科学泥鳅饲养于水族箱中，每日喂食一次，（26±1）℃、下控制培养3天后开始进行试验，挑选强壮的鱼种进行实验，试验前1d天和实验期间停止喂食。

受试泥鳅平均体质量（19.0±2.0）g,平均长度为（14.0±2.0）cm。

根据不同塑料瓶的加入100°C热水经过30分钟后释放出的双酚A的量，用800ml玻璃烧杯配制成相应浓度的溶液。

分别向每个样品中的烧杯中放入5条泥鳅。

每12h观察一次，并更换样液。

分别记录泥鳅的活动，中毒情况以及体色变化，统计泥鳅的死亡数，将死亡的鱼捞起，对泥鳅的变化进行照相记录。

2.2.2现象与数据记录：

现象：

出现中毒，在水中乱窜，不时跃出水面吐气泡，游泳失衡，侧翻、打转，持续几个小时后游泳变得缓慢，逐渐丧失运动能力，腹部开始发红，黏液增多。

死亡的泥鳅与正常的对比，腹部开始发红

2.3实验小结:

通过以上实验，可以得出不同塑料瓶在热水中均会溶解出一定量的双酚A，其中加入100°C的热水溶解出来的量是83.8°C的两倍左右。

不同材质塑料瓶溶解出来双酚A的量也不同，对不同体重的人的影响也不同。

结合双酚A溶解出来的量总体上随时间呈递增趋势的情况以及泥鳅对双酚A的慢性毒理性实验可以看出，动物对双酚A具有累积效应。

3问卷调查

3.1问卷调查及分析

问卷数据统计:

男

女

共

本学院

42

66

108

其他

82

91

173

合计

124

157

281

在本次的问卷调查中,我们对塑料杯使用频率做了初步的调查,发现从不用水杯的学生仅占调查总人数的7.5%.其余的学生有偶尔或是经常使用塑料水杯。

其中,男女生使用塑料水杯的比例不相上下,都是在93.5%左右。

就问卷结果我们可以看出,78%的学生都会在半年或半年以上更换水杯，表明塑料瓶的使用确实存在安全问题。

表1对水杯塑料成分在高温中会溶解的认识程度

只有35%知道塑料在高温中有可能会溶解有毒成分,而根据我们问卷的下一个问题:

您认为在多少摄氏度时,塑料中的有害成分会溶解到水中?

则有73%的同学认为在90°C或以上的温度有害物质才会释放。

而双酚A在70°C左右就会开始释放，表明同学们对自己长期使用的塑料水杯的安全意识还十分欠缺。

表2对水杯材质越厚，耐高温性越强，危害越小的认识

83%的同学对此问题的回答是不是或是不知道，而从实验中可知，材质和危害是存在一定的线性关系的，而这个线性关系表明同学们对水杯的质量应当有所选择。

表3对于水杯产生有害物质的时间的认识

基本上所有的学生都认为水杯从一开始使用就开始释放有毒物质，但在调查时大部分同学持揣摩态度，认为应该是有释放有毒物质才需要调查的。

然而实验结果表明，并不是在所有温度下双酚A的释放量都是超标的。

在低温时，双酚A融于水中的量还是在安全范围内的。

再者，在我们的问卷调查过程中，属于本学院的学生占了38.4%。

在这部分学生中，72%的学生表示对双酚A完全没有了解。

相反地，在剩下的61.6%的非本专业学生中有65%的学生没有对双酚A进行过了解。

这样说来，作为本专业的学生，对于生活中我们身边的一些物质，我们对其了解还是相当不足的。

除此之外，这些学生中女生对双酚A的了解要比男生相对而言要多，表明女生对水杯的使用健康度还是比男生要更加关注。

表4知道了水杯的安全存在问题后，还会继续使用的情况

对此问题，表示会照常使用的学生占了22%，表示偶尔还是会用一下的学生占了60%。

也即表明学生对于双酚A的危害程度还没有达到警惕程度，对于看不见摸不着却日积月累的双酚A还没有从心底产生防备和警戒心理。

3.2问卷小结：

从本次问卷调查的结果中我们可以清晰地看出，无论是男生还是女生，对水杯的使用数量和频率是相当大的，但对其中释放的有害物质双酚A的了解是十分有限的，其最终导致的结果是我们对它造成的对身体的危害一无所知。

因此，针对实验结果，我们小组成员认为十分有必要对在校学生宣传双酚A存在的事实以及对它的危害进行进一步的说明和提醒。

这就是本次环境调研大赛我们问卷设计部分的目的意义以及结论。

4结论与建议：

4．1结论：

（1）模拟教学楼饮水机热水温度，加入100°C的热水，塑料瓶溶解出双酚A的量超过了人体每天允许的摄入量；

（2）模拟宿舍内饮水机热水温度，加入83.8°C的热水，塑料瓶溶解出双酚A的量未超过了人体每天允许的摄入量；

（3）瓶底标号为7的塑料瓶加入热水后溶解出双酚A的量比较多；

（4）双酚A在动物体内具有累积性；

（5）大部分同学对塑料瓶中双酚A在热水情况下的溶解程度不了解，对双酚A的危害性也知之甚少。

4.2建议：

（1）不要用塑料瓶直接接高温下的热水，如教学楼或图书馆饮水机中的热水；

（2）第一次使用前，先用小苏打粉加温水清洗，在室温中自然烘干，去除掉塑料瓶中大部分双酚A；

（3）清洗塑料瓶是瓶内不要刮花，防止双酚A的暴露面积扩大；

（4）少用瓶底标志为1或7等劣质塑料瓶；

（3）不要长期使用塑料瓶，可换用玻璃瓶等。

致谢

本次调研是在种云霄老师的悉心指导下得以完成的。

种老师在我们选题、实验设计和实施以及论文撰写等方面都给予了全面的指导和严格的要求。

在此，谨向种云霄老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！

在实验研究工作中，环境科学与工程系副教授毛小云老师为我们实验小组提供的帮助和技术指导。

在此向他表示衷心的感谢！

感谢李华顺、黄雷师兄在我们实验测试分析过程中给于悉心指导与帮助以及精神上的鼓舞。

在此向他们表示真诚的感谢！

在论文完成之际，再次感谢所有给予我们指导、帮助和支持的老师和同学们！

最后，特别感谢参加本次论文评阅和答辩的各位专家、教授在百忙中付出辛勤工作，并提出了宝贵的意见！

参考文献

[1]任霁晴.贾大兵.壮亚峰.2007年8月第4期.紫外分光光度法测定塑料制品中双酚A.吉林化工学院学报

[2]雷忻.李宗强.廉振民.延志莲.白重炎.2009,11.双酚和对硝基酚对泥鳅的急性毒性效应.生态学杂志

[3]刘倩.2007,（09）.对塑料食品包装材料安全性的探讨.中国质量技术监督

[4]江刚.2007,（06）.双酚A暴露进一步引起人们对人群健康影响的关注.中国环境科学

[5]王文枝.国伟.孙利.代汉慧.陈志峰.2008,（01）.婴儿奶瓶及食品包装材料中双酚A的风险评估.食品科技

[6]彭青枝.李涛.潘思轶.2009,（04）.食品包装材料聚碳酸酯中双酚A残留量的测定.中国卫生检验杂志

附录：

成果支撑材料

1．实验数据

标准曲线的绘制：

双酚A标准储备溶液的浓度：

0.1mg/mL

管号

0

1

2

3

4

5

6

加入双酚A标准溶液的量（mL）

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

溶度（mg/mL）

0

0.0004

0.0008

0.0012

0.0016

0.002

0.0024

吸光度

-0.0009

0.0002

0.0036

0.0087

0.0143

0.0199

0.0251

1号瓶：

宝矿力水特2号瓶：

康饮3号瓶：

吉康4号瓶：

太空杯

100℃水是模拟从教学楼接的热水；83.8℃水是模拟从饮水机接的热水

材料

时间（min）

0

3

5

10

15

20

25

30

1号瓶

吸光度

0.02

0.0206

0.0229

0.0226

0.0241

0.025

0.0279

0.0279

加100℃水

浓度（mg/L）

1.955264

2.00219

2.18207414

2.158611

2.275927

2.346316

2.573127

2.573127

材料

时间（min）

0

3

5

10

15

20

25

30

2号瓶

吸光度

0.0223

0.025

0.0233

0.022

0.0227

0.0259

0.0299

0.0256

加100℃水

浓度（mg/L）

2.135148

2.346316

2.21335836

2.111685

2.166432

2.416706

2.729548

2.393243

材料

时间（min）

0

3

5

10

15

20

25

30

3号瓶

吸光度

0.0343

0.035

0.046

0.0384

0.0404

0.0478

0.044

0.0443

加100℃水

浓度（mg/L）

3.073674

3.128422

3.98873768

3.394338

3.550759

4.129517

3.832317

3.85578

材料

时间（min）

0

3

5

10

15

20

25

30

4号瓶

吸光度

0.0233

0.0254

0.0278

0.0266

0.0276

0.0282

0.0287

0.0293

加100℃水

浓度（mg/L）

2.213358

2.377601

2.5653058

2.471453

2.549664

2.59659

2.635695

2.682622

材料

时间（min）

0

5

10

15

20

25

30

2号瓶

吸光度

0.0076

0.0064

0.0058

0.0057

0.0066

0.0082

0.0063

加83.8℃水

浓度（mg/L）

0.985453

0.8916

0.84467386

0.836853

0.907242

1.032379

0.883779

材料

时间（min）

0

5

10

15

20

25

30

3号瓶

吸光度

0.0083

0.0067

0.0083

0.0095

0.0073

0.0073

0.0082

加83.8℃水

浓度（mg/L）

1.0402

0.915063

1.04020022

1.134053

0.96199

0.96199