試析道路瀝青對水體危害性分析
General 更新 2024年11月24日
論文關鍵詞:瀝青 水體 浸出液
論文摘要:瀝青作為一種基礎建設材料，在國民建設的各個領域中都有著不可替代的作用，然而隨著瀝青用量的逐年增加，人們開始關注瀝青這種複雜的有機混合體會對環境造成潛在危害。簡要分析了石油瀝青的組成特性，闡述了其對水體的影響，並著重分析了道路瀝青浸出液中的有機物的特性。
1石油瀝青的組成及性質
石油瀝青是由性質及分子量不同的烴和烴的衍生物組成的混合物，在常溫下呈固體、半固體、顏色為辣褐色至黑色，有較高的粘滯性。能溶於苯、甲苯、二硫化碳、氯仿、乙醚和松節油等有機溶劑，但不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑。密度為1.00一1. 18 x 103 kg/m3。它沒有固定熔點，加熱首先膨脹，在300℃左右時分解成焦炭和氣體。
常用的石油瀝青主要有直餾瀝青和氧化瀝青2種，直餾瀝青是石油原油提煉出汽油、煤油、中油、重油等產品剩餘的殘渣;氧化瀝青是直餾瀝青在氧化釜內加溫注氧後形成的。
道路瀝青在使用過程中不僅要受雨水連續長期的沖刷，而且在潮溼地區，路基中的瀝青長期受到地下水的浸泡。從瀝青的應用場合來分，瀝青與水接觸的主要方式有5種。
***1***長期浸泡
瀝青在水池、水道管線內部作為防水、防鏽材料使用時，其長期浸泡於水中。
***2***地下水侵蝕
近年來，隨著建築業的迅猛發展，地下空間的開發也得到了高度重視和發展，而解決地下工程的防水問題是重中之重。高聚物改性瀝青以其防水效果好，施工簡單方便等優點得到大量應用。在此方面應用的瀝青長期處於潮溼地下水浸蝕的狀態。
***3***集料空隙中滲透的水
下雨期間，由於瀝青路面的滲透作用，會有部分雨水滲透進人瀝青混合料內部的空隙中。過載高速情況下，輪胎的衝擊力增加了雨水的滲入量。而滲透進人瀝青混合料空隙中的水分則無法滲出，會長期滯留在空隙結構中。
***4***分散在水中
當瀝青路面發生水損、車轍、鬆散、老化、泛油等早期破壞時，瀝青和集料發生剝離，形成細小的瀝青顆粒。經雨水沖刷或風吹等外界作用，瀝青顆粒會進入水體中，尤其是當水中含有乙醇、丙酮、甲苯等溶劑時，則會加速瀝青在水中的分散。
***5***雨水沖刷
雨季，瀝青路面直接受到雨水的沖刷，降雨量較大時甚至會產生浸泡，當瀝青路面上存在落地油、除冰鹽等時，雨水的水質發生變化，有可能增加瀝青中組分的浸出量。儘管浸泡的情況較少，但隨著瀝青路面的迅猛發展，大面積的瀝青路面在某種特殊情況下可能會影響水質，造成潛在危害。
由此可以看出，瀝青作為高效能的建築材料在使用過程中不可避免要與水接觸，而與水接觸就有可能使瀝青中組分的浸出，進而影響水質。然而，瀝青極難溶於水，只有在特定場合長時間接觸，才會使其中的某些組分浸出。比如，在公路運輸中，車輛使用的柴油、汽油、潤滑油灑人瀝青路面，而汽油、柴油、機油對瀝青有很強的溶解作用，瀝青溶化不僅造成路瀝青混合料的剝離和鬆散破壞，且可能在大雨沖刷下進人水體。而溶於水的有機溶劑***如丙酮、乙醇等***、有毒溶劑***三氯甲烷、四氯化碳等***也可造成瀝青中組分在水中的溶解釋放。甚至有一些微生物可吞噬分解瀝青使有害物質在生物體內聚集，沿生物鏈造成環境汙染和危害。因此，很多學者研究了瀝青組分的浸出特性。
3浸出液中有機物特性的分析
通過浸出液有機物組成分析可以看出，浸出液中均含有一定量的酞酸醋類，少量的苯酚類及多環芳烴類。這些物質具有一定的毒害性，在水汙染領域中，被列為優先控制物，需嚴格控制其排放量。酞酸醋類是指鄰苯二甲酸醋;苯酚類是指芳烴的含經基衍生物，根據其揮發性分為揮發性酚和不揮發性酚;含氮化合物包括酞胺、咔哇等含氮化合物;苯的其衍生物主要是指除以上4種物質外仍含有苯環的複雜化合物。
相比較每一種瀝青的有機物種類而言，酞酸酷類的含量都比較大。酞酸醋是一種易溶於脂肪和有機溶劑而不易溶於水的物質，因而能在生物體內聚集。這類物質可通過飲水、進食、面板接觸和呼吸等途徑進人人體，酞酸醋有致畸作用和致突作用，會干擾人體內分泌，損害生殖和發育。酞酸二丁醋可引起中毒性腎炎。長期接觸酞酸醋類對外周神經系統有損傷作用，可引起多發神經炎和感覺遲鈍、麻木等症狀。酞酸醋類對中樞神經系統也有抑制和麻醉作用，因此這類物質被列為我國的優先控制物中。
苯酚是世界上公認的一種高致癌物質，對環境會造成嚴重汙染，其對面板、粘膜有強烈的腐蝕作用，可抑制中樞神經或損害肝、腎功能。苯酚對人體任何組織都有顯著腐蝕作用，如接觸眼，能引起角膜嚴重損害，甚至失明。環境中被酚汙染的水，被人體吸收後，通過體內解毒功能，可使其大部分喪失毒性，並隨尿排出體外，若進人人體內的量超過正常人體解毒功能時，超出部分可以蓄積在體內各臟器組織內，造成慢性中毒，出現不同程度的頭昏、頭痛、皮疹、面板搔癢、精神不安、貧血及各種神經系統症狀和食慾不振、吞嚥困難、流涎、嘔吐和腹瀉等慢性消化道症狀。人長期飲用含酚水，可引起頭昏、貧血及各種神經系統症狀，甚至中毒死亡。苯酚類化合物在5種瀝青浸出液中的含量都比較小，因此可以說瀝青浸出液中含有或者基本不含致癌性高的苯酚類物質。
多環芳烴類環境內分泌干擾物，屬於難分解的有機物，對人體作用時間長，往往有蓄積毒性作用是一種高致癌的物質，強致癌物質，損傷生殖系統，易導致面板癌，肺癌，上消化道腫瘤，動脈硬化，不育症。多環芳烴並不是直接致癌物，它在體內經過酶的作用後生成終致癌物。經致癌物與DNA或INA等結合後產生不可修復的損害而導致癌症。具有致癌、致畸、致突變作用和內分泌干擾作用，對人的生殖系統、中樞神經系統、免疫系統等多個系統造成損害，尤其是婦女和兒童對它們的危害更為敏感。已經證實多種多環芳烴類化合物具有致癌或致突變的作用。
總之，瀝青浸出液中檢測出痕量的有毒有害的物質，但除了酞酸醋類會對水質造成一定的影響外，其他苯酚、多環芳烴、苯系物在水相的含量均較小，對水質影響不大。此外，由於採用的溫度遠超過瀝青的使用溫度，在常溫或者瀝青使用溫度下是否這些物質的檢出超過水質標準中的規定指標還需進一步研究。
4結語
瀝青在使用過程中，不可避免的要與水接觸，通常認為傳統的道路建設和修復材料不會影響水環境質量，然而隨著新增劑的不斷使用，使非傳統性材料與地表水、地下水接觸的機率增加。在雨季，瀝青中某些組分很可能浸出而遷移到附近的地表水或地下水中。此外，由於路面結構的設計等原因，滯留在路面面層結構中與瀝青長期接觸的水，在雨季也隨著徑流而轉移到附近的地表水或地下水中，從而導致收納水體水質下降，甚至可能會對人體造成潛在危害。
隨著“建立環境友好型社會”思想在國內的發展，瀝青的環境友好性也被提上日程。通過研究瀝青組分的浸出特性，進而評價瀝青對水體的潛在危害性，避免或減少水環境汙染，合理指導瀝青材料的加工及使用具有重要意義。
城鄉結合部道路交通安全設計建言
試論高等級公路路面施工問題研究
論文摘要:瀝青作為一種基礎建設材料，在國民建設的各個領域中都有著不可替代的作用，然而隨著瀝青用量的逐年增加，人們開始關注瀝青這種複雜的有機混合體會對環境造成潛在危害。簡要分析了石油瀝青的組成特性，闡述了其對水體的影響，並著重分析了道路瀝青浸出液中的有機物的特性。
1石油瀝青的組成及性質
石油瀝青是由性質及分子量不同的烴和烴的衍生物組成的混合物，在常溫下呈固體、半固體、顏色為辣褐色至黑色，有較高的粘滯性。能溶於苯、甲苯、二硫化碳、氯仿、乙醚和松節油等有機溶劑，但不溶於乙醇、丙酮等有機溶劑。密度為1.00一1. 18 x 103 kg/m3。它沒有固定熔點，加熱首先膨脹，在300℃左右時分解成焦炭和氣體。
常用的石油瀝青主要有直餾瀝青和氧化瀝青2種，直餾瀝青是石油原油提煉出汽油、煤油、中油、重油等產品剩餘的殘渣;氧化瀝青是直餾瀝青在氧化釜內加溫注氧後形成的。
道路瀝青在使用過程中不僅要受雨水連續長期的沖刷，而且在潮溼地區，路基中的瀝青長期受到地下水的浸泡。從瀝青的應用場合來分，瀝青與水接觸的主要方式有5種。
***1***長期浸泡
瀝青在水池、水道管線內部作為防水、防鏽材料使用時，其長期浸泡於水中。
***2***地下水侵蝕
近年來，隨著建築業的迅猛發展，地下空間的開發也得到了高度重視和發展，而解決地下工程的防水問題是重中之重。高聚物改性瀝青以其防水效果好，施工簡單方便等優點得到大量應用。在此方面應用的瀝青長期處於潮溼地下水浸蝕的狀態。
***3***集料空隙中滲透的水
下雨期間，由於瀝青路面的滲透作用，會有部分雨水滲透進人瀝青混合料內部的空隙中。過載高速情況下，輪胎的衝擊力增加了雨水的滲入量。而滲透進人瀝青混合料空隙中的水分則無法滲出，會長期滯留在空隙結構中。
***4***分散在水中
當瀝青路面發生水損、車轍、鬆散、老化、泛油等早期破壞時，瀝青和集料發生剝離，形成細小的瀝青顆粒。經雨水沖刷或風吹等外界作用，瀝青顆粒會進入水體中，尤其是當水中含有乙醇、丙酮、甲苯等溶劑時，則會加速瀝青在水中的分散。
***5***雨水沖刷
雨季，瀝青路面直接受到雨水的沖刷，降雨量較大時甚至會產生浸泡，當瀝青路面上存在落地油、除冰鹽等時，雨水的水質發生變化，有可能增加瀝青中組分的浸出量。儘管浸泡的情況較少，但隨著瀝青路面的迅猛發展，大面積的瀝青路面在某種特殊情況下可能會影響水質，造成潛在危害。
由此可以看出，瀝青作為高效能的建築材料在使用過程中不可避免要與水接觸，而與水接觸就有可能使瀝青中組分的浸出，進而影響水質。然而，瀝青極難溶於水，只有在特定場合長時間接觸，才會使其中的某些組分浸出。比如，在公路運輸中，車輛使用的柴油、汽油、潤滑油灑人瀝青路面，而汽油、柴油、機油對瀝青有很強的溶解作用，瀝青溶化不僅造成路瀝青混合料的剝離和鬆散破壞，且可能在大雨沖刷下進人水體。而溶於水的有機溶劑***如丙酮、乙醇等***、有毒溶劑***三氯甲烷、四氯化碳等***也可造成瀝青中組分在水中的溶解釋放。甚至有一些微生物可吞噬分解瀝青使有害物質在生物體內聚集，沿生物鏈造成環境汙染和危害。因此，很多學者研究了瀝青組分的浸出特性。
3浸出液中有機物特性的分析
通過浸出液有機物組成分析可以看出，浸出液中均含有一定量的酞酸醋類，少量的苯酚類及多環芳烴類。這些物質具有一定的毒害性，在水汙染領域中，被列為優先控制物，需嚴格控制其排放量。酞酸醋類是指鄰苯二甲酸醋;苯酚類是指芳烴的含經基衍生物，根據其揮發性分為揮發性酚和不揮發性酚;含氮化合物包括酞胺、咔哇等含氮化合物;苯的其衍生物主要是指除以上4種物質外仍含有苯環的複雜化合物。
相比較每一種瀝青的有機物種類而言，酞酸酷類的含量都比較大。酞酸醋是一種易溶於脂肪和有機溶劑而不易溶於水的物質，因而能在生物體內聚集。這類物質可通過飲水、進食、面板接觸和呼吸等途徑進人人體，酞酸醋有致畸作用和致突作用，會干擾人體內分泌，損害生殖和發育。酞酸二丁醋可引起中毒性腎炎。長期接觸酞酸醋類對外周神經系統有損傷作用，可引起多發神經炎和感覺遲鈍、麻木等症狀。酞酸醋類對中樞神經系統也有抑制和麻醉作用，因此這類物質被列為我國的優先控制物中。
苯酚是世界上公認的一種高致癌物質，對環境會造成嚴重汙染，其對面板、粘膜有強烈的腐蝕作用，可抑制中樞神經或損害肝、腎功能。苯酚對人體任何組織都有顯著腐蝕作用，如接觸眼，能引起角膜嚴重損害，甚至失明。環境中被酚汙染的水，被人體吸收後，通過體內解毒功能，可使其大部分喪失毒性，並隨尿排出體外，若進人人體內的量超過正常人體解毒功能時，超出部分可以蓄積在體內各臟器組織內，造成慢性中毒，出現不同程度的頭昏、頭痛、皮疹、面板搔癢、精神不安、貧血及各種神經系統症狀和食慾不振、吞嚥困難、流涎、嘔吐和腹瀉等慢性消化道症狀。人長期飲用含酚水，可引起頭昏、貧血及各種神經系統症狀，甚至中毒死亡。苯酚類化合物在5種瀝青浸出液中的含量都比較小，因此可以說瀝青浸出液中含有或者基本不含致癌性高的苯酚類物質。
多環芳烴類環境內分泌干擾物，屬於難分解的有機物，對人體作用時間長，往往有蓄積毒性作用是一種高致癌的物質，強致癌物質，損傷生殖系統，易導致面板癌，肺癌，上消化道腫瘤，動脈硬化，不育症。多環芳烴並不是直接致癌物，它在體內經過酶的作用後生成終致癌物。經致癌物與DNA或INA等結合後產生不可修復的損害而導致癌症。具有致癌、致畸、致突變作用和內分泌干擾作用，對人的生殖系統、中樞神經系統、免疫系統等多個系統造成損害，尤其是婦女和兒童對它們的危害更為敏感。已經證實多種多環芳烴類化合物具有致癌或致突變的作用。
總之，瀝青浸出液中檢測出痕量的有毒有害的物質，但除了酞酸醋類會對水質造成一定的影響外，其他苯酚、多環芳烴、苯系物在水相的含量均較小，對水質影響不大。此外，由於採用的溫度遠超過瀝青的使用溫度，在常溫或者瀝青使用溫度下是否這些物質的檢出超過水質標準中的規定指標還需進一步研究。
4結語
瀝青在使用過程中，不可避免的要與水接觸，通常認為傳統的道路建設和修復材料不會影響水環境質量，然而隨著新增劑的不斷使用，使非傳統性材料與地表水、地下水接觸的機率增加。在雨季，瀝青中某些組分很可能浸出而遷移到附近的地表水或地下水中。此外，由於路面結構的設計等原因，滯留在路面面層結構中與瀝青長期接觸的水，在雨季也隨著徑流而轉移到附近的地表水或地下水中，從而導致收納水體水質下降，甚至可能會對人體造成潛在危害。
隨著“建立環境友好型社會”思想在國內的發展，瀝青的環境友好性也被提上日程。通過研究瀝青組分的浸出特性，進而評價瀝青對水體的潛在危害性，避免或減少水環境汙染，合理指導瀝青材料的加工及使用具有重要意義。
試論高等級公路路面施工問題研究