美国当地时间2023年2月3日晚，一列由100节车厢组成、运载着多种危险化学品的火车在美国俄亥俄州东部，邻近宾夕法尼亚州的小镇东巴勒斯坦城发生脱轨事故。此次事故导致5节罐车的10万加仑（约37.8万升）氯乙烯泄漏，并发生巨大的爆炸和燃烧，氯乙烯作为一种典型的危险化学品，如果大量泄漏，对周围环境和人体健康均会造成严重的危害。
氯乙烯：散为流毒，聚为良材
氯乙烯（Vinyl chloride，VC）是一种由乙炔和氯气人工合成的化学物，在常温、常压下是一种无色，略带芳香味的气体。作为化工合成的重要原料，估计全球2023年年产量大概有五六千万吨。由于易燃、易爆，在运输过程需要专用设备，避免静电高温，并且严禁在居民区和人口密集区停留。氯乙烯具有挥发性，极易被人体吸入，周围浓度达到50mg/m3时，短时间吸入能够快速引起眩晕头痛、恶心、神经衰弱等症状，2-3g/m3的高浓度下，会造成人体急性中毒。长期的低剂量（＜25.9mg/m3）慢性接触，氯乙烯通过在肝脏内代谢生成能与体内DNA结合的多种氧化物（氯乙酸等），增加体内DNA的突变概率，从而加剧肝癌等癌症发病风险。所以，氯乙烯作为危险化学品被世卫组织列入一级致癌物名单。
图1 氯乙烯和聚氯乙烯
聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）是由n多个氯乙烯聚合而成的聚合物，呈固体粉末态。PVC本身不稳定，需要通过添加稳定剂和塑化剂等塑料添加剂，从而制备成PVC塑料。市面上带有塑料标识3的就是PVC塑料。PVC塑料主要被用于建筑装修（塑料门窗、电线、管道）、包装容器（塑料瓶、保鲜膜）以及日用品（皮包、服装）等领域。氯乙烯经聚合后形成的聚氯乙烯整体相对稳定，使用比较安全。但是在高温加热下，PVC塑料能够释放含氯乙烯等多种有害气体。
图2 常见聚氯乙烯塑料制品和标识
氯乙烯污染：烯出何方
高浓度的氯乙烯污染源主要来自氯乙烯生产工业，生产操作工人通常作为职业高暴露群体。另外，由于氯乙烯的生产以及运输过程中发生泄漏，会造成氯乙烯向大气环境释放。氯乙烯密度是空气的2.15倍，比空气重，所以泄漏后向低洼处聚集，并能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火燃烧爆炸。此外，氯乙烯受紫外光照射或在加热燃烧时分解产生有毒的光气（碳酰氯）和腐蚀性的盐酸烟雾。光气曾被用于战争中的化学毒剂，主要损害呼吸道，导致化学性支气管炎、肺炎、肺水肿。盐酸烟雾可以通过酸雨形式酸化土壤和污染水源。除了通过大气途径进入环境外，一些纺织类场地和毛皮鞣制厂，使用的原材料、洗涤剂和助剂成分中含有氯乙烯等成分，在生产过程中可能存在渗漏，造成水体和土壤氯乙烯污染。在室内环境中，微量的氯乙烯在PVC塑料加热、洗涤剂、含氯制剂消毒、染料油墨打印等过程中进入室内空气。
图3 美国氯乙烯运输过程中泄漏（图片来自网络）
氯乙烯治理：缚烯之策
目前关于氯乙烯环境治理主要有物理吸附、光催化以及微生物生物降解等多种途径。氯乙烯大量泄漏往往通过合理通风，加速局部扩散；喷雾状水稀释、溶解；构筑围堤或挖坑以收容产生的大量废水。针对室内空气中少量氯乙烯污染，可以利用活性炭的物理性吸附以及纳米材料的光催化降解方式治理。土壤中和水体中的氯乙烯可以通过微生物的生物降解途径消除。
图4 氯乙烯环境治理
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