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丙烯

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Propylene

  • 丙烯是在提煉石油與製造乙烯時，經由蒸氣分餾所得的副產物。
  • 環境中的植物也可天然產生丙烯；有機物的燃燒，像是生質能燃燒、汽車廢氣排放、菸草的燃燒也會產生丙烯。
  • 丙烯屬於易燃氣體，非常容易燃燒；可因熱、火花、或火焰而被點燃。
  • 丙烯洩漏可能減少呼吸時的氧氣量，造成窒息，若存放於鋼瓶中，洩漏時會快速揮發而可能造成凍傷。
  • 人類的主要暴露途徑是吸入。
  • 暴露丙烯之症狀包括：呼吸和心跳加速、肌肉協調不良、情緒低落、疲勞、噁心、嘔吐、頹廢、意識不清、痙孿、呼吸衰竭、頭痛、頭暈等。
  • 動物實驗指出吸入丙烯可能對鼻腔具有潛在的危害。
  • 目前無足夠的資料判斷丙烯是否為人類致癌物。
  • 美國政府工業衛生師協會訂定丙烯的8小時-時量平均容許恕限值(TLV-TWA)為500 ppm。
  • 根據台灣行政院環境保護署的規定，丙烯屬於非列管的毒性化學物質。

本文重點

【丙烯(Propylene), CAS # 115-07-1】，是一種化學中間產物，工業上可用來生產精煉化工、塑料與地毯纖維。丙烯屬於易燃氣體，非常容易燃燒；可因熱、火花、或火焰而被點燃。洩漏可能減少呼吸時的氧氣量，造成窒息。

一、什麼是丙烯(Propylene)？

丙烯的化學式為C3H6，分子量為42.08，是一種化學中間產物，工業上主要是在提煉石油與製造乙烯時，經由蒸氣分餾所得的副產物；除了工業製造外，環境中的植物也可天然產生丙烯；有機物的燃燒，像是生質能燃燒、汽車廢氣排放、菸草的燃燒也會產生丙烯。

丙烯可用來生產精煉化工、塑料與地毯纖維，是製造聚丙烯(polypropylene)的原料，也是生產丙烯腈(acrylonitrile)、異丙醇(isopropanol)、環氧丙烷(propylene oxide)、異丙基苯(cumene)、丁醛(butyraldehyde)、十二烷(dodecane)、壬烯(nonene)、氯丙烯(allyl chloride)的起始原料。其中，聚丙烯(25 %)、丙烯腈(15 %)、異丙醇(10 %)與環氧丙烷(10 %)是丙烯的重要衍生物。

二、丙烯進入環境中如何變化?

  • 丙烯可用來生產精煉化工、塑料與地毯纖維，因此可能透過各種廢棄物途徑釋放到環境中。
  • 燃燒石化燃料、生質能燃燒、汽車廢氣排放與菸草的燃燒也會使丙烯釋放到環境中。
  • 丙烯的天然來源有大蒜油、蘇格蘭冷衫、歐洲冷杉以及大豆、玉米、棉花、豌豆等發芽種子，會揮發出丙烯至空氣中。
  • 丙烯被釋放到空氣中後，在大氣中將以氣態存在，丙烯會與光化學反應的產物-氫氧根離子(hydroxyl radicals)反應而降解，半衰期為15小時；丙烯也可能與臭氧反應而降解，半衰期為23小時。
  • 丙烯的吸收光波長並不包含大於290 nm的發光團(chromophores)，因此不會被光線直接分解。
  • 丙烯若被釋放到土壤中，有機碳吸附係數(Organic Carbon-water Partition Coefficient, Koc)為220，故具有輕微的流動性。
  • 丙烯會從乾與濕的土壤中揮發，從乾的土壤中揮發依循亨利常數（Henry’s Law Constants, Hc）1.96×10-1 atm-cu m/mole，從濕的土壤中揮發則依循丙烯的蒸氣壓。
  • 丙烯的Koc為220，因此若釋放到水中，不會吸附到懸浮物與沉積物上。
  • 估計丙烯在河流與湖泊的揮發半衰期(Volatilization half-lives)分別為0.7天與3天。
  • 微生物的培養(Pure culture)指出丙烯可以被生物降解(Biodegradation)。 Pure culture (純種培養)︰指的是一次僅培養一種菌。
  • 丙烯缺乏在環境條件下能被水解的官能基，因此不會藉由水解而被環境分解。

三、我在什麼情況下會暴露丙烯？

  • 人類的主要暴露途徑是吸入。
  • 監測數據指出，一般族群可能透過呼吸大氣中的空氣而暴露丙烯，採樣發現丙烯廣泛地存在於道路、城市街道與餐館。
  • 國外1976年的研究發現大氣中都市與農村測得的丙烯含量分別為2.6-23.3 ppb與0.007-4.8 ppb。
  • 透過職業暴露可能吸入丙烯，主要是製造或使用丙烯的工作場所。
  • 美國國家職業安全及健康研究所(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH) 2005年統計評估有7,305人可能潛在暴露丙烯(其中有975人是女性)。

四、丙烯對我的健康有什麼影響？

丙烯屬於易燃氣體，非常容易燃燒；可因熱、火花、或火焰而被點燃。丙烯洩漏可能減少呼吸時的氧氣量，造成窒息，若存放於鋼瓶中，洩漏時會快速揮發而可能造成凍傷。暴露丙烯之症狀包括：呼吸和心跳加速、肌肉協調不良、情緒低落、疲勞、噁心、嘔吐、頹廢、意識不清、痙孿、呼吸衰竭、頭痛、頭暈等。

美國國家毒理計畫(National Toxicology Program, NTP)為期兩年的一項初步動物研究指出，吸入丙烯可能對鼻腔具有潛在的危害︰該研究持續103週，每週5天，每天吸入6小時0、4985與9891 ppm的丙烯，導致大鼠鼻腔有一些慢性病變，包括上皮細胞增生(epithelial hyperplasia)、鱗狀上皮細胞(squamous metaplasia)產生變化與發炎反應，像是淋巴細胞(lymphocytes)、巨噬細胞(macrophages)與顆粒性白血球(granulocytes)進入黏膜下層(submucosa)，以及顆粒性白血球進入腔體(lumen)；小鼠的鼻腔則沒有影響，只在高劑量有觀察到發炎損傷，腎臟有輕微的局部發炎，但不清楚與丙烯的暴露是否相關，除此之外，沒有觀察到與暴露丙烯相關的反應。NTP該項研究指出，在此條件下無動物暴露丙烯致癌的證據。

五、丙烯致癌的可能性有多高？

由於目前丙烯缺乏人類與動物的致癌證據，因此國際癌症研究組織(International Agency for Research on Cancer, IARC)將丙烯歸類為第三類致癌物，即目前無足夠的資料，可供分類丙烯是否為人類致癌物。

六、目前有任何的醫療檢驗讓我知道我已經暴露於丙烯嗎？

丙烯會被人體內的細胞色素P450代謝成環氧丙烷(propylene oxide)，環氧丙烷會與血紅素(hemoglobin , Hb)鍵結，透過氣相層析儀(gas chromatography, GC)或酵素連結免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)皆可量測此鍵結物的量，研究指出此鍵結物可以做為暴露丙烯的證據之一，然而並不具有專一性，因環氧丙烷的暴露也會形成此鍵結物，因此可能需要搭配暴露的問卷調查才可以進一步鑑別與釐清。

七、國內外法規

美國政府工業衛生師協會（American Conference OF Governmental Industrial Hygienists, ACGIH）訂定丙烯的8小時-時量平均容許恕限值注一(Threshold Limited Value-8-hour time – weighted averages, TLV-TWA)為500 ppm；荷蘭、丹麥與瑞典也建立了丙烯的職業暴露限值(Occupational Exposure Limits, OELs)為500 ppm，也是八小時時量平均容許濃度。

目前，根據台灣行政院環境保護署的規定，丙烯屬於非列管的毒性化學物質。在國內，勞工作業環境空氣中有害物容許濃度表中並未規範丙烯在勞工作業場所中的有害物質濃度。國內環保署也尚未有丙烯的相關規範。

注一︰時量平均恕限值(TLV-TWA)是指每天工作8小時，每週工作5天，可長期重複暴露於某作業環境中，而不會對身體健康造成不良影響之毒性氣體最大容許濃度，值得注意的是：TLV-TWA的恕限值是取8小時的平均值。

參考資料：

1.財團法人工業技術研究院工業安全衛生技術發展中心，丙烯物質安全資料表。

2.OEHHA, Chronic Toxicity Summary For Propylene.

3.HSDB, Propylene.

4.NTP, 1985. TOXICOLOGY AND CARCINOGENESIS STUDIES OF PROPYLENE.

5.Quest JA, Tomaszewski JE, Haseman JK, Boorman GA, Douglas JF, Clarke WJ. 1984. Two-year inhalation toxicity study of propylene in F344/N rats and B6C3F1 mice. Toxicol Appl Pharmacol 76: 288-295.

6.Tornqvist M, Ehrenberg L. 1990. Approaches to risk assessment of automotive engine exhausts. IARC Sci Publ: 277-287.

7.Jones AL, Van der Woord M, Bourrillon F. 2005. Use of a whole blood competitive immunoassay for the assessment of worker exposures to propylene oxide at three manufacturing facilities. Ann Occup Hyg 49: 241-243.

8.Pottenger LH, Malley LA, Bogdanffy MS, Donner EM, Upton PB, Li Y, Walker VE, Harkema JR, Banton MI, Swenberg JA. 2007. Evaluation of effects from repeated inhalation exposure of F344 rats to high concentrations of propylene. Toxicol Sci 97: 336-347.

撰寫：國家環境毒物研究中心 林靜芳研究助理
校稿：國家環境毒物研究中心 林嬪嬪副主任