3.1急性毒性
表面活性劑對人體毒性分為急性、亞急性和慢性3種.急性毒性又分經口服急性毒性、經皮急性毒性和吸人性急性毒性,毒性大小一般用半致死量LD50表示.經口服急性毒性是通過不同劑量的表面活性劑投喂一批動物,觀察和估測1/2動物致死時的劑量,記作LD50(mg/kg,mg為表面活性劑量,kg為受試動物體重).LD∞愈大,毒性愈~(1OOmg/kg以下為劇毒,100~500mg/kg為中毒,500-10000mg/kg為低毒,10000mg/kg以上為無毒).經皮急性毒性是將試驗液注射于受試動物皮下,其他類似于經口服急性毒性.吸人性急性毒

性是指經呼吸道吸人而產生的急性毒性,由于表面活性劑較少以粉狀供應,故很少用這一指標.表2為一品.因此,重新評價原有的表面活性劑和新開發的表面些常用表面活性劑對黑鼠經口服毒性LD加數據.
從表2可見,陽離子表面活性劑具有較高毒性,非離子表面活性劑的毒性最低,陰離子表面活性劑的毒性居中.陽離子表面活性劑常用作消毒、殺菌劑。與人體接觸時會使中樞神經系統和呼吸系統機能下降,并使胃部充血.陰離子表面活性劑的毒性較低,在通常應用范圍內,不對人體造成急性毒性傷害,但口服后會使胃腸產生不適感,但十二烷基苯磺酸鈉對肝臟有損害,會引起脾臟縮小等慢性癥狀.非離子表面活性劑低毒或無毒,經口服無毒,其中最低是PEG類,其次是蔗糖酯(SE)、AEO和Tween類,烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)類毒性偏高.
3.2亞急性和慢性毒性
亞急性和慢性毒性試驗一般耗時很長,由于實驗動物和實驗條件不同,其結果差異很大,各種數據難以比較.一般認為急性毒性LD50超過10000mg/kg,特別是一些非離子表面活性劑的亞急性和慢性毒性實驗結果均為無毒,長期服用不會造成病態反應,僅有些品種在大劑量口服時引起某些臟器功能改變.因此,非離子表面活性劑的一些品種可作為高安全物質使用,食品工業常作乳化劑或添加劑使用.但作為食品乳化劑使用的表面活性劑是受到嚴格限制的,只批準幾個品種可使用,還受到日允許攝入量ADI(mg/kg·d)指數的限制,即人體對某些添加劑連續攝入,對單位體重不會產生侵害性影響最大劑量.表3列出一些常用食品級表面活性劑和添加劑的ADI值.

3.3致畸性、致變異性和致癌性
致畸性又指胚胎毒性,是指化學品對受孕母體產生的效應,引起胚胎死亡或身體畸形.但實驗的難度很大,尚未有報道表面活性劑致畸I生的重復性結果.
致變異性是指在母體受孕前受化學品影響使卵細胞造成后代遺傳性缺陷的危險,從而實驗難度更大.曾有報道,低聚氧乙烯引起變異性,但未經實驗證實.
致癌性按與急性毒性試驗類似的方式進行,但在試驗末期需將受試動物器官與空白對照組的動物器官進行對比.二乙醇酰胺的致癌性已經由美國保健和環境保護機構證實,二乙醇胺和二乙醇酰胺對鼠類有明顯的致癌作用,含有少量游離二乙醇胺的二乙醇酰胺同樣具有致癌作用.商品Ninol或國產名6501即二乙醇月桂酰胺與二乙醇胺結合的產品,具有增泡、穩泡、增稠作用,常用于凈洗劑、精練劑的配方中.
3.4對皮膚和眼睛的刺激性
表面活性劑滲入皮膚后改變了皮膚的原始結構狀態,引起接觸性皮炎、真皮皮炎,造成皮膚刺激作用和過敏反應,或使皮膚保濕能力下降,使皮膚上出現紅斑或水腫現象或與蛋白質結合而致使蛋白質變性及改變皮膚pH值.表面活性劑會刺激眼粘膜,引起角膜血壓增高而眼紅,隨后出血進一步導致細胞壁破壞,對角膜和虹膜造成傷害.
對皮膚和眼睛的刺激性程度大致與表面活性劑類型相一致,以陽離子最強,陰離子次之,非離子因不帶電荷,不會與蛋白質結合,刺激性最小.
評價表面活性劑的刺激性目前尚缺少統一標準.通用的評價方法分為活體試驗和體外試驗兩大類.出于保護動物和安全性考慮,大力提倡采用體外試驗法,但大部分立法仍以活性試驗結果作為檢驗標準.活性試驗主要在人體皮膚和兔皮及兔眼粘膜上進行,較為常用的方法是Draize兔皮試驗和Draize兔眼試驗.
3.4.1Draize兔皮試驗
一些表面活性劑的兔皮試驗結果在表4中.

Draize兔皮試驗主要以兔皮為試驗對象,將表面活性劑以各種濃度涂敷在裸露的皮膚上,通過測定紅腫和水腫程度來評判皮膚刺激性,一般用目測評價,評價標準見表7.兔皮試驗可以作為一種獨立試驗,也可作為人體皮膚試驗的預備試驗.
陰離子表面活性劑中以LAS最大,同樣是磺酸鹽,AOS和SAS刺激性較低.非離子表面活性劑中,斯盤(Span)、吐溫(Tween)和聚醚的刺激性都很低.
3.4.2Draize兔眼試驗
將0.1mL表面活性劑試液作用于兔眼角膜,間隔一定時間觀察刺激結果并綜合評價,見表7.一些表面活性劑對兔眼刺激的最高濃度列于表5中.從表5可以看到眼粘膜對表面活性劑的耐受程度以陽離子表面活性劑為最低,陰離子表面活性劑次之,非離子表面活性劑的耐受程度為最高.

3.4.3體外試驗以體外細胞或蛋白質模擬活生物體,觀察表面活性劑對蛋白質細胞的作用,從而推斷對活性組織的作用程度.最常用的體外試驗方法為紅細胞試驗(RBCtest.RedBloodCorpuscletest).
一般認為刺激性物質與活體蛋白質發生反應,首先會在細胞膜上反應.RBCtest即紅細胞試驗以離體紅細胞作為細胞替代物進行試驗,觀察各種表面活性劑對紅細胞的作用情況.試驗中將表面活性劑對紅細胞的溶血作用記作值,對血紅蛋白變形作用記作JD值;用L/D表征綜合指數來評價表面活性劑對細胞的刺激作用,見表7.表6是一些表面活性劑的RBCtest

試驗結果.
3.4.4表面活性劑的分子結構對刺激性的影響有其一般規律:(1)分子大小的影響'/J、分子表面活性劑易造成經皮膚滲透,刺激性較大,大分子表面活性劑不易發生經皮膚滲透,刺激性較小.極性基團及疏水性鏈均不易與皮膚發生作用,因而刺激性小.采用高分子及引入長碳鏈烷基的聚合物如聚丙烯酰胺和聚丙烯的乳化劑和增稠劑或對淀粉、多肽、纖維素等天然高分子化合物進行改性的化合物都具有低刺激性;(2)聚氧乙烯基的影響,分子內引入聚氧乙烯基后刺激性可以減輕,聚氧乙烯型非離子表面活性劑對皮膚和眼睛的刺激性都低于陰或陽離子表面活性劑.增大分子內的聚氧乙烯基數量,刺激性會進一步下降.所以,在離子型表面活性劑中引入聚氧乙烯鏈后會減少刺激性.例如,在月桂酸硫酸酯鈉鹽(SLS)中引入聚氧乙烯鏈形成月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽(SLES)后刺激性下降;(3)離子基極性的影響,離子基的極性愈小,對皮膚和眼睛的刺激也愈小.在SLS結構中引入聚氧乙烯醚后形成SLES已大大降低刺激性,如果將硫酸基改變為羧酸基,形成月桂醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(SEC),則形成更為溫和的表面活性劑,因為羧酸基的極性低于硫酸基.SEC是脂肪酸皂結構中嵌入聚氧乙烯基,兼有陰離子和非離子表面活性劑的特性,當它呈酸式存在時呈非離子性,以鹽式存在時呈陰離子性.更換離子基的反離子種類也有助于減小表面活性劑的離子化程度,因
此AES的銨鹽的刺激性比鈉鹽小,兩性型表面活性劑比相應的陽離子型和陰離子型表面活性劑的刺激性低.
4表面活性劑的生態性
4.1水生物毒性
對于化學品的使用和排放,幾乎所有工業化國家都制定了相應的法規和指令性規則,因為化學品的使用和排放對人類生活環境產生的影響如此重要.從表面活性劑的使用和排放渠道的掌握,使得有可能計算出各種水域環境中表面活性劑的《預測環境濃度》(PEC),可以進行殘存于水域中表面活性劑及其代謝產物對魚類、藻類等水生物毒性的調查,確定對水生物從不產生明顯影響的表面活性劑濃度(NOEC).如果PEC低于NOEC的1~2或更多個數量級,則可以認為這種表面活性劑對環境是安全的.反之,如果PEC與NOEC是等數量級或者PEC大于NOEC,可以認為這類表面活性劑可能會出現生態環境問題.
對魚類的急性毒性用LC如(mg/L)表示,所有表面活性劑的魚類急性毒性很相似,一般都在1~15mg/L.對于水生細菌和藻類的毒性以ECO50(mg/L)表示,它表示24h內對水生細菌和藻類運動抑制程度的性質,表面活性劑一般在1~67mg/L.與LD卯一樣,數值愈低則毒性愈大,表8和表9分別列出了一些表面活性劑魚類和水生細菌及藻類的急性毒性.

4.2生物降解性
由于大部分家用或工業用表面活性劑最終都排入下水道,因此污水中的PEC值相當高,特別是在表面活性劑生產廠、應用廠和生活小區的排放污水中尤為突出.PEC值只能表示排入環境中的平均濃度,并不表明表面活性劑進入水域環境以后的行為,因此希望建立一個新的概念或新的測量值來描述表面活性劑在環境中的殘留濃度,這個測量值就是表面活性劑的生物降解性.
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