瀝青

 

瀝青是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色複雜混合物,

是高黏度有機液體的一種,呈液態,表面呈黑色,可溶於二硫化碳。瀝青是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。

 

瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種:其中,煤焦瀝青是煉焦的副產品。石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。

天然瀝青則是儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。

瀝青主要用於塗料、塑膠、橡膠等工業以及鋪築路面等。

 

 

瀝青屬於憎水性材料,它不透水,也幾乎不溶于水、丙酮、乙醚、稀乙醇,溶於二硫化碳、四氯化碳、氫氧化鈉

瀝青及其煙氣對皮膚粘膜具有刺激性,有光毒作用和致癌作用。

三種主要瀝青的毒性:煤焦瀝青>葉岩瀝青>石油瀝青,前二者有致癌性。 

 

煤焦瀝青

煤焦瀝青是煉焦的副產品,即焦油蒸餾後殘留在蒸餾釜內的黑色物質。

它與精製焦油只是物理性質有分別,沒有明顯的界限,一般的劃分方法是規定軟化點在267℃(立方塊法)以下的為焦油,267℃以上的為瀝青。

煤焦瀝青中主要含有難揮發的蒽、菲、芘等。這些物質具有毒性,由於這些成分的含量不同,煤焦瀝青的性質也因而不同。

溫度的變化對煤焦瀝青的影響很大,冬季容易脆裂,夏季容易軟化。加熱時有特殊氣味;

加熱到260℃在5小時以後,其所含的蒽、菲、芘等成分就會揮發出來。

 

石油瀝青

石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。根據提煉程度的不同,在常溫下成液體、半固體或固體。

石油瀝青色黑而有光澤,具有較高的感溫性。由於它在生產過程中曾經蒸餾至400℃以上,因而所含揮發成分甚少,

但仍可能有高分子的碳氫化合物未經揮發出來,這些物質或多或少對人體健康是有害的。

 

天然瀝青

天然瀝青儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。這種瀝青大都經過天然蒸發、氧化,一般已不含有任何毒素。

瀝青材料分為地瀝青和焦油瀝青兩大類。

 

工程中採用的瀝青絕大多數是石油瀝青,石油瀝青是複雜的碳氫化合物與其非金屬衍生物組成的混合物。

通常瀝青閃點在240~330℃之間,燃點比閃點約高3~6℃,因此施工溫度應控制在閃點以下。

 

石油瀝青

石油瀝青是原油加工過程的一種產品,在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠的液體、半固體或固體,

主要含有可溶於氯仿的烴類及非烴類衍生物,其性質和組成隨原油來源和生產方法的不同而變化。

石油瀝青的主要組分是油分、樹脂和地瀝青質。還含2%~3%的瀝青碳和似碳物,還含有蠟。 

 

對石油瀝青可以按以下體系加以分類:生產方法

(1) 蒸餾法:

是將原油經常壓蒸餾分出汽油、煤油、柴油等輕質餾分,再經減壓蒸餾(殘壓10~100mmHg)分出減壓餾分油,

餘下的殘渣符合道路瀝青規格時就可以直接生產出瀝青產品,所得瀝青也稱直餾瀝青,是生產道路瀝青的主要方法。

 

(2) 溶劑沉澱法:

非極性的低分子烷烴溶劑對減壓渣油中的各組分具有不同的溶解度,利用溶解度的差異可以實現組分分離,

因而可以從減壓渣油中除去對瀝青性質不利的組分,生產出符合規格要求的瀝青產品,這就是溶劑沉澱法。

 

(3) 氧化法:

是在一定範圍的高溫下向減壓渣油或脫油瀝青吹入空氣,使其組成和性能發生變化,所得的產品稱為氧化瀝青。

減壓渣油在高溫和吹空氣的作用下會產生汽化蒸發,同時會發生脫氫、氧化、聚合縮合等一系列反應。

這是一個多組分相互影響的十分複雜的綜合反應過程,而不僅僅是發生氧化反應,但習慣上稱為氧化法和氧化瀝青,

也有稱為空氣吹制法和空氣吹制瀝青。 

 

(4) 調合法:

調合法生產瀝青最初指由同一原油構成瀝青的4組分按品質要求所需的比例重新調合,所得的產品稱為合成瀝青或重構瀝青。

隨著工藝技術的發展,調合組分的來源得到擴大。

 

(5) 乳化法:

瀝青和水的表面張力差別很大,在常溫或高溫下都不會互相混溶。

這種分散體系呈茶褐色,瀝青為分散相,水為連續相,常溫下具有良好流動性。

從某種意義上說乳化瀝青是用水來“稀釋”瀝青,因而改善了瀝青的流動性。

(6) 改性瀝青:

現代公路和道路發生許多變化:交通流量和行駛頻度急劇增長,貨運車的軸重不斷增加,普遍實行分車道單向行駛,

要求進一步提高路面抗流動性,即高溫下抗車轍的能力;提高柔性和彈性,即低溫下抗開裂的能力;提高耐磨耗能力和延長使用壽命。 

 

主要用途是作為基礎建設材料、原料和燃料,

應用範圍如交通運輸(道路、鐵路、航空等)、建築業、農業、水利工程、工業(採掘業、製造業)、民用等各部門。

 

岩瀝青

 

岩瀝青是石油經過長達億萬年的沉積、變化,在熱、壓力、氧化、觸媒、細菌等的綜合作用下生成的瀝青類物質。

常用為基質瀝青改性劑。岩瀝青的物理特性趨近於“煤”。

川北的天然岩瀝青是以分子量高達一萬的瀝青質為主要組成成分,其化學構成為

81.7%,氫7.5%,氧2.3%,氮1.95%,硫4.4%,鋁1.1%,矽0.18%及其他金屬0.87%

其中,碳、氫、氧、氮、硫的含量較高,幾乎每個瀝青質的大分子中都含有上述元素的極性官能團,

使其在岩石的表面產生極強的吸附力。 

 

主要危害

瀝青是一種棕黑色有機膠凝狀物質,包括天然瀝青、石油瀝青、葉岩瀝青和煤焦油瀝青等四種。

主要成分是瀝青質和樹脂,其次有高沸點礦物油和少量的氧、硫和氯的化合物。

如果衣服不小心染上瀝青,可用稀氫氧化鈉清洗。

 

四種瀝青中以煤焦油瀝青危害最大。在電極焙燒爐製作中要排出大量的瀝青煙。

由於瀝青中含有螢光物質,其中含致癌物質34苯並芘高達25%35%,高溫處理時隨煙氣一起揮發出來。

瀝青煙氣是黃色的氣體,其中試焦油細霧粒。經測定電極焙撓爐排出的瀝青煙氣中含34苯並芘為1.3—2mg/立方米。

 

瀝青煙和粉塵可經呼吸道和污染皮膚而引起中毒,發生皮炎、視力模糊、眼結膜炎、胸悶、腹病、心悸、頭痛等症狀。

經科學試驗證明,瀝青和瀝青煙中所含的34苯並芘是引起皮膚癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因。

在受瀝青污染的空氣中生活,易致免疫力下降。

 

瀝青及其煙氣中主要成分為酚類、化合物、蒽、萘、吡啶等對皮膚粘膜具刺激性,

塗以30%煤焦油瀝青甲苯溶液塗皮3次,局部繼炎症之後呈現角化過度與皸裂。

 

瀝青及其所含蒽、菲、吡啶等均系光毒物,在紫外線作用下可引起光化學反應。

瀝青所致光化學反應系瀝青在有氧條件下通過光能作用所發生的光化學反應,反映生成的自由基、過氧化物引起細胞損傷,故是一種非免疫性疾病。

 

皮膚損害

1日光性皮炎 本病常於接觸瀝青粉塵或煙氣,並暴露於日光後發病。

日曬後數分鐘到1-2d(多數為數小時)即可發病。皮損限於面部、頸後等暴露部位,尤以眼瞼與顴頰部為著。

皮損呈曬斑型表現為界限清晰的紅鮮紅斑,常伴有水腫,嚴重時出現水皰、大皰,甚至糜爛、滲液。

皮損於1—2d內達到高峰,一般停止接觸3-5d迅速消退,局部附有輕度糠樣鱗屑,常繼發暫時性輕度色素沉著。

自覺灼痛,個別輕度瘙癢。

 

2.黑變病 本病常對稱分佈於面、頸部暴露部位,前臂也波及。

特別好發于眼周、顳部、前額髮際與內皆角,鼻旁頰部與口周。

皮損多呈片狀,色澤偏深,呈褐-深褐-褐黑色,有時稍帶褐紅或淡紫色。

其大小,形狀不一,邊緣多數模糊。前臂的色素沉著常以毛孔為中心,受累毛孔輕度角化;

有時淡褐帶灰紫色色素沉著斑與正常皮膚相間,交雜成雲霧狀。

發病時常有瀝青光毒性皮炎反復發作史,並常伴有瀝青痤瘡。本病呈慢性過程。

日曬每使病情加重。脫離接觸可望好轉,乃致痊癒。

 

3.痤瘡 瀝青所致職業性痤瘡主要表現為黑頭粉刺、毫毛折斷與毛囊炎性丘診。

本病好發於直接接觸部位,如面部、指背、手背和前臂,也常常波及被瀝青污染的衣褲的部位,如大腿伸面,偶發於軀幹。

黑頭粉刺為擴大的毛孔中的黑點,其下常有帶白色的小硬結。

瀝青所致黑頭一般比氯化物所致者粗大些,分佈也散在些,主要位於面部,特別是顳間、眉部、鼻旁兩側,眼瞼與耳廓也可波及。

毛囊炎性紅色丘疹為毛囊性丘疹,頂端可有黃白色膿皰,嚴重時演變為癤、硬結,可遺疤痕;常散在分佈於面部與前臂。

毳毛折斷、變粗,局部毛孔常見擴張,並有輕度角化,主要分佈在首節指背與前臂橈伸面。

本病發病不受年齡限制。自覺症狀缺如,有時伴乾燥感,出現毛囊炎、癤時有疼痛感。

 

4.疣狀贅生物   好發於手背、腕部與面部,也可波及陰囊等處。

類似扁平疣,表面為膚色--淡褐--褐色扁平丘疹,針帽或綠豆大小,圓形或不規則形,表面粗糙或平滑,境界清楚。散在或密集分佈。

無自覺症狀或微癢。一般工齡愈長,發病率愈高,皮損愈多。疣狀贅生物可自然消退。可能演變為皮膚癌。

 

5.燒傷   多由潑濺、跌滑等事故引起。高熱的液態瀝青對皮膚造成熱力燒傷。臨床表現與一般熱燒傷相似。

皮膚表面可覆以黑色瀝青,與創面緊緊粘附,不易清除。

瀝青粉塵與煙氣對眼的損害以瞼結膜炎為主,有時伴有淺表性斑點狀角膜炎,工齡較長者翼狀胬肉佔有一定比例。

鼻咽部常有乾燥、灼熱感,也可引起鼻炎、咽炎等。

 

全身症狀

聞及瀝青嗅味後,可出現頭昏、頭脹、頭痛、胸悶、乏力、噁心或咳嗽、心悸、耳鳴等不適,尤其在烈日下操作時。

脫離接觸(如下班後)症狀常迅速緩解。嚴重時(如重症光毒性皮炎)可伴發熱。

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#美國加洲有天然的瀝青湖,許多動物不知危險,常被淹死在瀝青湖之中變成考古學家研究的物種。