( 一 ) 苯 乙 烯 之 物 化 特 性
styrene 是 一 種 重 要 的 工 業 用 化 學 單 體 , 廣 泛 應 用 於 塑 膠 、 樹 脂 、 塗 料 等 化 學 工 業 。 據 估 計 1992 年 一 年 中 styrene 的 產 量 約 1600 萬噸( Scott,1994 ),以 民 國 七 十 三 年 為 例 , 我 國 全 年 使 用 之 styrene 約 高 達 22 萬 公 噸 ( 經濟部,1979) 。 styrene 又 名 vinylbenzene , 1 - phenylethylene (C A S No.100 -4 2- 5 ) 是 無 色 或 淡 黃 色 的 液 體 , 其 密 度 為 0.9059 g/ml, 分 子 量 1 0 4 .1 6 g/mol,沸 點 為 145 .14 ℃,其 分 子 結 構 如 附 圖 9( Pfaffli and Saamamene , 1993) 。 styrene 在 水 中 的 溶 解 度 很 低 , 在 25℃ 中 約 為 3mM (Howard et al .,1989) , 但 是 可 溶 於 醇 類 ( alcohol)、酯類( ether)、丙酮( acetone ) 及二硫化碳(carbon disulfide)(ATSDR,1990)。
styrene 在 空 氣 中 會 和 氫 氧 基 及 臭 氧 反 應 , 其 半 衰 期 約 為 3.5 ∼ 9 小 時 ( Howard, 1989) 。 在 空 氣 中 經 陽 光 照 射 或 是 環 境 溫 度 超 過 200℃ 時 會 產 生 聚 合 反 應 ( Keith et al.,1987) 。
低 濃 度 之 styrene 氣 體 有 芳 香 氣 味 , 高 濃 度 時 有 令 人 厭 惡 之 惡臭味。
( 二 ) 苯 乙 烯 的 毒 性 與 致 癌 性
暴 露 在 styrene 環 境 下 , 會 有 自 覺 性 的 頭 痛 、 疲 倦 、 眩 暈 、 嗜 睡 、 抑 鬱 、 精 神 不 易 集 中 的 感 覺 , 其 他 自 覺 症 狀 有 平 衡 障 害 、 反 應 時 間 延 遲 與 眼 、 鼻 、 呼 吸 道 和 皮 膚 的 刺 激 等 症 狀。(Seppalainen et al., 1976)。
動 物 暴 露 在 含 有 styrene 的 空 氣 中 , 並 不 會 造 成 癌 症 , 但 是 對 於 暴 露 在 styrene 工 作 環 境 中 是 否 會 造 成 基 因 的 傷 害 , 看 法 並 不 一 致 。 將 大 鼠 與 小 鼠 長 時 間 ( 2 年 ) 暴 露 在 含 有 styrene 的 空 氣 中 ( 5 0 ppm~100ppm) 發 現 , 其 肝 臟 細 胞 中 每 108 核 酸 序 列 , 在 guanine 的 O6 位 置 上 產 生 的 DNA adduct 約 有 1 0 0 個 , 而 作 者 認 為 每 1 08 核 酸 中 有 200 ∼ 500 個 DNA adduct 還 不 會 使 小 鼠 與 大 鼠 發 生 腫 瘤 , 因 此 他 認 為 styrene 是 一 個 非 常 弱 的 親 電 子 性 (weakly electrophilic activity) 之 化 學 物 質 , 其 與 D N A 之 結 合 力 不 大 , 而 且 在 大 鼠 細 胞 血 漿( plasma ) 中 半 衰 期 只 有 20 分 鐘 , 而 且 產 生 之 DNA adduct 的 量 很 低 ( Otteneder and Lutz,
1999)。
1978 年 有 學 者 對 3 1 位 勞 工 進 行 生 物 檢 測 與 作 業 環 境 測 定 , 在 空 氣 中 檢 測 到 styrene 含 量 為 10 及 40ppm,mandelic acid 在 尿 液 中 之 含 量 約 為 4 0 及 100 mg/L,雖 然 有 1 4 位 勞 工 其 mandelic acid 的 代 謝 產 物 在 尿 液 中 之 含 量 約 為 正 常 人 的 36 倍 , 也 發 現 他 們 的 染 色 體 缺 損 現 象 , 但 是 彼 此 間 並 沒 有 劑 量 反 應 關 係 , 相 同 的 情 況 也 發 生 在 SCE 現 象 中 。 而 作 者 認 為 空 氣 中 styrene 含 量 與 染 色 體 缺 損 之 現 象 , 沒 有 劑 量 反 應
關 係 之 原 因 可 能 是 styrene 不 是 直 接 造 成 染 色 體 有 缺 損 之 主
項 針 對 歐 洲 地 區 大 規 模 流 行 病 學 調 查 研 究 指 出 , 在 塑 膠 成 型 工 業 中 之 勞 工 因 為 癌 症 而 死 亡 的 比 例 有 增 加 , 而 且 在 部 分 塑 膠 成 型 工 業 勞 工 族 群 中 , 工 作 超 過 一 年 者 得 到 白 血 病 與 淋 巴 瘤 的 危 險 性 有 小 幅 度 升 高 之 趨 勢 ( Vodicka et al., 1995)。由 以 上 結 果 顯 示 styrene 是 否 對 人 體 造 成 基 因 傷 害 , 在 暴 露 勞 工中之研究與流行病學之調查都尚未有定論。
文 獻 指 出 澳 洲 、 比 利 時 、 芬 蘭 、 瑞 士 、 英 國 和 美 國 設 定 勞 工 暴 露 在 styrene 環 境 中 之 標 準 為 100 ppm, 丹 麥 、 挪 威 及 日 本 為 50 ppm, 捷 克 及 東 德 為 47 ppm, 波 蘭 為 24 ppm,
匈 牙 利 為 1 ppm (Scandinavian,1979 )。我 國 行 政 院 勞 工 委 員 會 公 告 之 勞 工 作 業 環 境 空 氣 中 有 害 物 質 容 許 濃 度 標 準 , styrene 暴 露 之 時 量 平 均 容 許 濃 度 (PEL - TWA) 為 50 ppm,短 時 間 時 量 平 均 容 許 濃 度 (PEL- STEL) 為 62.5 ppm ( 行 政 院 勞 工 委 員 會,1995)。從 上 述 顯 示 各 國 所 訂 標 準 styrene 之 容 許 濃 度 標 準 有 差 異 , 但 因 其 體 內 代 謝 物 SO 可 能 誘 發 人 類 產 生 致 癌, 因 此 styrene 的 容 許 濃 度 有 日 漸 下 降 之 趨 勢 。 styrene 本 身 的 細 胞 毒 性 很 低 , 超 出 生 物 檢 測 所 能 偵 測 到 之 範 圍 , 必 須藉由生物體內代謝後才會產生毒性(Scott et al.,1994)。
( 三 ) 苯 乙 烯 的 代 謝
styrene 主 要 在 肝 臟 進 行 代 謝,而 少 部 分 在 肺 臟 、 腎 臟 、 腸 、 皮 膚 、 淋 巴 系 統 與 紅 血 球 等 其 他 組 織 進 行 代 謝 (Leibman et al.,1968,Belvedere and trusi,1981)。
在 1993 年 Nakajima 等 人 利 用 體 外 試 驗 發 現 ,在 動 物 體 內 參 與 代 謝 的 CYP - 450 酵 素 有 物 種 上 的 差 異,因 此 在 不 同 物 種 間 所 造 成 之 細 胞 毒 性 與 致 突 變 性 也 可 能 會 不 同( Nakajima et al.,1993)。文 獻 指 出 在 大 鼠 體 內,參 與 styrene 代 謝 為 SO
的 CYP -450 酵 素 主 要 為 CYP 2E1 、 CYP 2B1、 CYP1A 1/2 與 CYP 2C11; 在 人 體 中 參 與 styrene 代 謝 為 SO 的 酵 素 主 要 有 CYP 2E1 , CYP 2B6 、 CYP 1F1 等 (Gadberry et al.,1996) 。 而 C arlson 利 用α- naphthoflavone (α- N F ) 與 α- methylbenzylaminobenzotriazole ( MBA) 分 別 抑 制 C Y P 2B 與 CYP 1A 之 活 性 , 發 現 CYP 2B 與 CYP 1A 並 不 是 參 與 代 謝 styrene 的 主 要 酵 素 , 人 體 中 主 要 參 與 代 謝 styrene 的 主 要 酵 素 為 CYP 2E1 (Carlson et al.,1998) 。 顯 示 不 同 物 種 間 參 與 styrene 代 謝 為 SO 的 酵 素 並 不 相 同 , 縱 使 同 一 物 種,在不同器官中其酵素種類與含量也會有差異。
Styrene 經 CYP - 450 代 謝 為 SO 後 , 在 生 物 體 內 經 由 glutathione S- transferases ( GST) 酵 素 或 epoxide hydrolase ( EH) 酵 素 進 行 去 毒 性 作 用 , 再 隨 著 尿 液 排 出 體 外 。 SO 在 體 內 經 由 GST 酵 素 會 產 生 硫 醇 酸 ( mercapturic acid),經由 EH 酵 素 作 用 其 代 謝 產 物 為 苯 乙 烯 甘 油( styrene glycol) 或 苯 乙 醇 酸 (mandelic acid; MA) , 其 代 謝 簡 圖 見 附 圖 2.(Barale,1991)。