持久性有机污染物

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持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)

目录

什么是持久性有机污染物[1]

  持久性有机污染物是指具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,在环境中持久存在,且能够在环境中长距离迁移的一类化学物质。它会对人类健康和环境造成严重危害,并且这些危害会在数代人体内延续,因此对人类生存繁衍和可持续发展构成了重大威胁。

持久性有机污染物的种类[2]

  据2004年5月17 13生效的POPs公约显示,首批要消除的3类12种持久性有机污染物为:

  第一类:有机氯杀虫剂8种——狄氏剂(dieldrin)、异狄氏剂(endrin)、滴滴涕(DDT)、七氯(heptachlor)、艾氏剂(aldrin)、毒杀芬(camphechlor)、氯丹(ehlordane)、灭蚁灵(mirex);

  第二类:有机氯代芳香烃化合物(工业产品)2种——六氯苯(hexachlorobenzene)、多氯联苯(PCBs);

  第三类:氯代化合物(生产过程副产品)2种—— 氯代联苯二嗯英(PCDDs)和氯代联苯呋喃(PCDFs) 。

  此外,由于POPs清单的种类是开放性的,根据其规定的筛选程序和标准划分,其种类数量将会将会不断扩充。

持久性有机污染物的特点[3]

  POPs通过生物的食物链(网)累积、并对人类健康造成有害影响的有机化学物质。它具备四种特性:长期残留、生物积累性、半挥发性、高毒性。而位于生物链最顶端的人类.则把这些毒性放大到了7万倍左右。

  1.长期残留性

  POPs物质具有抗光解性、化学分解、生物降解性。例如.二恶英系列的物质其在气相中的半衰期为8~400天,水相中为166天~219天.在土壤和沉积物中约17年~273年。

  2.生物积累性

  POPs具有高亲油性和高憎水性,其能够在活的生物体的脂肪组织中进行生物积累,可通过食物链危害人类的健康。

  3.半挥发性

  POPs可以通过风和水流传播很远的距离。POPs物质一般是半挥发性物质.在室温下就可以挥发进入大气层。因此,它们可以从水体或土壤中以蒸气形式进入大气环境或者附在大气中的颗粒物上,由于具持久性.所以他们能在大气环境中远距离迁移而不会全部被降解,但半挥发性的特性又使得它们不会永久停留在大气层中,它们可以在一定条件下又沉降下来.然后又在某些条件下进行挥发。这样的挥发和沉降重复多次就能够导致POPs分散到地球上各个地方。因为.这种性质POPs容易从比较暖和的地方迁移到比较寒冷的地方,如北极圈这种远离污染源的地方都发现了POPs污染。

  4.高毒性

  POPs物质在低浓度时会对生物体造成伤害。例如,二恶英类物质中最毒的毒性相当于氰化钾的1000倍以上.号称世界上最毒的化合物之一,每人每日能容忍的二恶英摄入量为每公斤体重1pg,二恶英中的2,3,7,8-TCDD只需几十皮克就足以使豚鼠毙命,连续数天施以每公斤体重若干皮克的喂量能使孕猴流产 POPs物质还具有生物放大效应的特征,POPs也可以通过生物链逐渐积聚成高浓度。从而造成更大的危害。

持久性有机污染物的来源[4]

  1.农业生产中农药的使用

  作为农业大国,在我国的上个世纪六十至八十年代,环境污染问题尚未得到足够的重视,出于农业生产的需要大量的生产及使用农药,很多都是含有机氯且在后来的《斯德哥尔摩公约》中都被列入持久性有机污染物的范围,包括作为杀虫剂使用的滴滴涕、氯丹、六氯苯、氯丹和毒杀芬这五种产品。在目前的农业生产中,部分地区还会少量使用这几类杀虫剂。这些有机污染物质可以长久的残留在土壤中,不仅对自然环境造成巨大的威胁,同时随着农作物的生长而积累在作物果实或秸秆中,最终通过食物链的富集而流向人体。

  2.工业生产中的污染

  多氯联苯(氯化联苯;PCBs)是持久性有机污染物中的一个大类,它是一组由人工合成,具有多种异构体的有机物质,由于其化学性质较为稳定,而且具有介电的特性,可用为热载体、润滑油、润滑剂及增塑剂等,因此在工业生产中得到了广泛的应用,如封闭的使用在变压器电容器中,半封闭使用在导热油及稳压器等。在涉及到PCBs的生产或产生的工厂中,常会因为封存管理不到位或封存时间太长,造成部分电容器腐蚀泄露,从而对存放处的土地及水产生严重污染。多氯联苯是致癌物质,进人人体后常累积于脂肪组织,影响人体生殖、神经和免疫系统。

  3.无意识的排放

  无意识排放的持久性有机污染物主要指的是二恶英类。在包括做饭在内的所有焚烧、造纸及含氯工业中都有二恶英的排放,如城市中的垃圾焚烧、农业生产中部分地区直接焚烧秸秆,火葬过程,造纸、水泥生产、氯碱和钢铁的制造过程。二恶英虽然在排放地产生,但却可以随着空气的流动造成大范围的污染。

持久性有机污染物的危害[5]

  POPs在水体中的半衰期大多在几十天至2O年,个别长达100年;在土壤中的半衰期大多在1~l2年,个别长达600年;而它们的生物富集因子(BCF)高达4000~70000之间。上述性质决定了POPs对人体健康和生态环境具有极大的危害。

  1.对免疫系统的危害

  POPs会抑制免疫系统的正常反应,影响巨噬细胞活性、降低生物体的病毒抵抗能力。在北京进行的一项针对POPs的调查发现,在北京采集的孕妇的乳汁里,300多位孕妇中有90%检出PCBs等POPs,有1O%的人处于比较危险的水平。

  2.对内分泌系统的危害

  多种POPs被证实为潜在的内分泌干扰物质,它们与雌激素受体有较强的结合能力,会影响到受体的活动进而改变基因组成。有机氯杀虫剂是雌性激素的作用,可以干扰人体内分泌系统的功能,属于环境激素。如PCBs在体内试验中表现出一定的雌激素活性,有研究发现,患乳腺癌的女性与患良性乳腺肿瘤的女性相比,其乳腺组织中的PCBs水平较高。

  3.对生殖和发育的危害

  生物体内脂肪组织富集的POPs可通过胎盘和哺乳影响胚胎的发育,导致畸形、死胎、发育迟缓等现象发生。暴露于高浓度POPs的鸟类的产卵率会相应降低,从而使其种群数量不断减少,甚至灭绝。POPs对鸡的毒性实验表明,PCB可诱发鸡胚的死亡和不同程度的水肿,使种蛋的死亡率明显升高。POPs同样会影响人类的生育,尤其会影响到孩子的智力发育。一项对150名怀孕期间食用受了有机氯污染的鱼的女性进行跟踪随访发现,这些孩子与一般孩子相比出生时体重轻、脑袋小,7个月时认知能力较一般孩子差,4岁时读写和记忆能力较差,11岁时测试他们的IQ值较低,读、写、算和理解能力较差。

  4.致癌作用

  实验证明,长期低剂量暴露于POPs环境中,导致癌症的发病率较正常情况明显增高。1997年,世界卫生组织的国际癌症研究机构,在流行病学调查和大量动物学实验的基础上,将二嗯英定为一级致癌物质。其中2,3,7,8-四氯代二苯对二噁英(TCDD)是目前已知最毒的物质,其毒性约为氰化钾的100倍,砒霜的900倍。

  5.其他毒性

  POPs还会引起一些其他器官组织的病变,如TCDD暴露可引起慢性阻塞性肺病的发病率升高,也能引起肝脏纤维及肝功能的改变,出现黄疸等。POPs还会对皮肤表现出一定的毒性,如色素沉着、多汗和弹性组织病变等。一些POPs还可能引起焦虑、疲劳、易怒、忧郁等一系列精神心理疾患症状。

持久性有机污染物的处理技术[6]

  按照处理原理来分,POPs的处理技术大致可以概括为物理方法、化学方法和生物方法。

  1.物理方法:通常有吸附法、萃取法、蒸馏法和汽提法等。物理法可对污染物起到浓缩富集并部分处理的作用。常作为一种预处理手段与其它处理方法联合使用。物理方法操作相对简便,适用于高浓度POPs工业废水或废液及事故性污染的处理。但它只能使污染物发生形态变化,不能从根本上解决POPs的污染同题。

  2.化学方法:在POPs污染治理中的应用十分广泛,主要有湿式、声化学、超临界水氧化法、超声波氧化法、紫外光解技术、光催化法等。此外,人们还尝试了电化学法、微波、放射性射线等高新技术,发现它们对多氯联苯、六氯苯、五氯苯酚以及二嗯英都有很好的去除作用。化学方法处理P0Ps具有快速高效、反应彻底、降低或不产生二次污染等特点,但是它对反应条件要求比较高,费用大。

  3.生物法(生物修复):是治理低浓度POPs污染的一种较为理想的方法。其机理主要是利用植物/动物修复或通过环境微生物发挥作用。植物修复是利用植物转移或转化污染物,包括植物对污染物的直接吸收,植物根部分泌酶来降解污染物、植物根系与微生物协同吸收、转化污染物等,从而达到净化环境中POPs的目的。但到目前为止,植物修复还不能达到完全修复POPs污染环境的目的。动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群,能吸收或富集土壤中残留POPs,并通过自身的代谢作用,把部分POPs分解为低毒或无毒产物,此方法对土壤条件要求较高。微生物修复是利用微生物的代谢活动把POPs转化为易降解的物质甚至矿化,微生物修复具有操作简便、易于就地处理等优点,但选择性较高,且耗时较长,并且许多微生物体内缺乏有效的生物降解酶。

参考文献

  1. 什么是持久性有机污染物(POPs).陕西省环境保护厅
  2. 徐丽,吕文超,李红中,安燕飞,杨志军,马占武,周永章,于海涛.环境中有机污染物的修复研究进展[J].中山大学研究生学刊(自然科学、医学版),2008(3)
  3. 李松兴,陈聪聪.持久性有机污染物(PoPs)在土壤中的转化[J].科技向导,2013(24)
  4. 陈翠莲.持久性有机污染物的监测[J].中国新技术新产品,2013(6)
  5. 王佩华,赵大伟,聂春红,迟云超.持久性有机污染物的污染现状与控制对策[J].应用化工,2010(11)
  6. 俞继梅.浅议持久性有机污染物POPs[J].江西化工,2013(2)
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