搜索
有机污染化学论文-1-我国POPs污染的控制对策××××（中国地质大学（武汉）××××班××号，学号×××××）【摘要】POPs——持久性有机污染物具有疏水性和脂溶性、长期残留性、生物蓄积性、高毒性和高危害性、半挥发性和长距离迁移性，能够在大气环境中长距离迁移并能沉积回地球，对人类健康和环境具有严重危害。本文介绍了POPs的概念、分类、特性、危害以及我国POPs污染现状与控制对策，其中，我国POPs污染现状与控制对策又从我国的POPs生产与使用情况、我国环境中POPs的污染情况、我国确定削减控制POPs的目标及措施及由此提出的对策和建议四个方面进行了具体阐述。最后针对我们大学生自己对POPs污染问题能做的事情做一个小的讨论并做结束语。【关键词】POPs；持久性有机污染物；特性；危害；现状；对策通过对“EnvironmentalOrganicChemistry”这门课程的学习，我大致了解到了持久性有机污染物(POPs)的基本概念、主要特性和常见危害，明白了这些污染物并不是自然界本身就存在的，而是人类自己制造出来的，是工业革命带给我们的产物。而且认识到我国的POPs污染现状非常严峻，是一个急需解决的问题，不然会对我们的健康和环境产生非常严重的危害，所以我想通过对POPs性质和我国POPs污染现状的研究来力争找到更多一些、更系统一些的控制对策，以利于我们对其能有一个更深一些的了解，更希望能为将来的研究者和相关单位提供一点贡献。所学的这门课程教给了我许多关于POPs的宝贵知识，但要完成对“我国POPs污染的控制对策”这一话题的研究，这些还是不够的。通过参考老师的课件，网上的相关资料，相关参考书以及已有的相关论文并结合所学的知识，我完成了这篇文章。下面对本文进行具体的讨论。1持久性有机污染物的概念和特性持久性有机污染物（英文缩写为POPs），指在环境中因难以降解而在环境中长期存在，可进行远距离甚至全球尺度的迁移扩散，通过食物链在生物体内浓缩累积对人体和环境产生毒性影响的一类有机污染物，POPs是一类污染物质的集合，即是那些具有强化学稳定性、降解转化困难、长时间滞留于环境中的物质的统称。《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》提出了第一批受控制有机污染化学论文-2-的12种持久性有机污染物，根据来源不同可将它们分为三类：第一类是来源于对有机氯农药的使用，包括滴滴涕(C14H9C15)、艾氏剂(C12H6Cl6)、氯丹(C10H6Cl8)、狄氏剂(C2H8Cl6O)、异狄氏剂(C12H8Cl6O)、七氯(Cl0H5Cl7)、灭蚁灵(C10Cl12)、毒杀芬(C10H10Cl8)，共八种；第二类是来源于工业生产和使用的POPs，如多氯联苯(C12H10—nC1n)和六氯苯(C6C16)两种；第三类是来源于化工生产过程中产生的副产品，如二恶英(PCDDs)和呋喃(PCDFs)两种。POPs具有如下一些特性：1．1疏水性和脂溶性POPs的疏水性，表明其性质是非常稳定的，在水中的溶解度很低，根据这种稳定性，POPs通常可以制成很多对人类有用的物品。如多氯联苯(PCBs)在水中的溶解度仅为53g／L…，常温下PCBs的蒸汽压很小，属于难挥发性物质；被广泛用于工业和商业等方面已有50多年的历史，可作为变压器和电容器内的绝缘流体和润滑油。在热传导系统和水力系统中作介质，在配置润滑油等中作添加剂，在塑料中作增塑剂等。POPs的“亲脂性”使得它们很容易进入到生物体的脂肪组织里。并在这些地方富集，可以说8O％的人体内都可能有POPs，且POPs在动物脂肪内的浓度随着年龄、脂肪含量等的增加而增加。POPs沿着食物链逐级放大，导致低浓度存在于大气、水、土壤的POPs物质可通过食物链对处于最高营养级的人类健康造成严重损害。由于POPs难以被分解和降解，可以在水体、土壤和底泥等环境介质中存留数年甚至数十年或更长的时间。1．2持久性半衰期大于两个月、在土壤中的半衰期大于6个月，在沉积物中的半衰期大于6个月。其中二恶英类物质在大气中的半衰期为8—400天，水中166天到21．9年，在土壤和沉积物中约17年到273年多氯联苯类在大气中的半衰期约3天到1．4年，在水体中约60天到27．3年，在土壤和沉积物中约2.96年到38年，而其在人体内的半衰期约为7年。1．3生物蓄积性POPs具有低水溶性、高脂溶性的特性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累，从而使在大气、水体、土壤中低浓度存在的POPs经过食物链蓄积并逐级放大，最终使最高级哺食者体内的POPs浓度比环境中的浓度高出多个数量级，从而对处于食物链最高营养级的人类的健康造成严重的负面影响。不同的POPs在不同的生物体内蓄积程度存在较大差异，影响POPs在生物体内蓄积量的因素主要有：(1)化合物氯取代的位置和氯取代的多少。一般而言，随着氯原子的增加，代谢速率减慢，更容易蓄积。同时氯取代的位置也很重要，邻、对位有氯取代的POPs的代谢速度较慢，毒性较大。(2)生物体在食物链中的营养级别越高，其体内的生物蓄积量相应越大。同时，同一种生物摄食方不同，所受的影响也不同，研究发现在PCB、DDT、杀酚和氯丹污染的地区，以高级哺食者海豹为食的加拿大海象要比以软体动物为食的有机污染化学论文-3-海象受到的污染严重。(3)生物体代谢特征的差异会导致POPs在不同生物体内的滞留时间有较大的差异。如二英在鼠体内的半衰期只有几周，而在人体内却长7～9年。1．4高毒性和高危害性POPs会对人类健康和生态系统产生严重的毒性影响，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等，严重危害生物体，尤其是对人的一些组织、器官和系统的发育产生异常遗传的危害，影响组织的分化和发育，造成致畸、致癌等效应。与POPs物质有关的污染事件层出不穷，如1999年比利时布鲁塞尔地区发生的饲料二恶英污染事件曾引起全球消费者的恐慌。1．5半挥发性和长距离迁移性POPs物质具有半挥发性，它们能从水体或土壤中以蒸气形式进人大气，并且在大气中存在一段时间不被降解，但由于其半挥发性，它们在一定的条件下又沉降下来。这样反复的挥发与沉降导致POPs分散到地球的各个地方。温度高的低纬度地区POPs的蒸汽压高，POPs蒸发进人大气，而低温的极地等高纬度地区POPs的蒸汽压低，POPs从蒸汽中分离而沉积到地球表面，从而导致全球范围的污染传播，表现出所谓的“全球蒸馏效应”和“冷浓缩现象”。有相关研究的数据表明，生活在北极地区的哺乳动物体内，部分POPs的浓度已经达到相当高的水平。2持久性有机污染物的危害POPs物质一旦通过各种途径进人生物体内就会在生物体内的脂肪组织、胚胎和肝脏等器官中积累下来，到一定程度后就会对生物体造成伤害。各种POPs的毒性作用机制现在并不是非常明确，但可以确定的是：POPs物质对人体造成损害，一般并不是某一种或某一族POPs单独作用，而是某几族POPs相互协同作用的结果。大部分POPs物质具有致癌、致畸和致突变作用，此外，POPs还能破坏人体正常的内分泌、影响生殖与发育、导致男性雌性化和女性雄性化、肝损害、免疫力下降等等。POPs导致的生物学毒性具体表现为以下几个方面：2．1内分泌干扰通过体外实验已证实POPs中有多种物质都是潜在的内分泌干扰物质，某些能模拟雌激素功能与雌激素受体结合后发挥类雌激素作用，有些能发挥雄激素作用，有些则能与芳香烃受体结合后引发一系列的生理化学效应。这些内分泌干扰物扰乱分泌系统的正常功能。糖尿病，男性精子数量减少，生殖系统的功能紊乱和畸形，睾丸癌及女性乳腺癌的发病率都与长期暴露于低水平的类激素物质有关。实验表明，POPs能减轻性器官的重量，抑制精子的产生，男性雌性化，少女初潮提前等。2．2免疫毒性POPs对生物体免疫系统的影响包括抑制免疫系统正常反应的发生，影响巨有机污染化学论文-4-噬细胞的活性，降低生物体对病毒的抵抗能力等。研究发现美国佛罗里达海岸的宽吻海豚肝血中T细胞淋巴球增殖能力的降低和体内富集的有机氯有显著性相关Weisglas—Kupems等发现，人免疫系统的失常与婴儿出生前和出生后暴露于PCBs和PCDDs的程度有关。由于“全球蒸馏效应”，POPs易于迁移到高纬地区沉降下来，同时由于生活在极地地区的因纽特人由于日常食用鱼、鲸、海豹等海洋生物的肉，而这些肉中的POPs通过生物放大和生物积累已达到很高的浓度，所以因纽特人的脂肪组织中含有大量的有机氯农药、PCBs和PCDDs。通过对加拿大因纽特人的婴儿研究发现，母乳喂养和奶粉喂养婴儿的健康T细胞和受感染T细胞的比率与母乳的喂养时间及母乳中有机氯的含量密切相关。2．3对生殖和发育的影响生物体内脂肪组织富集的POPs可通过胎盘和哺乳影响胚胎发育，导致畸形、死胎、发育迟缓等现象。暴露于高浓度POPs的鸟类的产卵率会相应降低，进而使其种群数目不断减少，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长发育，尤其会影响到孩子的智力发育。对150个怀孕期间食用了受到有机氯污染的鱼的女性进行跟踪随访，发现她们的孩子与一般孩子相比，出生时体重较轻、脑袋小；在7个月时认知能力较一般孩子差；4岁时，读写和记忆能力也较差，在11岁时测得他们的IQ值较低，读、写、算和理解能力都较差。2．4致癌性实验证明，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有明显增高。Harde等研究表明母亲血液中多氯联苯的浓度与孩子睾丸癌的发病率具有显著关联性。1997年，世界卫生组织的国际癌症研究中心，在流行病学调查和大量的动物实验的基础上，将二恶英定为人类一级致癌物。2．5其它毒性POPs还会引起一些其它器官组织的病变。如TCDD暴露可引起慢性阻塞性肺病的发病率升高也可以引起肝脏纤维化以及肝功能的改变，出现黄疸、精氨酶升高、高血脂；还可引起消化功能障碍此外POPs对皮肤还表现一定的毒性，如表皮角化色素沉着、多汗症和弹性组织病变等。POPs中的一些物质还可能引起焦虑、疲劳、易怒、忧郁等一系列的精神心理症状。3持久性有机污染物的分类与来源目前世界上POPs物质大概有几千种，大都为某一系列物或者是某一族化学物。一般将POPs分成三类：杀虫剂、工业化学药品及工业过程和固体废弃物燃烧过程中产生的副产物。《公约》最初规定削减和淘汰对人类危害最大的12种(类)物质，包括3类：一是杀虫剂类，主要是艾氏剂(aldrin)、氯丹(chlordane)、滴滴涕(DDT)、狄氏剂(dieldrin)、异狄氏剂(endrin)、七氯(heptachlor)、灭蚁灵(mirex)、毒杀酚(toxaphene)和六氯苯(HCB)；二是工有机污染化学论文-5-业化学品，主要是六氯苯(HCB)和多氯联苯(PCBs)；三是副产物，主要是二恶英(PCDDs)、呋喃(Pc—DFs)、六氯苯(HCB)和多氯联苯(PCBs)。《公约》中首批控制12种POPs的主要来源如表1所示：表1首批控制12种POPs主要来源类型来源二恶英与呋喃石油化工工业与含氯纸浆漂白工业中产生的副产物[3O]，汽车废气、医院废弃物和城市垃圾焚烧、香烟灰尘等都可产生二恶英多氯联苯1977年以前被作为换热流体在变压器和电容器上广泛使用，现在废弃的变压器和电容器成为重要的潜在污染，PCBs也是颜料、无碳复写纸、密封胶及塑料的添加剂艾氏剂杀虫剂，主要用于土壤害虫的防治氯丹广谱杀虫剂，可长时问存留于土壤中滴滴涕曾作为有效的农业杀虫剂和疟疾控制剂被大量生产与使用，还是三氯杀螨醇生产的中间体狄氏剂毒效持久，曾作为杀虫剂防治土壤害虫和蚊蝇等病媒昆虫异狄氏剂主要作为叶片害虫的杀虫剂，用于防治棉花、玉米等大田作物的病虫害，也用作灭鼠剂七氯触杀和胃毒性杀虫剂，主要用于防治土壤害虫和白蚁六氯苯曾作为杀真菌剂和木材防腐剂使用，现主要作为工业上生产五氯苯酚等其它氯化物的中间体和副产物，同时也产生于有机氯物质不完全燃烧的副产物灭蚁灵高效杀虫剂，同时也用作一些如塑料、橡胶等工业产品的阻燃膜和灭鼠剂毒杀酚以松节