持久性有机污染物的研究进展
［关键词］持久性有机污染物（POPs）；污染；危害
一、概述
1.1 POPs的定义
持久性有机污染物（Persistent OrganicPollutants，简称POPs），是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。
1.2 POPs的特征
根据POPs的定义，国际上公认POPs具有下列四个重要特征：
（1）环境持久性。POPs在自然环境中很难通过生物代谢、光降解、化学分解等方法进行降解，可以在环境中长期存在。
（2）生物蓄积性。POPs大部分具有低水溶性、高脂溶性的特点，容易在脂肪组织中发生生物蓄积，并沿着食物链浓缩放大，对人体危害巨大。
（3）半挥发性。POPs能够从水体或土壤中挥发进入大气环境或通过大气颗粒物的吸附作用，在大气环境中可以远距离迁移;还可以重新沉降到地面上，多次反复，造成全球范围内污染。
（4）高毒性。POPs大多具有致癌、致畸与致突变作用，对人类和动物的生殖、遗传、神经、内分泌等系统等具有强烈的危害作用。
1.3POPs的种类及来源
《斯德哥尔摩公约》中规定的需采取国际行动的首批12种（类）POPs包括三大类：（1）有机氯农药类：艾氏剂、氯丹、滴滴涕、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬和六氯苯（既属于农药类，又属于工业化学品）。主要来源于农业、牧业和林业防治虫害的杀虫剂，部分来源于生活中用于防治蚊蝇传播疾病的药剂。（2）工业化学品：六氯苯、多氯联苯。其中多氯联苯主要来源于变压器、电容器、充液高压电缆、油漆、复印纸的生产和塑料工业，以及有色金属生产、铸造和炼焦、发电、水泥、石灰、砖、陶瓷、玻璃等工业释放PCBs的事故。（3）非故意生产的副产物：多氯代二苯并-对二恶英（简称“二恶英”）、多氯代二苯并呋喃（简称“呋喃”）。主要来源于不完全燃烧与热解、含氯化合物的使用、氯碱工业、纸浆漂白和食品污染等。
二、POPs的危害
2.1对生态系统的危害
POPs通过各种途径进入到环境后，就会对生态环境造成严重的影响和破坏。Rychman等研究了POPs对加拿大安大略湖等地区的鸬鹚的影响时发现：1995年鸬鹚蛋壳的平均厚度为0.423～0.440mm，比DDT污染发生前降低了2.3%；他们同时对16群鸬鹚进行调查，发现有21%的鸬鹚的嘴发生了畸变。
据Sonnenschein报道狄氏剂、多氯联苯、毒杀酚等还具有雌激素的作用，能干扰内分泌系统，甚至会使雄性动物雌性化。赵红斌等在多氯联苯对海马神经系统影响的实验研究中发现：随着PCB量的增加，海马神经元显微结构发生明显变化，表现为细胞核明显浓缩、胞浆有空泡产生、神经元细胞结构排列紊乱。研究人员通过测试Florida海岸的宽吻海豚的肝血发现海豚的T细胞淋巴球增殖能力的降低和体内富集的有机氯相关显著。Bouwer等研究也发现海豹食用了被PCB污染的鱼会导致维生素A和甲状腺激素的缺乏，而这两种物质的缺乏使它们更易感染细菌。
研究还发现，生物体暴露于POPs还会引起生殖障碍、畸形、器官增大,机体死亡等现象。如鸟类暴露于POPs，会引起产卵率降低，进而使鸟的种群数目不断减少。实验研究发现生活在荷兰西部Wadden海地区的海豹生殖能力下降主要是由于这些海豹猎食的鱼受到了PCB的污染，进而影响了它们生殖系统的功能。POPs对鸡的毒性实验[1]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。
2.2对人体健康的危害
POPs对人体的危害包括致畸、致癌和对生殖系统的影响等。最为典型的是1963年发生在日本的“米糠油事件”，中毒者表现为心悸、眼皮肿胀、手掌出汗、全身有严重的痤疮和肌肉疼痛，严重者引起死亡。
Falck等发现患恶性乳腺癌的女性要比患良性乳腺肿瘤的女性的乳腺组织中PCBs和DDE水平高。EPA的研究报告指出：POPs物质可以限制荷尔蒙的作用功能，或者影响和改变免疫系统、神经系统和内分泌系统的正常调节功能。而女性的乳腺癌和子宫内膜移位、男性的睾丸癌和前列腺病症、性发育异常和免疫系统功能减弱、垂体和甲状腺分泌失常均与内分泌系统受影响有关。Jacobson对200个孩子进行研究，其中有34孩子的母亲在怀孕期间食用了受到有机氯污染的鱼，结果发现这些孩子出生时体重轻、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较差，在11岁时测得他们IQ值较低，读、写、算和理解能力都较差。
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[2]。
三、POPs的污染现状
3.1大气中的持久性有机污染物
在大气中POPs或者以气体的形式存在，或者吸附在悬浮颗粒物上，发生扩散和迁移，导致POPs的全球性污染。调查表明，在德国，每天从空气中沉积落地的颗粒物中的二恶英浓度在5～36pgTEQ/m3(TEQ为总毒性当量)。在希腊北部，每天沉积落地的大气颗粒中PCDDPFs和PCBs的平均值分别为0.52和0.59pgTEQ/m3。
北京、深圳和重庆三城市中，大气中的二恶英类浓度分别为3.5~19ngTEQ/m3、4.3~11.3ngTEQ/m3和100ngTEQ/m3。台湾南部农村大气PCBs浓度为2.50ng/m3，台湾南部城市大气PCBs浓度为4.51ng/m3，台湾南部工业区大气PCBs浓度为5.91ng/m3。
3.2水体中的持久性有机污染物
水体及沉积物是POPs聚集的主要场所之一，世界绝大多数的城市污水、水库、江河和湖海都不同程度地受到POPs的污染。研究表明，在德国城市污水中都存在PCDD/Fs，浓度在1~100pg/L之间。在威尼斯湖表面沉积物中，二恶英和呋喃的浓度分别处在16～13642ng/kg和49～12561ng/kg。
在我国，闽江、九龙江和珠江的出海口沉积物中，PCBs和DDT的总浓度都较高，其中DDT的浓度可能已影响到深海生物；香港维多利亚港和海岸线的沉积物也存在PCDD/PFs，PCDDs（特别是八氯二恶英)的污染水平较大；洞庭湖底泥中五氯酚最高含量显著高出全国用药区沉积物中五氯酚含量中位数（462μg/kg）的上千倍。
3.3土壤中的持久性有机污染物
土壤是植物和一些生物的营养来源,土壤中的POPs无疑会导致POPs在食物链上发生传递和迁移。已经在世界各国土壤中都发现了POPs。莱比锡地区废弃工厂旁的农地土壤中存在HCHs、DDX、PCBs和HCB等物质。在西班牙，土壤中同样存在PCDDPFs，且在工业地区的二恶英浓度大于控制地区。
对天津市郊污灌区农田土壤的检测表明[3]，有机氯农药的检出率均为100%，其中污灌菜地的污染状况最为严重，六六六残留量达4.04μg/kg，DDT达2.70μg/kg，普遍高于其它地块。多年使用六六六的某种植区内，在约5km2的生态环境中，仅发现一只麻雀；在使用多年六六六的甘蔗地，1m2的耕作层土壤中只发现3条蚯蚓，而在邻近末施用六六六的对照地中有30多条。
四、POPs的控制技术
环境中大量POPs污染源的存在对环境构成了严重的威胁，如何控制和消除这些污染源对环境的危害，各国现相继开展了大量的研究，并且开发出了多种对POPs具有降解作用的技术。
4.1高温焚烧技术
高温焚烧技术是一个热氧化过程，在这个过程中，有机污染物分子被裂解成气体和不可燃的固体。气体经气体净化设备处理后回收或排放，固体剩余物采用填埋处理。如处理得当，该技术对POPs的破坏率和去除率达99.99%以上。
4.2水泥窑技术
水泥窑技术的原理是利用废物在水泥窑中的高温作用下发生热氧化作用，使废物裂解并与氧气反应生成气体和不可燃的无机固体，从而实现对POPs的破坏。该技术在法国和一些其他欧洲国家得到广泛应用。
4.3安全填埋技术
安全填埋技术实际上是一种改进的卫生土地填埋。土地填埋场必须有人造或天然衬里，渗透率小于10-8cm/s；最下层土壤要位于地下水位之上；要采取适当措施控制和引出地表水；要配备浸出液收集、处理和监测系统等。一般来讲，该技术不是处理POPs的最理想方法。
4.4原位玻璃化技术
原位玻璃化技术主要用于对已污染的土壤、底泥和其他土质物质的处理。该技术采用序批示的操作方法，通过电流产生1500~2500℃的高温，使被处理的整块土壤熔融、固化成为一种玻璃质的块状物，同时实现了对污染物的无害化处理。该技术对POPs的破坏率可达99.9999%以上。
4.5碱催化脱氯技术
在该技术处理过程中，向被污染的介质中加入碱金属或碱土金属的碳酸盐、重碳酸盐或氢氧化物的水溶液或熔融物质，并加入氢离子的受体物质，当混合物被加热到一定程度时，就可将污染物中的氯离子脱掉，从而实现POPs的无害化处理。
4.6湿式氧化技术
湿式氧化是指在高温、高压下，用氧气、空气或其他氧化剂（臭氧、双氧水、Fenton试剂等）氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种高级氧化技术。该技术采用的温度一般为150~320℃之间，压力为0.5~20Mpa。
五、结语
持久性有机污染物对人体和环境的危害是潜在而巨大的，但由于其污染源广、难以降解、易于积蓄，要真正解决其带来的问题，决非易事。要彻底解决持久性有机污染物的危害，必须做到：
①彻底禁止生产和使用，寻找替代品；
②对已经受到污染的土壤、水体等进行及时、有效的治理，寻找更加有效的治理方法；
③建立良好的POPs预测模型，做好新产品的毒性研究和评价；
④在研究治理传统的持久性有机污染物的同时谨防新的持久性有机污染物的出现和累积。
往期关于PFOS和PFOA危害的相关文章
——————————————————————————
本文主要内容来自于：大连机工机械环保研究所李琳琳、单学敏、高丽
版权归属于原作者。
---------------------------------------
德国斯坦默公司全系列灭火剂产品
均不含PFOA和PFOS
符合所有当前限制条件！
---------------------------------------
众多客户选择的
斯坦默
全球认证
斯坦默
关于PFAS(PFOS、PFOA等）消防领域更多危害科普文章如下：
驻日冲绳基地泄漏强致癌物，美军：一点点消防泡沫，你也有意见？
在21世纪，消防所面临的挑战日益严峻并且仍在不断发生变化。这不仅涉及灭火材料本身的性能，而且对灭火解决方案的环保性、社会认同性方面提出了更高的要求。预防性和防御性的消防任务特别复杂，并且解决方案需要考虑到各种细节。特别是在工业方面，只能通过丰富多样、成熟的产品，来实现灭火效率更高，成本更低廉的解决方案。从早期Richard.Sthamer博士创立公司，直至现在公司第5代管理人，我们的目标始终如一：提供高标准、高质量的产品，并且始终尽最大努力满足各类客户的不同需求。自公司于1886年成立于汉堡起，我们始终致力于研制优质的泡沫灭火剂。如今，Dr.Sthamer公司已经是主流的泡沫灭火剂制造商之一。作为一家中型、家族式企业，Dr.Sthamer具备充分的灵活性是商业成功并且使世界各地客户均满意的保证。
现在，Dr.Sthamer泡沫灭火剂已成为灭火材料的代名词。这既是我们的职责所在，也是激励我们不断前进的动力所在。
欢迎关注JLH公众号，共同保护我们的家园，请使用环保无毒灭火剂。
- 上一篇： 成都捷隆行国际贸易有限公司网站试运行
- 下一篇： 基于环境风险的PFOS废物管理对策研究
在线客服