【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用這類農(nóng)藥共 9 種 ,包括艾氏劑 (aldrin)；氯丹 (chlordane)；滅蟻靈(mirex)；滴滴涕 (DDT)；狄氏劑 (dihedron)；異狄氏劑 (en2drin)； 七氯 (heptachor)；六氯苯 (HCB)；毒殺芬 (toxa2phene)；工業(yè)化學(xué)品包括多氯聯(lián)苯 (PCBs)和六氯苯 (HCB)。PCBs 用作電器設(shè)備如變壓器、電容器、充液高壓電纜和熒光照明整流以及油漆和塑料中 ,是一種熱交流介質(zhì) ,也是某些工業(yè)過(guò)程非故意生產(chǎn)的副產(chǎn)品；生產(chǎn)中的副產(chǎn)品包括二噁英 (PCDDs)和呋喃 (PC2DFs)。二噁英類物質(zhì)的來(lái)源包括城市垃圾、醫(yī)院廢棄物、木材及廢家具的焚燒 ,汽車(chē)尾氣、有色金屬生產(chǎn)、鑄造和煉焦、發(fā)電、水泥、石灰、磚、陶瓷、玻璃等工業(yè)。 大氣中的持久性有機(jī)污染物 在大 氣中 POPs或者以氣體的形式存在 ,或者吸附在懸浮顆粒物上 ,發(fā)生擴(kuò)散和遷移 ,導(dǎo)致 POPs 的全球性污染。調(diào)查表明 ,德國(guó)每天從空氣中沉積落地的顆粒物中的二噁英濃度在 5～ 36PgTEQ/m3(TEQ 為總毒性當(dāng)量 )；臺(tái)灣南部農(nóng)村大氣 PCBs 濃度為 ,臺(tái)灣南部城市大氣 PCBs濃度為 ,臺(tái)灣南部工業(yè)區(qū)大氣 PCBs濃度為 。 水體 /沉積物中的持久性有機(jī)污染物 水和沉積物是 POPs 聚集的主要場(chǎng)所之一 ,世界絕大多數(shù)的城市污水 ,水庫(kù)、江河和湖海都不同程度地受到 POPs 的污 染 [4]。研究表明 ,在德國(guó)城市污水中都存在 PCDD/Fs。我國(guó)西藏南迦巴瓦峰表層沉積物、東海岸三個(gè)出海口的沉積物、太湖湖區(qū)表層沉積物、 10 廣東大亞灣表層沉積物、大連灣表層沉積物、珠江三角洲地區(qū)河流表層沉積物、珠江澳門(mén)河口沉積物均不同程度地受到 POPs 的污染。 土壤中的持久性有機(jī)污染物 土壤是植物和一些生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源 ,土壤中的 POPs 無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致 POPs 在食物鏈上發(fā)生傳遞和遷移。已經(jīng)在世界各國(guó)土壤中都發(fā)現(xiàn)了 POPs。對(duì)天津市郊污灌區(qū)農(nóng)田土壤的檢測(cè)表明 ,有機(jī)氯農(nóng)藥的檢出率均為 100%,其中污灌菜地的污染狀況 最為嚴(yán)重 ,六六六殘留量達(dá) g/kg,DDT 達(dá) g/kg,普遍高于其它地塊 ,表現(xiàn)出污灌的顯著影響 ,無(wú)污水灌溉的旱地污染較輕。 生物中的持久性有機(jī)污染物 對(duì)我國(guó)生產(chǎn)的各類食品中調(diào)查表明 ,蛋、乳制品及植物油等脂類農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)氯農(nóng)藥總量仍很高 ； 目前無(wú)論海洋生物還是陸地物種 ,無(wú)論是低等的浮游生物或動(dòng)物 ,還是人類自身 ,都遭受到 POPs 的污染和威脅 。 2021 年對(duì)廣州和香港經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)的研究表明 ,母乳中六六六、 DDT 殘留量仍顯著高于美國(guó)、德國(guó)、瑞典和西班牙等發(fā)達(dá)國(guó)家 [5]。 POPs 在 區(qū)域或全球的遷移和循環(huán) 全球歸趨機(jī)制探討全球蒸餾 (Globaldistillation) 最早提出這個(gè)概念的是 Goldberg,他用這個(gè)概念來(lái)解釋 DDT 通過(guò)大氣傳播從陸地遷移到海洋的現(xiàn)象。從全球來(lái)看 ,由于溫度的差異 ,地球就像一個(gè)蒸餾裝置 ,在低、中緯度地區(qū) ,由于溫度相對(duì)高 ,具有半揮發(fā)性的 POPs揮發(fā)速率大于沉積速率 ,使得它們不斷進(jìn)入到大氣中 ,并隨著大氣運(yùn)動(dòng)不斷遷移 ,當(dāng)溫度較低時(shí) ,沉積速率大于揮發(fā)速率 ,POPs 最終在較冷的極地地區(qū)積累下來(lái)。這就表明 ,不論在什么地方使用或釋放 POPs,兩極地區(qū)都 將成為全球 POPs 的匯。 蚱蜢效應(yīng) (Grasshoppereffect) Wania 認(rèn)為化合物的物理化學(xué)特性以及一些與冷暖有關(guān)的環(huán)境因素對(duì) POPs“全球分配”的影響可能甚至比 POPs 的排放地和傳播途徑更重要 ,尤其是 POPs 在向高緯度遷移 11 的過(guò)程中會(huì)有一系列相對(duì)短的跳躍過(guò)程 ,因?yàn)樵谥芯暥鹊貐^(qū)季節(jié)變化明顯 ,在溫度較高的夏季 POPs 易于揮發(fā)和遷移 ,而在溫度較低的冬季 ,POPs 又易于沉降下來(lái) ,總體表現(xiàn)出跳躍式躍遷。 全球歸趨的其它影響因素 大氣的稀釋作用 ,能把 POPs 從釋放源帶到“清潔”地 區(qū) (POPs 沒(méi)有大量使用或釋放 )。物理去除作用 ,如一部分 POPs 會(huì)埋于或吸附于土壤、泥炭或沉積物中 ,這部分 POPs 不參與全球遷移和循環(huán) ； 在土壤或沉積物中 ,形成鍵合殘留物 ,這部分 POPs 也不參與全球循環(huán) ； POPs 的化學(xué)反應(yīng) ,尤其是和大氣中 ? OH 的反應(yīng) ,不同地區(qū)的反應(yīng)速率是不同的 。生物降解 ,發(fā)生在土壤、沉積物、水、食物鏈中 ,一定的生物降解作用 ,使一小部分 POPs 也不參與全球循環(huán) 。空氣 界面交換過(guò)程 ,POPs 在大氣與各介質(zhì)表面進(jìn)行交換時(shí) ,影響交換速度的因素較復(fù)雜 ,有些還不十分清楚 ,這就增加了預(yù)測(cè) POPs 在全球變化 趨勢(shì)的難度。 POPs 的預(yù)測(cè)模型 的生物降解模型 POPs 在生物體內(nèi)的降解速率是很低的 ,只通過(guò)生物降解實(shí)驗(yàn)來(lái)收集能反映 POPs 在生物體內(nèi)降解轉(zhuǎn)化的速率數(shù)據(jù)是不容易的 [6]。將來(lái)的研究重點(diǎn)應(yīng)該放在降解模型的建立 ,即利用生物、物理、化學(xué)等學(xué)科知識(shí)和現(xiàn)代化的模擬、計(jì)算手段把一些多變的信息綜合成生物降解動(dòng)力學(xué)速率常數(shù) ,建立有效的生物降解模型。 生物吸收富集模型 生物吸收富集模型 描述有機(jī)化學(xué)品被生物吸收的模型有很多 ,但對(duì) POPs來(lái)說(shuō)許多模型可能太復(fù)雜 ,因?yàn)?POPs 是非極性的 ,易于 蓄積在脂肪中 ,遷移流動(dòng)性不強(qiáng) ,而且要不斷完善生物吸收模 型還需要知道生物體的生物能轉(zhuǎn)化、繁殖方式、生長(zhǎng)速率等方面的信息 ,雖然這些一直是自然科學(xué)的基礎(chǔ)研究 ,但還需進(jìn)行細(xì)致精確的研究。 12 POPs 的 QSAR 模型定量構(gòu)效關(guān)系法 (QSAR)是目前研究化學(xué)品生物毒性效應(yīng)的一種較好方法 ,它的原理是根據(jù)具有相似結(jié)構(gòu)的化學(xué)品應(yīng)有相似的活性 ,所以化學(xué)品的特異毒性效應(yīng)與它們的結(jié)構(gòu)和理化特性有關(guān)。在研究 POPs 時(shí) ,如要用實(shí)驗(yàn)測(cè)得所有有關(guān) POPs 的數(shù)據(jù)是不可能的 ,利用已有數(shù)據(jù)建立 QSAR 模型 ,就可預(yù)測(cè)未知 POPs 的毒性效 應(yīng) ,這種方法能節(jié)省大量的人力和時(shí)間 ,對(duì)用實(shí)驗(yàn)難于測(cè)定其毒性效應(yīng)的 POPs 更是一種行之有效的方法。 控制 POPs 的研究對(duì)策 (1)利用微量氣體 /顆粒等界面領(lǐng)域上的專門(mén)技術(shù) ,加強(qiáng) POPs在空氣界面上的交換描述和定量研究 POPs 基于溫度的物理化學(xué)性質(zhì) ,提高其物理化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性 ,采用量子化學(xué)理論和建立有關(guān)性質(zhì)的模型 ,提高模型的精密性和實(shí)用性。 (2)進(jìn)一步研究新的未知的 POPs(特別是 POPs 的代謝物 )的立體異構(gòu)體分析技術(shù) ,從傳統(tǒng)的詳細(xì)研究 POPs轉(zhuǎn)移到研究 POPs 的代謝物和新類別。 (3)POPs 的有害 影響常體現(xiàn)在高級(jí)肉食動(dòng)物上 ,探索 POPs 來(lái)源的分類和攝入途徑 ,根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立食物鏈的生物提取和轉(zhuǎn)移模型 ,開(kāi)展 POPs 對(duì)人類和野生動(dòng)物的定量影響和毒性機(jī)理研究。 (4)開(kāi)展 POPs 降解機(jī)理研究 ,包括生物降解分子模型 ,開(kāi)發(fā)針對(duì) POPs 的專門(mén)去除和修復(fù)技術(shù) ,研究環(huán)境樣品中持久性有機(jī)污染物的采樣、提取和分析方法 ,在排放“三廢”時(shí) ,建立針對(duì) POPs 的環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo) 。 (5)研究土壤、沉積物和地下水中 POPs 的形態(tài)和特性 ,建立全球范圍的 POPs 的詳細(xì)清單 ,豐富 POPs 的數(shù)據(jù)庫(kù) ,補(bǔ)充更新世界各地的 POPs 的濃度和釋放數(shù)據(jù) ,建立環(huán)境中POPs 的污染和歸屬模型。 (6)各地區(qū)都應(yīng)對(duì) POPs 的生產(chǎn)、使用、分布、排放、貯藏、污染場(chǎng)地等進(jìn)行詳盡調(diào)查 ,得到量化結(jié)果 ,這樣可以對(duì) POPs 進(jìn)行全球范圍內(nèi)的分類、預(yù)算和建模 ,以便采取國(guó)際行動(dòng) ,確定逐步淘汰 POPs 的方案。 (7)應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際間的緊密合作。一方面應(yīng)盡量使關(guān)于 POPs 的實(shí)驗(yàn)方法、標(biāo)準(zhǔn)和程序達(dá)到國(guó)際上的統(tǒng)一 。另一方面 ,由于發(fā)展中國(guó)家或經(jīng)濟(jì)處 于轉(zhuǎn)軌時(shí)期的國(guó)家的能力有限 ,而目前 POPs的使用和釋放大部分是在這些國(guó)家中 ,所以發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)該給發(fā)展中國(guó)家一定的資金和技術(shù)支持 ,使其有能力加強(qiáng)對(duì) POPs 的研究和管理 ,提供必要的信息和數(shù)據(jù) ,從而為 POPs 的全球歸趨研究奠定基礎(chǔ)。 13 2． 持久性有機(jī)物染物及其危害 對(duì)免疫系統(tǒng)的危害 POPs 會(huì)抑制免疫系統(tǒng)的正常反應(yīng) 、 影響巨噬細(xì)胞的活性、降低生物體的病毒抵抗能力 對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的危害 多種 POPs 被證實(shí)為潛在的內(nèi)分泌干擾物質(zhì) 它們與雌激素受體有較強(qiáng)的 結(jié)合能力會(huì)影響受體的活動(dòng)進(jìn)而改變基因組成對(duì)生殖和發(fā)育的危害 生物體暴露于POPs 會(huì)出現(xiàn)生殖障礙、先天畸形、機(jī)體死亡等現(xiàn)象 其他毒性 POPs 還會(huì)引起一些其他器官組織的病變 導(dǎo)致皮膚表現(xiàn)出表皮角化、色素沉著、多汗癥和彈性組織病變等癥狀 還可能會(huì)致癌 [7]。 所以 POPs 對(duì)野生動(dòng)物和人體健康造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重危害。我國(guó) POPs 現(xiàn)狀分析我國(guó)屬于 POPs 生產(chǎn)、使用和排放大國(guó) 主要的 POPs 產(chǎn)品有 :氯丹、滴滴涕 DDT、六氯苯 10 種。目前 氯丹、滅蟻靈基本已不再作為農(nóng)藥生產(chǎn)和使用但作為消滅白蟻的特效藥目前仍在用于建筑、水壩保護(hù)中 DDT 作 為三氯殺螨醇的原料 三氯殺螨醇是一種高效低毒的重要農(nóng)藥產(chǎn)品 對(duì)其他作物和天敵無(wú)害。盡管現(xiàn) 在已開(kāi)始研究三氯殺螨醇的替代產(chǎn)品但還沒(méi)有其他產(chǎn)品可以完全替代 DDT 作為藥品也還有少量使用 主要用于控制傳染病 六六六作為農(nóng) 藥已禁止使用 但六六六、三氯苯作為五氯酚鈉的中間體一些化工廠仍在生產(chǎn) 停止、限制三氯苯、六氯苯將直接影響五氯酚鈉的 產(chǎn)量而五氯酚鈉作為殺螺藥防止血吸蟲(chóng)病和滅生性除草劑需求量很大 可目前五氯酚鈉的生 產(chǎn)沒(méi)有找到可以替代的生產(chǎn)工藝。而對(duì)于非故意生產(chǎn)的二惡英、呋喃等 涉及到我國(guó)的鋼鐵、有色金屬、垃圾焚燒 、水泥、造紙、化工等眾多 國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。多氯聯(lián)苯盡管不再使用 但現(xiàn)在仍有含有 多氯聯(lián)苯的電器在使用中并且已經(jīng)廢舊的電器設(shè)備沒(méi)有得到有效管理有些不知去向有些多氯聯(lián)苯已經(jīng)泄露 造成環(huán)境污染。 再者 由于我國(guó)對(duì)大氣、水體、土壤和底泥等環(huán)境介質(zhì)中的 POPs 缺少系統(tǒng)的調(diào)查和監(jiān)測(cè) 目前對(duì)其污染狀況或 背景值分布并不十分清楚因此 控制 POPS 難度很大。但我國(guó)政府部門(mén)也采取了相應(yīng)的措施 也做出了相應(yīng)的計(jì)劃。爭(zhēng)取將 POPs 的危害降到最小。 POPs的案例 1976 年 7 月 10 日 意大 利塞維索的伊克梅薩化工廠逸出三氯苯酚其中含有劇毒化學(xué)品二惡英 簡(jiǎn)稱 TCDD 造成嚴(yán)重的環(huán)境污染 使多人中毒。廠周?chē)? 范圍內(nèi)所有居民被遷走 內(nèi)植物均被填埋 在數(shù)公頃土地上鏟除掉幾厘米厚的表土層。二惡英毒性 比 DDT高出 1 萬(wàn)倍 有致癌和致畸作用。事隔多年后 當(dāng)?shù)鼐用裰谢蝺喝源鬄樵黾印Ｓ捎?TCDD 已滲透到工業(yè)和生活中 難以防范故這次事故發(fā)生后 引起了公眾恐慌。 總結(jié)從以上 POPs 的危害可以看出 防止持久 性有機(jī)污染迫在眉睫。這需要政府部門(mén)的引導(dǎo)和法制法規(guī)的強(qiáng)化與 14 制定也需要我們自生提高環(huán)保意識(shí) 這樣才能讓 POPs 遠(yuǎn)離我們的生活。 3．持久性有機(jī)污染物的處理 生物修復(fù)方法 一直以來(lái)，生物法是治理有機(jī)物 污染的一種比較理想的方法。它的主要原理是通過(guò)生物作用，將土壤、地下水或海洋中的有機(jī)污染物降解成 CO2 和 H2O 或轉(zhuǎn)化為其他無(wú)害物質(zhì)。植