關(guān)于持久性有機污染物(POPs)
1 什么是持久性有機污染物(POPs)
POPs是持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants)的英文簡稱,是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),在自然環(huán)境中又難以被降解的一類化學(xué)物質(zhì),它能夠通過空氣進行長距離傳輸遷移,并在遠離排放點的地區(qū)沉降積累下來,在陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)中不斷累積而對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生嚴重危害。
2 持久性有機污染物(POPs)有哪四個特性
POPs具備四種主要特性,由于這些特性使得POPs和其他的化學(xué)物質(zhì)存在區(qū)別。這四種特性分別是:持久性、長距離遷移性、生物蓄積性、毒性。
持久性:持久性指POPs因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),在自然環(huán)境中很難被降解在環(huán)境介質(zhì)中的長期存在。持久性使POPs在環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鼰o毒或低毒性物質(zhì)的時間通常需要長達數(shù)月,甚至數(shù)年之久。POPs的這種持久性對生態(tài)環(huán)境和人體健康將產(chǎn)生極大的危害。
長距離遷移性:指POPs能夠通過環(huán)境介質(zhì)長距離傳輸,對遠離排放點的地方造成影響,并在較冷的地方聚集起來的特性。例如,科學(xué)家在從來沒有使用過POPs物質(zhì)的南北極地區(qū)、高山地區(qū)和其他人煙稀少地區(qū)檢測到POPs,并且這些地區(qū)的POPs濃度往往比正常環(huán)境中高數(shù)十倍上百倍之多,這正是長距離遷移性的作用。
生物累積性:因POPs有不溶或者微溶于水,易溶于脂肪的特點,故而使其在野生動物和人體中有著相當數(shù)量的脂肪組織,因此POPs易在生物體內(nèi)停留聚集,而且蓄積后難以排泄、代謝和分解,從而達到持續(xù)累積的效果。正是因為生物累積性的作用,生物體和人體內(nèi)往往含有高濃度的POPs物質(zhì)。
毒性:指POPs能夠?qū)θ祟惤】岛蜕鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害,具有致癌、致畸、致突變的效應(yīng)。生物體通過飲食等途徑攝入POPs,可能導(dǎo)致生殖、遺傳、免疫、內(nèi)分泌等系統(tǒng)受到影響,危害機體健康。
2.1 持久性有機污染物(POPs)為什么總是存在
研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)長遠距離遷移到冰雪世界、高山、叢林中的POPs,有些是很早以前就開始使用的,有些甚至已經(jīng)禁止使用很長一段時間了,那么為什么這些POPs物質(zhì)現(xiàn)在還能被檢測到呢?這是因為POPs具有持久性的特點。POPs對生物降解、光解、化學(xué)分解作用都有很高的抵抗力,即它們可以抵御酸堿的腐蝕、生物的侵擾、難以與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),因此,排放到環(huán)境中的POPs通??稍谒w、土壤和底泥等環(huán)境中存留長達數(shù)年的時間。
2.2 持久性有機污染物(POPs)的生物累積是怎樣的過程
弱肉強食在自然界中已經(jīng)成為了認識的法則,以水體中的生態(tài)系統(tǒng)而言,低等級的生物依靠水中的物質(zhì)、細小的泥沙中的有機物、營養(yǎng)物質(zhì)為食物,不斷地生長。而較高級的生物就以這些低級的生物為食,這樣逐級捕食與被捕食的關(guān)系,就像一個金字塔形的食物鏈一樣,越高級的生物,種類也就越少,固然蓄積的能量也就越多。
由于這個原因,環(huán)境中的POPs物質(zhì)會從低級生物不斷地傳遞到高級生物中,因此,產(chǎn)生更嚴重的危害。舉個例子來說明,“水體→浮游動物→小魚→大魚→鳥類”是一條很典型的食物鏈,根據(jù)科學(xué)家觀測,POPs在食物鏈不同環(huán)節(jié)的濃度是不同的。以滴滴涕(DDT1)為例,其在水中的濃度為0.003 ppm(ppm為濃度單位,1 ppm=10-6),在浮游動物體內(nèi)為0.04 ppm,到了小魚體內(nèi)的濃度為0.5 ppm,以小魚為食的大魚體內(nèi)的濃度達到2 ppm,而以捕食魚類為生的鳥類體內(nèi),DDT濃度蓄積到25 ppm,由此看出DDT通過食物鏈的傳遞濃度逐漸升高,在生物體內(nèi)進行了濃度累積。POPs的生物累積特性能使得高等級的生物蓄積大量POPs物質(zhì),從而對生物造成更大的危害。
2.3 什么使得POPs無處不在?
POPs有一種獨特的性質(zhì)——長距離遷移性。它們能通過氣流、水流或吸附在顆粒物上等過程進行長距離傳輸,從而對較遠地方的生態(tài)環(huán)境造成不良影響??諝庵械腜OPs長距離遷移之后隨著氣溫下降或者降雨沉降到地面,隨后POPs只在地面上進行短暫的停留,又隨溫度升高揮發(fā)至空氣中。這樣不斷地沉降揮發(fā)使得POPs在空氣和地面之間的來回跳躍,完成一次一次短距離的遷移,因而被稱為“蚱蜢跳”效應(yīng)。同時,在溫度較高的地區(qū)POPs易于揮發(fā)和遷移,而在溫度較低的地區(qū)則易于沉降,就像實驗蒸餾的效果一樣,這就是“全球蒸餾效應(yīng)”。
2.4 什么是POPs 的 “蚱蜢跳效應(yīng)”
POPs是在 “全球分布”的,極地地區(qū)的POPs是通過一次又一次的 “跳躍”距離的遷移跳躍過程。而這樣的跳躍過程也取決于周圍溫度的變化,隨著季節(jié)的變化,溫度的變化也較大, POPs在遷移經(jīng)過中緯度時,在溫度較高的夏季容易揮發(fā),在較冷的冬季則會沉降下來,等到溫度再升高時再繼續(xù)揮發(fā)遷移。POPs這種間斷式的跳躍遷移,使其逐步從低緯度溫度較高的區(qū)域向高緯度寒冷的區(qū)域遷移,全球蒸餾效應(yīng)類似于實驗室中的蒸餾實驗。這個過程中, POPs在溫度較高的地區(qū)大量揮發(fā),隨著氣流運動遷移到溫度較低的區(qū)域冷凝。POPs釋放到環(huán)境中后,氣溫一旦升高,將會被大量地揮發(fā)到空氣中,在風(fēng)力作用下吹到較冷的區(qū)域進行沉降。由于極地地區(qū)的溫度很低,所以大量的POPs較終遷移到高緯度的極地地區(qū),并沉降下來,較終實現(xiàn)POPs的全球遷移過程。
3 持久性有機污染物(POPs)都是一樣的嗎
POPs物質(zhì)種類多樣,形態(tài)各異,但是我們通常按照POPs的來源與性質(zhì)分為三大種類,也就是國際社會為了控制和消除有害的POPs所簽署的《斯德哥爾摩公約》中規(guī)定的受控制三類POPs,分別是:
(1)農(nóng)藥類:人們生產(chǎn)的殺蟲劑和有機氯農(nóng)藥;
(2)工業(yè)產(chǎn)品類:以多氯聯(lián)苯物質(zhì)(PCBs)為代表;
(3)非故意生產(chǎn)的化學(xué)品,主要是二噁英和呋喃類。
農(nóng)藥類:有機氯農(nóng)藥是一類用于防治植物病蟲害,組成成分中含有氯元素的有機化合物。有機氯農(nóng)藥主要分為兩大類,分別以苯為原料和以環(huán)戊二烯為原料,第1類包括使用較早、應(yīng)用較廣的殺蟲劑DDT;第二類包括氯丹、七氯、艾氏劑等殺蟲劑。
工業(yè)化學(xué)品類:POPs中的一些物質(zhì)因性質(zhì)穩(wěn)定,在工業(yè)生產(chǎn)中通常被用于絕緣物體和用于阻止燃燒試劑(阻燃劑),主要包括多氯聯(lián)苯和六氯苯 (HCB)。其中,多氯聯(lián)苯可用在電器設(shè)備如變壓器、電容器、充液高壓電纜以及油漆和塑料中,是一種熱交流介質(zhì);而六氯苯是化工生產(chǎn)的中間體
非故意排放副產(chǎn)物類:POPs物質(zhì)除了用作有機氯農(nóng)藥和工業(yè)化學(xué)品之外,還有一部分僅在生產(chǎn)、生活過程中作為副產(chǎn)物被釋放,稱為“非故意排放副產(chǎn)物”。非故意排放副產(chǎn)物主要是由有機物質(zhì)和氯的熱處理過程中無意形成和排放的,以二噁英類物質(zhì)為代表。
3.1 什么是“骯臟的一打”
2004年5月17日生效的《關(guān)于持久性有機污染的斯德哥爾摩公約》(以下簡稱《斯德哥爾摩公約》或公約)列出了首批需要控制的12類POPs物質(zhì)。這12種物質(zhì)來源于有機氯農(nóng)藥、工業(yè)化學(xué)品和非故意排放副產(chǎn)物,是我們需要采取措施進行削減和替代使用以及控制排放的物質(zhì),被大家稱為“骯臟的一打”,包括:艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、滴滴涕、六氯苯、七氯、氯丹、滅蚊靈、毒殺芬、多氯聯(lián)苯、多氯代二苯并-對-二噁英、多氯代二苯并呋喃。
3.2 新增的11 類POPs都有誰
POPs的家族中,除了第1批需要得到控制的12類POPs物質(zhì)之外,2009年5月又加入了9類新的成員。新增的9類POPs成員包括:α-六氯環(huán)己烷、β-六氯環(huán)己烷、六溴二苯醚和七溴二苯醚、四溴二苯醚和五溴二苯醚、十氯酮、六溴聯(lián)苯、林丹、五氯苯和全氟辛烷磺酸及其鹽類和全氟辛基磺酰氟。除此之外,2011年4月份,硫丹也被列入控制的名單中,2013年5月增列六溴環(huán)十二烷(HBCD)至此,公約受控物質(zhì)清單增至23類POPs。
3.3 新增POPs主要用途如何
《斯德哥爾摩公約》新增控制的11類POPs在各個領(lǐng)域都有使用,主要應(yīng)用領(lǐng)域如下:
(1)林丹:林丹作為殺蟲劑,一直被廣泛用于種子和土壤處理、植物葉子、樹木,以及用于消滅動物體和人體表寄生物。
(2)α-六氯環(huán)己烷:曾用作殺蟲劑,是林丹的副產(chǎn)物。
(3)β-六氯環(huán)己烷:曾用作殺蟲劑,是林丹的副產(chǎn)物。
(4)十氯酮:十氯酮是人工合成的有機氯農(nóng)藥,用作農(nóng)業(yè)殺蟲劑,常被用于生產(chǎn)滅蟻靈。
(5)六溴聯(lián)苯:六溴聯(lián)苯是一種工業(yè)化學(xué)品,主要用于20世紀70年代被用作阻燃劑。
(6)四溴二苯醚和五溴二苯醚:可以或者阻止有機材料燃燒,主要用作阻燃劑添加劑。
(7)六溴二苯醚和七溴二苯醚:可以或阻止有機材料燃燒,主要用作阻燃劑添加劑。
(8)五氯苯:五氯苯曾作為多氯聯(lián)苯產(chǎn)品的主要成本、染料載體、殺真菌劑和阻燃劑來使用,還可作為化學(xué)中間體使用。
(9)全氟辛烷磺酸及其鹽類和全氟辛基磺酰氟(PFOS/PFOSF):當前全氟辛烷磺酸應(yīng)用于電鍍鉻霧劑、輕水型消防泡沫的生產(chǎn)、電器和電子零件、防火泡沫、照片成像處理、液壓油等。
(10)硫丹:主要用作農(nóng)用殺蟲劑。
(11)六溴環(huán)十二烷:可以或者阻止有機材料燃燒,用作添加型阻燃劑,適用于聚苯乙烯、不飽和聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、合成橡膠等。
3.4 二噁英的主要來源有哪些
二噁英的人為來源主要包括有廢棄物焚燒、鋼鐵冶煉、含氯化工生產(chǎn)、再生有色金屬冶煉、制漿造紙有機氯漂白以及殯葬行業(yè)等。二噁英主要是工業(yè)過程的副產(chǎn)品,但也可能來自于自然過程,如火山爆發(fā)和森林火災(zāi)。盡管二噁英來源屬于局部區(qū)域的,但環(huán)境分布卻是全球性的,世界上幾乎每個角落都能發(fā)現(xiàn)有二噁英的蹤跡。
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