- 研究的目的及其意义
持久性有机污染(Persistent Organic Pollutants,以下简称POPs)是指某些物质进入环境后难以通过化学、生物学和光解等途径发生降解,不但可以长期存在于环境中,而且具有半挥发性、长距离迁移的能力,同时可以在生物组织细胞内积累与代谢,随食物链进行传递,同时拥有危害人类及生态环境安全的能力。现在生产使用的POPs基本上为人工合成的[1]。其进入生物体后难以被分解 ,能沿着食物链的传递进行浓缩与放大 ,对消费者和生产者都有巨大的危害[2]。由于POPs污染物具有水溶性低(通常是卤代化合物)、脂溶性高的特点,使得其容易通过生物体内细胞磷酸酯膜,从周围环境介质中进入生物体并在脂肪内进行积累。有研究指出,水环境中的 POPs通过食物链的传递和浓缩,逐步富集, 导致淡水水体中鱼类等消费者体内 POPs污染物的浓度可高于其周围环境的105倍或以上[3]。
由于以往对POPs的大量使用以及不规范处理,导致人类生存环境和身体健康受到严重的威胁,在过去几十年里面就发生了不少由于POPs引起的环境污染生态破坏事件,比如在日本、意大利和比利时都曾发生过因食物中POPs含量超标引起的中毒事件,而在我国台湾地区于1979年曾出现Polychlorinated biphenyls/Polychlorodiphenyls(多氯联苯)污染,造成了经济损失和一定的社会恐慌。因此,为了减少POPs的使用,保护环境以及人类自身的安全,在联合国环境规划署(UNEP)的主持下,2001年5月23日,包括中国在内的127个国家/地区的环境部长和官员在瑞典首都斯德哥尔摩签署了一项国际公约, 即《斯德哥尔摩公约》,该公约决定在世界各地禁止或限制使用12种以上的POPs物质。而我国也在2004年11月11日正式在全国范围内通行此公约。
另一方面,随着我国经济实力的不断提高,工业化进程的加快,我们国家的工业、矿业等产业对环境的依赖性和破坏性日渐增长,工矿业等产业的废水废气废渣通过多种途径进入环境,并在环境中稳定积累,对周围甚至更大区域内居民的健康造成了威胁。同时我们的政策和法律系统对各方面特别是环境方面的指导和规定仍旧不完善,这使得不少企业为了自身发展和利益大量滥用POPs等违禁用品,对周围水体、土壤和大气环境均造成了不良的影响。
POPs在生物体内富集容易引起包括:I生殖能力的障碍和种群数量下降;II部分功能基因变异和其他荷尔蒙系统异常;III遗传基因改变导致性别改变;IV免疫功能下降或失效;V行为不正常;VI体内容易产生肿瘤和细胞出现癌变等损害[4]
目前POPs分类是有机氯农药类(OCPs)、二噁英类、多氯联苯类以及多环芳烃类(PAHs)。其中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarborns, PAHs)是一类具有明显毒性,容易使机体细胞癌变或基因突变,且难以被降解的,具有典型的颗粒活性的POPs,可以通过各种环境介质如水、土壤、大气环境,进行长距离转移。PAHs普遍存在于我国水、土壤和大气环境中,是一种典型的POPS类污染物[5]。
绝大多数的多环芳烃都具有熔点高,沸点高的特点,在室温条件下都维持在固体的形态。由于多环芳烃具有饱和蒸气压非常低的性质,因此其在水中的溶解度相当低。由于多环芳烃的这些性质,使得多环芳烃具有稳定的化学性质以及水解程度低的特点。但是在一定条件下,多环芳烃比较容易发生光降解或者氧化反应。PAHs会通过食物链逐级递增与积累,人类消费者最终摄入的PAHs能被皮肤或身体内的肠胃所吸收,并主要在脂肪组织中积累沉淀,研究表明,PAHs可以穿过胎盘屏障,从而进入胎儿细胞组织中,危害人类的下一代,再影响机体的生长发育。根据PAHs的性质和分子结构,可以划分为2-3环的PAHs,即低分子量的,而4环及以上的PAHs,则为高分子量的。低环数PAHs容易挥发,对机体易产生急性毒性作用,同时对水生生物具有毒性,如蔡、荀、菲等;而一些高环数PAHs较容易使机体产生癌变或突变,如苯并[a]花等[6]。由于美国环保局如今已经确定的重点污染性的多环芳烃已有16种之多。
本课题针对南方丘陵山区主要饮用水水体的沉积物,研究PAHs的含量和分布,研究PAHs的分布规律及赋存特征,为我国南方丘陵地区主要饮用水水域的PAHs污染治理提供科学依据。
- 文献综述
随着近年来各个国家不断使用各类农药、杀虫剂等化学合成剂,这些化学合成品的不正常使用以及滥用对人类与对自然造成的损害日渐明显。于是,人们开始着眼于这一类物质对环境生态系统、生物体及人类自身的影响。自从联合国于2001年5月强调持久性有机污染的危害性大以及其覆盖范围广之后,我国政府和人民终于意识到这类化学品能被积累并长期残存于土壤或者水体环境中,并对环境和生物造成不利影响。在中国,由于长期使用六六六、滴滴涕以及林丹等农药,使得在部分地区土壤和水环境中残留了一定量的持久性有机污染物,甚至已经引起严重危害。
目前,由于人类科技的提高,水体沉积物中富集的PAHs浓度也不断增加,特别是在我国南方丘陵地区的主要河流中,PAHs含量的形势不容乐观。沈登辉[6]、武婷[7]等人分别对巢湖与太湖水体沉积物中的PAHs进行了含量检测、污染特征分析,并对该环境中的PAHs进行来源分析、风险分析。结果发现,巢湖与太湖水体中PAHs含量范围分别为108.77-1058.08ng/g和255.1-1059.4ng/g。通过来源分析,推断PAHs的主要来源均为附近工厂的燃料燃烧排放污染物以及汽车尾气排放的污染物沉降到水体中。这样的研究指出了,随着国内第二产业与人民生活水平的不断提高,排入水体中的PAHs量也越来越大,最终还是会随着生物富集危害人类自身。
我国南方地区发展迅速,特别是浙江、上海、福建广东等地区,经济实力强,人口增长迅速,且密度大。同时,这些地区对饮用水的需求也是巨大的,因此南方主要河流引用水环境中的多环芳烃的含量情况和来源都备受关注,由此可见对该区域饮用水河流的研究的重要性。
