持续性有机污染物(POPs)PPT课件.ppt

持续性有机污染物（POPs）,研究,主讲人：张晓奕,2017.4.06,成都理工大学旅游与城乡规划学院,定义、来源、危害、特性,种类及污染现状,POPs在区域或全球的迁移和循环,POPs预测模型,控制POPs的研究对策,建议,持续性有机污染物（PersistentorganicPollutants），是有毒性、生物蓄积性和半挥发性，难降解、可发生长距离迁徙，并能在环境中持久存在的天然或人工合成的有机污染物质。,农药，施用于土壤和作物中（666）金属冶炼、垃圾焚烧以及五氯苯酚和多氯联苯的生产,导致动植物以及人类的死亡、畸形儿、中枢及周围神经系统损伤、生殖系统及免疫系统伤害等,定义,来源,危害,定义、来源、危害、特性,持久性,特性,远距离迁移性,生物蓄积性,在环境中对正常的生物降解、光解和化学分解作用有较强的抵抗能力，因此排放在环境中，可以在大气、水体、土壤等环境中长久存在，参与全球的物质能量循环。,半挥发性，在大气中以蒸汽形式存在或吸附在大气颗粒物上，在大气环境中不断地挥发、沉降、再挥发，进行远距离迁移，全球范围的污染。,亲脂疏水性物质，污染物浓度在生物体内随着食物链延长而升高。,定义、来源、危害、特性,杀虫剂,POPs种类,工业化学品,生产中的副产品,农药是P0Ps的一个非常重要来源,包括多氯联苯(PCBs)和六氯苯(HCB)。PCBs用作电器设备如变压器、充液高压电缆等及油漆和，塑料中，是一种热交流介质，工业生产中非故意生产的副产品。,括二噁英(PCDDs)和呋喃(PC-DFs)二噁英类物质的来源包括城市垃圾、医院废弃物、木材及废家具的焚烧，汽车尾气、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。,2001年5月23日,在瑞典首都签署的关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约(简称公约)，最初规定消减和淘汰12种（类）物质，包括三大类：杀虫剂、工业化学品、生产中的副产品,种类及污染现状,大气中的持续性有机污染物,水体和沉积物中的持续性有机污染物,土壤中的持续性有机污染物,生物中的持续性有机污染物,大气中的持续性有机污染物,土壤中的持续性有机污染物,水体和沉积物中的持续性有机污染物,生物中的持续性有机污染物,挥发,沉积,挥发,饮用,食用,沿食物链传递,大气中的持续性有机污染物,POPs污染现状,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。,水体/沉积物中的持久性有机污染物,水和沉积物是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。,种类及污染现状,POPs污染现状,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。对天津市郊污灌区农田土壤的检测表明,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4.04g/kg,DDT达2.70g/kg,普遍高于其它地块,表现出污灌的显著影响,无污水灌溉的旱地污染较轻。,生物中的持久性有机污染物,对我国生产的各类食品中调查表明,蛋、乳制品及植物油等脂类农产品中有机氯农药总量仍很高;目前无论海洋生物还是陆地物种,无论是低等的浮游生物或动物,还是人类自身,都遭受到POPs的污染和威胁。2000年对广州和香港经济较为发达地区的研究表明,母乳中六六六、DDT残留量仍显著高于美国、德国、瑞典和西班牙等发达国家。,POPs全球归趋机制探讨,全球蒸馏,全球蒸馏(Globaldistillation)。最早提出这个概念的是Goldberg,他用这个概念来解释DDT通过大气传播从陆地迁移到海洋的现象。,蚱蜢效应(Grasshoppereffect),Wania认为化合物的物理化学特性以及一些与冷暖有关的环境因素对POPs全球分配的影响可能甚至比POPs的排放地和传播途径更重要,POPs全球归趋的其它影响因素,大气的稀释作用物理去除作用POPs的化学反应生物降解空气-界面交换过程,POPs在区域或全球的迁移和循环,高纬度,较短的迁移,大气中的持续性有机污染物,土壤中的持续性有机污染物,水体和沉积物中的持续性有机污染物,生物中的持续性有机污染物,挥发,沉积,挥发,饮用,食用,沿食物链传递,持续性有机污染物研究进展,POPs在区域或全球范围内迁移循环的模型研究,关于POPs在过去和现在地区性或全球性的使用和排放的资料很少,通过建立模型对于研究POPs在全球的迁移、循环是很有帮助的。在地区范围内,对于易于定性的POPs可通过质量守衡模型预测它们在各环境介质中的浓度,为标准的制定提供依据。但在建模方面也面对着许多困难：,对POPs的循环机制以及在深海中的迁移还有待进一步了解;,对于不同高度,不同纬度大气中不同POPs的化学反应速率还没有确定,缺少各地区大气、水、土壤、沉积物中POPs残留量的数据,在环境介质中生物降解速度的不确定,POPs进入到环境中,需要多长时间能在各媒介中达到平衡状态的问题还有待解决,无论是在地区水平上,还是在全球范围内,对于POPs是否已达到稳态缺少足够的证据。,POPs在区域或全球的迁移和循环,POPs的环境再循环,在20世纪40年代到70年代,POPs在环境介质中的交换转移主要表现为,从大气以干沉降或湿沉降的方式转移到水体和土壤介质中,而从水体和土壤中挥发出来进入大气的过程是相对次要的。但在近30年,情况正好相反,POPs从水体和土壤中挥发出来进入大气的过程是相对主要的。研究表明,当一级污染源得到控制并减少时,POPs空气浓度起初呈降低趋势,但经过一定时间后,POPs空气浓度却维持在一定水平,此时二级污染源起”维持”作用。科学家发现,可再循环的POPs的大气浓度与温度的季节变化或昼夜变化有关。检测表明,二噁英（PC-DD/Fs）大气浓度冬天总是高于夏天,这在很大程度上说明了一级污染源(燃烧过程)仍然是大气PCDD/Fs主要的来源。总的来说,一级污染源和二级污染源都是大气POPs重要的来源。,POPs在区域或全球的迁移和循环,POPs的生物降解模型生物吸收富集模型POPs的QSAR模型,POPs预测模型,POPs在生物体内的降解速率是很低的,只通过生物降解实验来收集能反映POPs在生物体内降解转化的速率数据是不容易的。将来的研究重点应该放在降解模型的建立,即利用生物、物理、化学等学科知识和现代化的模拟、计算手段把一些多变的信息综合成生物降解动力学速率常数,建立有效的生物降解模型。,描述有机化学品被生物吸收的模型有很多,但对POPs来说许多模型可能太复杂,因为POPs是非极性的,易于蓄积在脂肪中,迁移流动性不强,而且要不断完善生物吸收模型还需要知道生物体的生物能转化、繁殖方式、生长速率等方面的信息,虽然这些一直是自然科学的基础研究,但还需进行细致精确的研究。,定量构效关系法(QSAR)是目前研究化学品生物毒性效应的一种较好方法,它的原理是根据具有相似结构的化学品应有相似的活性,所以化学品的特异毒性效应与它们的结构和理化特性有关。在研究POPs时,如要用实验测得所有有关POPs的数据是不可能的,利用已有数据建立QSAR模型,就可预测未知POPs的毒性效应,这种方法能节省大量的人力和时间,对用实验难于测定其毒性效应的POPs更是一种行之有效的方法。,利用微量气体/颗粒等界面领域上的专门技术,加强POPs在空气界面上的交换描述和定量研究POPs基于温度的物理化学性质,提高其物理化学性质数据库的可靠性,采用量子化学理论和建立有关性质的模型,提高模型的精密性和实用性。进一步研究新的未知的POPs(特别是POPs的代谢物)的立体异构体分析技术,从传统的详细研究POPs转移到研究POPs的代谢物和新类别。POPs的有害影响常体现在高级肉食动物上,探索POPs来源的分类和摄入途径,根据质量守恒定律建立食物链的生物提取和转移模型,开展POPs对人类和野生动物的定量影响和毒性机理研究。开展POPs降解机理研究,包括生物降解分子模型,开发针对POPs的专门去除和修复技术,研究环境样品中持久性有机污染物的采样、提取和分析方法,在排放三废时,建立针对POPs的环境监测指标。研究土壤、沉积物和地下水中POPs的形态和特性,建立全球范围的POPs的详细清单,丰富POPs的数据库,补充更新世界各地的POPs的浓度和释放数据,建立环境中POPs的污染和归属模型。,控制POPs的研究对策,各地区都应对POPs的生产、使用、分布、排放、贮藏、污染场地等进行详尽调查,得到量化结果,这样可以对POPs进行全球范围内的分类、预算和建模,以便采取国际行动,确定逐步淘汰POP