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1、土壤污染与环境健康 有机污染 第3讲 主要内容 第一节POPs简介第二节我国有机污染现状第三节土壤有机污染土壤生物修复 第一节POPs 一 持久性有机污染物定义PersistentOrganicPollutants POPs 持久存在于环境中 通过长距离传输和食物链积聚 对人类健康及环境造成不利影响的化学物质 特点 在环境中难降解 具有很强的亲脂性 容易在食物链中富集 能够远距离传输 毒性极大 杀虫剂 Pesticides POPs工业化学品 Industrialchemicals 生产中的副产品 Unintendedby products POPs的来源与种类 不完全燃烧与热解的产物 如城市
2、垃圾 医院废弃物 木材及废家具的焚烧 汽车尾气 有色金属生产和铸造 炼焦 发电 水泥 石灰 砖 陶瓷等工业的废气 POPs的主要来源 国际禁用的12种持久性有机污染物 PersistentOrganicpollutants POPs 艾氏剂 引起肝功能障碍 致癌 氯丹 致癌 狄氏剂 引起肝功能障碍 致癌 异狄氏剂 妨碍发育 致癌 七氯 影响人的生殖器官 致癌 灭蚊灵 致癌 毒杀芬 致癌 滴滴涕 影响人的肝脏 致癌 八种有机氯农药 多氯二苯并二恶英 剧毒物质 致癌 多氯二苯并呋喃 剧毒物质 致癌 两种精细化学品 两种燃烧或工业副产品 六氯苯 影响人的肝脏 多氯联苯 致癌 含氯废物焚烧产生的次生污
3、染物 国际禁用的12种持久性有机污染物 PersistentOrganicpollutants POPs 首批列入 关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约 受控名单的12种POPs 2001年5月23日 中国政府签署了公约 2004年5月17日 公约正式生效 2004年6月25日我国第十届全国人大常委会第十次会议批准了公约 公约于2004年11月11日对我国生效 POPs空气土壤水体生物富集 食物链 呼吸食物饮水人体危害 POPs在环境中的转归 二 持久性有机污染物的特性 持久性在水体 土壤和底泥等环境中存留数年时间 即使15年内停止使用POPs 最早也要到未来第七代人体内才不会检出 在水体中的
4、半衰期 大多在几十天至20年 个别长达100年 在土壤中半衰期 大多在1 12年 个别长达600年 它们的生物富集因子 BCF 高达4000 70000之间 美国环境保护署在1994年9月向公众发表了一份报告 清楚描述了二恶英是人类健康的严重威胁 可以与60年代的DDT相比 POPs在环境中的半衰期 生物累积性能蓄积在食物链中 对较高营养等级的生物造成影响 容易通过周围媒介富集到生物体内 并通过食物链的生物放大作用达到中毒浓度 二 持久性有机污染物的特性 以DDT为例 迁移性POPs物质因具有半挥发性 能够以蒸气形式存在或者吸附在大气颗粒物上 可在大气环境中作远距离迁移 但不会永久停留在大气中
5、 可重新沉降到地球上 这一特性使得在全球的每一个角落 包括大陆 沙漠 海洋和南北极地区都可监测到它们的存在 二 持久性有机污染物的特性 生物毒性对人类健康和生态系统产生毒性影响 对肝 肾等脏器和神经系统 内分泌系统 生殖系统等有急性和慢性毒性 具有致癌性 生殖毒性 神经毒性 内分泌干扰特性等 并且由于其持久性 这种危害一般都会持续一段时间 二 持久性有机污染物的特性 一些POPs具有 三致 效应 致癌 致畸 致突变 且能导致生物体内分泌紊乱 生殖及免疫机能失调 尤先科POPs中毒前后对比图 我国不少地区土壤中残留相当量的有机氯农药 我国许多地区种植的谷类 苹果 茶叶 人参 中草药等粮食作物和经
6、济作物 甚至母乳中 都能检测出POPs污染物环境中微量POPs 对生态环境 人体健康造成的不良影响具有长期性 隐蔽性和滞后性垃圾焚烧能产生二恶英 氯碱工业和有机氯生产也会产生二恶英 含有微量二恶英的五氯酚钠在长江中下游地区长期作为灭钉螺药剂使用有机氯化学品在我国使用领域还很多 2 4 D可作为植物生长调节剂 用于一些蔬菜的催熟 四氯苯醌可用于医药染色剂 这两种化学品中都可能含有二恶英类杂质人类无时无刻在接触到来自工业和环境的微量有机污染物 POPs对人体的急 慢性毒作用和 三致 效应不容忽视 POPs的环境风险 POPs的危害 与常规污染物不同 持久性有机污染物对人类健康和自然环境危害更大 如
7、 在自然环境中滞留时间长 极难降解 具有很强的亲脂性 被生物体摄入后不易分解 容易在食物链中富集 并沿着食物链浓缩放大对人类和动物毒性极大 很多持久性有机污染物 不仅具有致癌 致畸 致突变性 而且还具有内分泌干扰作用 持久性有机污染物对人类的影响会持续几代人 对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁 POPs 人体危害 2001年5月23日 包括中国在内的90个国家共同签署了 斯德哥尔摩公约 正式启动了人类向POPs宣战的进程 我国对POPs的控制高度重视 包括POPs的生产 流通和使用 进出口 排放 库存和废弃处置以及替代品开发等 POPs分析 检测和监控新POPs预警和评估与二恶英类副产物相
8、关的清洁生产和最佳可行技术源头控制POPs产生废弃POPs处置 削减和淘汰POPs 2010年前 中国将基本消除氯丹 灭蚁灵和防污漆用途滴滴涕的生产和使用 2015年前 完成已识别高风险在用含多氯联苯电力装置的环境无害化处理 消除全部杀虫剂类持久性污染物的生产和使用 2015年 实现二恶英排放不增长 POPs的削减控制研究 目前在全国范围内开展针对中国国情的POPs生成和削减技术原理研究我们国家环境污染控制 一直以总量控制为主 如对水质污染控制指标主要是BOD和COD 然而 水质标准中大多不包含微量POPs控制指标 二恶英类POPs来源十分广泛 燃煤 燃油 燃烧木材等燃烧过程会产生二恶英类 机
9、动车尾气 香烟烟气中检测到了二恶英 森林火灾也会产生二恶英 人类不可能消灭POPs 只有减少人为因素向环境释放POPs 人类生产生活才能与环境保护达到和谐统一 与工业发达国家走过的环境保护历程相似 在环境恶化趋势得到抑制之后 环境保护重点必将由总量控制向微量持久性有毒污染物削减转移 国家环保部已组织开展了有关POPs的国际合作项目 如有机氯农药污染控制项目 多氯联苯污染现状调查与控制项目等 科技部在973 863项目中 也启动了有关POPs污染控制的项目 如 持久性有机污染物的环境行为 毒性效应与控制技术原理 土壤复合有机污染特征 界面行为及修复技术原理 等 国家自然科学基金委员会 中国科学院
10、也大力支持有关POPs的基础科学研究项目 第二节我国土壤有机污染现状 周启星等 2004 一 POPs在中国的历史和现状 我国仍在生产或使用的杀虫剂类POPs滴滴涕氯丹和灭蚁灵六氯苯 28 我国POPs生产企业分布图 仍在生产或使用的杀虫剂类POPs 滴滴涕中国从上世纪五十年代开始生产 历史上曾有11个生产企业 至今总产量为45 9万吨 约占国际用量的的20 1983年 滴滴涕被禁止在农业领域使用 现仅保留天津大沽化工厂和扬州农药厂2个合法企业 平均每年产量为5000 6000吨 现保留的厂主要考虑 三氯杀螨醇农药需以此为中间体 并为防治大规模疟疾爆发而保存生产能力 天津化工厂 DDT生产车间
11、 仍在生产或使用的杀虫剂类POPs 氯丹和灭蚁灵氯丹 目前累计生产8223吨 年产量为450吨 主要作为建筑白蚁防治 用于堤坝 电线电缆保护以及甘蔗生产和养蚕业 灭蚁灵 现有5家生产厂 年产量为31吨 累计产量为151吨 主要用于白蚁灭治 溧阳市光华化工有限公司 氯丹和灭蚁灵简易场所 仍在生产或使用的杀虫剂类POPs 六氯苯六氯苯主要用于生产五氯酚钠 大部分用于杀灭钉螺内的血吸虫 少量用于木材处理和防腐 现有天津大沽化工厂一家生产厂 至今总产量为79278吨 其中78323吨用于生产五氯酚钠 在公约谈判期间 除中国外 还有6个国家提出申请六氯苯作为中间体的豁免 天津大沽化工厂 含六氯苯废弃物
12、从未生产或已停产的杀虫剂类POPs 艾氏剂和狄氏剂曾在我国研制但未规模生产 异狄氏剂从未研制也未生产和使用 七氯曾有生产和使用 累计产量小于100吨 用于铁路枕木的防虫防腐 20世纪80年代停产 毒杀芬 70 80年代曾有大量生产和使用 曾有16个生产企业 1985年关闭所有生产企业 总产量20660吨 工业化学品POPs PCBs情况 中国PCBs总产量约为10 000吨 进口设备中含有多氯联苯约4000吨 总量约14000吨 含多氯联苯的电容器或变压器仍有部分在运行 1980年停止了多氯联苯的生产 用多氯联苯的电力设备多数已到报废年限 多氯联苯封存场所记录不详 曾多次发生多氯联苯泄漏事件
13、浙江PCBs泄漏污染 副产物类POPs情况 采用排放因子来估算 我国二恶英 呋喃的年总排放量估计为14147 16561克国际毒性当量 是美国和日本排放量的8 10倍 重点行业为钢铁生产 医疗废物焚烧 生活垃圾焚烧 有色金属回收 水泥生产等 此外 还存在废弃POPs产品和大量被污染场地 39 副产物类POPs排放 我国POPs污染影响状况 80年代 浙江温州 台州村民私自拆解含有多氯联苯的电力电容器 造成了严重污染 在禁用DDT和六六六10年后 一些地区污染土壤最高残留量仍在1mg kg以上 洞庭湖 鄱阳湖底泥中的二恶英含量很高 在一些城市和地区的奶粉 牛奶和母乳中也发现高含量的二恶英 严重影
14、响了产品的进出口贸易 太原化工公司氯碱分厂 含二恶英污染场地 二 我国土壤有机污染现状 土壤中有机污染物主要包括挥发性有机污染物和半挥发性有机污染物 我国土壤有机污染物的主要种类包括 石油烃类污染物 卤代烃类污染物 农药类污染物 多环芳烃 多氯联苯 二噁英 邻苯二甲酸酯等有机污染物 有机污染农田土壤 农药 石油污染 多环芳烃等36 000 000hm2 周启星等 2004 是指两个以上的苯环连在一起的化合物 根据苯环的连接方式 分为 联苯类 多苯代脂肪烃 稠环芳香烃三类 1 多环芳烃 PAHs 全国土壤多环芳烃污染状况 多环芳烃的健康风险 美国环境保护局优先控制污染物 三致效应 致癌 致畸 致
15、突变光化学毒性 PAHs是环境中分布最广 危害最大的一类疏水性半挥发非极性化合物 是人们最早认识到的具有致癌性 致突变性的有机化合物 近年环境中常见的PAHs已由20余种增加到30多种 许多国家均将16种多环芳烃确定为环境污染的优先检测物 PAHs主要来源包括自然源和人为源炼焦 炼油 垃圾焚烧 取暖加热 汽车排放等 是造成PAHs污染物的最大来源 Bjrsethetat1985 燃煤 汽车尾气排放 是我国目前城市大气中PAHs污染的主要来源 汽车尾气和家庭燃柴是目前国外城市大气中PAHs污染主要来源 我国是一个以煤炭资源为主要能源的国家 燃煤是大部分城市空气中PAHs的主要贡献者 尤其在冬季采
16、暖期 造成的污染非常明显 国外东京 葡萄牙 慕尼黑 伦敦等地的PAHs污染在几个或几十个ng m3水平 Coleman1997 Alves2001 Kavouras1999 Schnelle2001 我国一些燃煤城市如南充 杭州 天津 呼和浩特 兰州等地PAHs污染水平均在几百甚至几千ng m3以上 冯沈迎等2000 朱利中等 2001 赵立志等 1995 彭林等 1999 珠江三角洲地区没有采暖期 城市居民多使用天然气 煤气等燃料 污染比这些燃煤城市稍轻些 但交通发达汽车尾气的大量排放使PAHs污染严重时也在几百ng m3以上 成玉等1998 我国大气PAHs的污染相当严重 在我国河南林县家用燃煤炉所产生的碳黑中 Wornat等 2001 鉴定了多达32种多环芳烃 包括 3种强致癌活性PAHs C20H12苯并芘 C24H14 萘并 2 1 a 芘 二苯并 a e 芘 和7种中等致癌活性的PAHs C20H12 苯并 b 荧蒽 苯并 k 荧蒽 C22H12 苯并 ghi 北 茚并 1 2 3 cd 芘 C22H14 二苯并 a j 蒽 二苯并 a h 蒽 C24H14 二苯并 b k
