水体中的持久性有机污染物.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2017/2/15,#,持久性有机污染物在水体中的,环境化学行为,Environmental chemical behavior of persistent organic pollutants in water,CONTENTS,水体中,POPs,的风险评价,R,isk,assessment of POPs in water,bodies,参考文献,Bibliography,1,4,2,5,3,6,POPs,的环境归趋,Environmental fate of POPs,水体中的,POPs,POPs in water environment,Definition and classification of POPs,POPs,的,定义及,分类,水体中,POPs,的控制,Control,of,POPs,in,Water bodies,1,POPs,的定义,Definition of POPs,持久性有机污染物,Persistent Organic Pollutants,持久性有机,污染物（,POPs,）指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质（如大气、水、生物体等）能够长距离迁移并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。,化学品协会国际理事会（,ICCA,）,推荐：,持久性基准：水体中半衰期,180 d,，土壤和底泥中半衰期,360 d,；,生物蓄积性基准：生物富集系数（,BCF,）,5000,；,长距离越境迁移基准：大气中半衰期,2 d,（蒸气压在,0.011 kPa,）；偏远极地地区是否存在标准：水中质量浓度,10,ng/L,。,1,POPs,的,分类,Classification of POPs,联合国环境规划署（,UNEP,）,关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约,有机氯农药,首批列入公约控制的,POPs,包括以下三类：,工业化学品,生产副产物,艾氏剂、氯丹、滴滴涕（,DDT,）、狄试剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬和六氯苯,六氯苯（,HCB,）和多氯联苯（,PCBs,）,多氯代,二,苯,并对二噁英（,PCDDs,）和多氯代二苯并呋喃（,PCDFs,）,随着,人们对,POPs,认识的不断深入,，又增加了包括,多溴联苯,、多溴联苯醚、全,氟新烷磺酸、十氯酮,等污染物。目前,公约,共包含,22,大类共数千种同系物和,异构体，且该名单还,在不断扩大。,1,几种典型,POPs,的理化性质,Physicochemical properties,of POPs,化合物名称,英文名称,化学式,Mr,溶解度,Kow,BCF,艾氏剂,Aldrin,C,12,H,8,Cl,6,364.9,0.2,2 x 10,5,2.5 x 10,5,狄试剂,Dieldrin,C,12,H,8,Cl,6,O,380.9,0.2,3.5 x 10,3,6.6 x 10,3,异狄氏剂,Endrin,C,12,H,8,Cl,6,O,380.9,0.3,3.5 x 10,3,6.6 x 10,3,DDT,p,，,p-DDT,C,14,H,9,Cl,5,354.5,5.5 x,10,-3,8.1 x,10,6,7.0 x,10,6,七氯,Heptachlor,C,10,H,5,Cl,7,373.5,0.2,2.6 x 10,4,3.9 x,10,4,灭蚁灵,Mirex,C,10,Cl,12,545.5,1.8 x 10,5,1.5 x 10,5,毒杀芬,Toxaphene,C,10,H,10,Cl,8,413.8,0.03,6.0 x 10,5,5.6 x 10,3,六氯苯,HCB,C,6,Cl,6,284.8,6.2 x,10,-3,5.4 x 10,5,5.2 x 10,3,表,1,几种典型,POPs,的理化性质,Tab.1 Physicochemical,Properties of Several Typical POPs,注：,Mr,表示相对分子,质量；,Kow,表示辛醇,-,水分配系数；,BCF,表示生物富集系数,POPs,具有低水溶性和高脂溶性，易于在生物体内富集并通过食物链放大,Mr,较低的化合物具有较高的饱和蒸气压，,POPs,的,Mr,值中等，因此具有半挥发性,2,水体中的,POPs,POPs in water environment,水体,POPs,的来源,Sources of POPs in water bodies,水体,POPs,的迁移与转化,Migration and Transformation of POPs in water,水体,POPs,的,分布,Distribution,of POPs in water bodies,人为,源,天然源,2,水体,POPs,的来源,Sources of POPs in water bodies,1938,年,DDTs,惊人的杀虫效果首次被发现，到,20,世纪,60,年代末,OCPs,成为世界上产量和使用量最大的,农药,。大量的,OCPs,直接或随雨水、灌溉水等进入水体，成为水体,POPs,重要的人为源之一。,工业生产,排放的废水,中,富含大量的,PAHs,（炼焦、炼油和煤气厂）、,PCBs,、,PCDD/Fs,（发电或能源工业、金属冶炼与氯碱工业）、,PBDEs,及,PFCs,（阻燃,聚合产品的制造厂、塑料制品厂、纺织、化工,、造纸、皮革、电子电器等行业）,是水体中,POPs,的另一大重要的人为源。,水相,沉积物,2,水体,中,POPs,的分布,Distribution of POPs in water bodies,底栖生物,POPs,在水环境中的分布表现出在水相、沉积物,和,底栖生物中逐级增大的现象。,a,：,PAHs,含量较少、多以,小分子量的单体形式（,2-4,环）,为存在、在垂直方向上，环数越多，下层水含量越多；,b,：,PCBs,以低氯取代单体为主；,c,：,OCPs,主要是,HCHs,和,DDTs,、呈现出枯水期,丰水期的特征。,a,：,PAHs,以环数较大（,3,环以上）的占优势；,b,：,PCBs,以低氯取代单体为主、且表现出表层含量高的分布特点；,c,：,OCPs,分布广泛，呈现鲜明的南北地域差异。,a,：不同组织器官,内脏中,肌肉组织,b,：不同物种,含脂率高的,含脂率低的（动物,植物）,c,：不同营养级,高营养级,低营养级,（哺乳动物,鱼类,无脊椎动物,浮游生物）,2,水体,POPs,的迁移与转化,Migration,and transformation,of,POPs in water,在,大气,/,水,界面的环境行为,：,a,、挥发：,POPs,都是半挥发性,物质,b,、干沉降：,POPs,一般具有较低的蒸气压，容易吸附在大气颗粒物上，并通过干沉降过程迁移到水体和陆地表面,。,c,、湿沉降：降雨和降雪是去除大气中,POPs,的两种主要的湿沉降过程,。,在,水,/,沉积物,界面的环境行为：,a,、吸附作用,：,POPs,易与颗粒物结合沉降到水底；,b,、底栖生物作用：扰动作用（改变,POPs,在沉积物上的吸附解吸平衡）、耗氧作用（低硒生物通过代谢吸收,O,2,降低了氧化还原电位）、固定作用（使底泥形成小弹丸将污染物夹裹在内部）及富集,作用。,POPs,归趋机制,全球,蒸馏效应,Global distillation,蚱蜢效应,Grasshopper,Effect,从全球来看，由于温度的,差异，在低纬度地区温度,相对高，,POPs,挥发进入到大气；,在高纬度地区，温度下降，,POPs,沉降下来,，导致,POPs,从热带地区迁移到寒冷,地区,。,在中纬度地区，在夏季,POPs,易于挥发和迁移，而,在冬季则沉降,下来，,所以,在,POPs,向,高纬度迁移的过程中会有一系列距离相对较短的跳跃,过程。,3,POPs,的环境归趋,E,nvironmental fate,of,POPs,4,水体中,POPs,的风险评价,Risk assessment of POPs in water environment,POPS,环境风险评价,Risk assessment of POPs,POPs,的环境风险评价是指对进入环境中持久性有机污染物的可见或期望效应的性质、数量、危害程度及风险发生概率进行评价，并提出减小环境风险的方案和对策的过程。当前其评价模式主要由数据获取、暴露分析、效应分析及风险表征组成。,评,价,式,模,4,水环境中,POPs,的风险评价,Risk assessment of POPs in water environment,利用,POPs,潜在生态风险的效应区间低值（,ERL,：生物有害效应概率,50%,）,评估沉积物中,POPs,的潜在生态风险效应。,若,污染物浓度,ERL,，不易产生负面生态效应；若,ERL,污染物浓度,ERM,，经常出现负面生态,效应,。,常用于对,PAHs,的污染评价,潜在生态风险评价模式,Potential ecological risk assessment,model,毒性当量因子评价,Toxicity equivalent factor evaluation,沉积物质量评价基准法,Standard method for quality assessment of sediments,环境健康风险评价模型,Environmental Health Risk Assessment Model,评,价,式,模,4,水环境中,POPs,的风险评价,Risk assessment of POPs in water environment,毒性当量因子评价,Toxicity equivalent factor evaluation,环境中类二噁英类的,POPs,以混合物形式存在，其对环境的效应并非简单的叠加。常通过毒性当量法评价环境中的,PCDDs/Fs,、,PCBs,和,PAHs,的健康风险。,该法以毒性最强的,BaP,和,TCDD,作为参照物，设其毒性当量因子（,TEF,）设为,1,，将,其他二恶英异构体的毒性折算成相应,的毒性当量浓度，再将同种,PoPs,的,毒性,当量浓度,加,合，得到某种,POPs,的总,毒性当量浓度,。毒性当量越大，致癌毒性越强,。,沉积物质量评价基准法,Standard method for quality assessment of sediments,根据沉积物质量评价基准（,SQAGs,），,PAHs,浓度,可能效应浓度（,PEL,），生物毒性效应将频繁发生。,相对污染系数（,RCF,）是沉积物中,POPs,浓度与,TEL,的比值，是表征,POPs,潜在生物毒性的量化指标。,4,水环境中,POPs,的风险评价,Risk assessment of POPs in water environment,环境健康风险评价模型,Environmental Health Risk Assessment Model,健康风险评价以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述了污染物对人体产生健康危害的风险。由于污染物的致癌效应和非致癌效应作用机理不同，因此可按致癌性将风险分为致癌风险和非致癌风险。,致癌风险,R,的计算方法：,R=SF,x E,R1,时，认为会对人体健康产生危害；非致癌风险指数远小于,1,，则说明污染物不会对人体健康产生危害。,5,水体中,POPs,的控制,Controls,of POPs in Water bodies,控制,技术,减排技术：,通过清洁生产技术和开发,POPs,替代品等方式控制,POPs,的排放。,源处理技术：,包括高温焚烧技术、原位玻璃化技术、热脱附技术、碱催化脱氯和等离子体,-,电弧法等技术。,污染水环境的修复技术：,主要是通过生物修复技术，利用生物特别是微生物催化降解有机物从而去除或消除环境污染，包括原位生物修复技术和异位生物修复技术。,Thanks,