pops生物地球化学循环剖析.pptx
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1、1主讲:郑刘根主讲:郑刘根/王宁王宁20132013年年1111月月2727日日地球与环境科学导论地球与环境科学导论持久性有机污染物-全球环境问题2持久性有机污染物(持久性有机污染物(POPsPOPs)PERSISTENT ORGANIC POLLUTANTS3|POPsPOPs定义定义|POPsPOPs特性和危害特性和危害|POPsPOPs公约公约(斯德哥尔摩公约斯德哥尔摩公约)|POPsPOPs的科学问题的科学问题4 POPs POPs 的定义的定义持久性有机污染物持久性有机污染物 Persistent Organic Pollutants Persistent Organic Pollu
2、tants,是指具有以下特性的有机污染物:是指具有以下特性的有机污染物:p环境持久性环境持久性:在大气、水、土壤中半衰期较长在大气、水、土壤中半衰期较长,不易分解不易分解p高脂溶性高脂溶性:可通过食物链在生物体内累积浓缩并可通过食物链在生物体内累积浓缩并最终传递到人体最终传递到人体p毒性:毒性:对人体和生态系统具有毒性危害对人体和生态系统具有毒性危害p半挥发性:半挥发性:远距离传输,影响区域和全球环境远距离传输,影响区域和全球环境 5与与POPsPOPs相关的概念相关的概念PTSsPTSs:Persistent Toxic SubstancesPersistent Toxic Substanc
3、es,持久性有毒化学物持久性有毒化学物质;质;PBTsPBTs:Persistent Bioaccumulative Toxic substancesPersistent Bioaccumulative Toxic substances,持久持久性、生物累积性和毒性物质;性、生物累积性和毒性物质;PBTsPBTs和和PTSsPTSs概念更广泛,包括重金属或金属有机物质。概念更广泛,包括重金属或金属有机物质。POPsPOPs属于属于PBTsPBTs和和PTSsPTSs所定义的物质中的一类,除具有所定义的物质中的一类,除具有上述概念所界定的持久性、生物累积性和毒性等特征上述概念所界定的持久性、生物
4、累积性和毒性等特征外,外,还特别具有还特别具有半挥发性而可远距离迁移特性半挥发性而可远距离迁移特性。6PBTsPBTs 持久性持久性 Persistence 生物累积性生物累积性 Bioaccumulation 毒性毒性 ToxicityPOPs 持久性持久性 生物累积性生物累积性 毒性毒性 半挥发性半挥发性 易于长距离大气输送和沉降易于长距离大气输送和沉降 在释放源和远离源的地区都可以对环境和人类健康在释放源和远离源的地区都可以对环境和人类健康造成不利影响造成不利影响7POPsPOPs的特性的特性8持久性(持久性(PersistentPersistent)水中的半衰期水中的半衰期 2 2个月
5、个月土壤中的半衰期土壤中的半衰期 6 6个月个月沉积物中的半衰期沉积物中的半衰期 6 6个月;个月;该化学品具有其它高度持久性该化学品具有其它高度持久性 9POPsPOPs相关环境参数相关环境参数nLD50:Lethal Dose,半数致死剂量,指毒物引起一群受试半数致死剂量,指毒物引起一群受试生物的半数死亡所需的毒物剂量,急性毒性参数。生物的半数死亡所需的毒物剂量,急性毒性参数。nBCF/BAF:Bioconcerntration Factor/Bioaccumulation Factor,生物富集因子,生物富集因子/生物积累因子,生物从周围生物积累因子,生物从周围环境(水、土壤、大气)富集
6、环境(水、土壤、大气)富集/积累某种元素或难降积累某种元素或难降解的物质,这种元素或物质在有机体内浓度与周围解的物质,这种元素或物质在有机体内浓度与周围环境中浓度的比例就是生物富集因子环境中浓度的比例就是生物富集因子/积累因子。积累因子。10POPsPOPs相关环境参数相关环境参数uK KOWOW:Octanol-Water partition coefficient,Octanol-Water partition coefficient,正辛醇正辛醇-水分配系数,表示化学物质在辛醇中浓度和在水中水分配系数,表示化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。浓度的比例。K KOWOW越高,说明该物质
7、越不易溶于水,越易越高,说明该物质越不易溶于水,越易溶于有机溶剂和脂肪,溶于有机溶剂和脂肪,即憎水、亲脂性。即憎水、亲脂性。uK KOAOA:Octanol-Air partition coefficient,Octanol-Air partition coefficient,正辛醇正辛醇-空气分配系数,空气分配系数,表示化学物质在辛醇中浓度和在空表示化学物质在辛醇中浓度和在空气中浓度的比例。气中浓度的比例。K KOAOA越高,说明该物质蒸气压较低,越易越高,说明该物质蒸气压较低,越易溶于有机溶剂中,而不易挥发到空气中溶于有机溶剂中,而不易挥发到空气中。uK KAWAW:Henrys Law
8、constants,Henrys Law constants,亨利常数。亨利常数。uHalf-life timeHalf-life time:半衰期半衰期,某一元素或物质在环境中消耗(或降解)一半所某一元素或物质在环境中消耗(或降解)一半所需要的时间。需要的时间。11POPsPOPs的生物累积性的生物累积性吸收(呼吸、皮肤、饮食)吸收(呼吸、皮肤、饮食)食物链传递过程中具有持久性,不易降解食物链传递过程中具有持久性,不易降解 以很慢的速度被排泄掉以很慢的速度被排泄掉l通过周围媒介到生物体内,并通过食物链的生物放大作用达到通过周围媒介到生物体内,并通过食物链的生物放大作用达到通过周围媒介到生物体
9、内,并通过食物链的生物放大作用达到通过周围媒介到生物体内,并通过食物链的生物放大作用达到中毒浓度。中毒浓度。中毒浓度。中毒浓度。l能在食物链中富集或累积,对有较高营养等级的生物造成影响能在食物链中富集或累积,对有较高营养等级的生物造成影响能在食物链中富集或累积,对有较高营养等级的生物造成影响能在食物链中富集或累积,对有较高营养等级的生物造成影响。判断标准:判断标准:在水生物种中的生物浓缩系数(在水生物种中的生物浓缩系数(BCF)或生物积累系数)或生物积累系数(BAF)大于大于5000,或如无,或如无BCF和和BAF数据,则数据,则log Kow值大于值大于5。BAF(BCF)5000 或或 K
10、OW 105(104)12131415淤泥中的淤泥中的淤泥中的淤泥中的DDTDDTDDTDDT含量含量含量含量浓度为浓度为浓度为浓度为0.016*100.016*100.016*100.016*10-6-6-6-6DDTDDTDDTDDT在体内积累到万分之五时就会引起在体内积累到万分之五时就会引起在体内积累到万分之五时就会引起在体内积累到万分之五时就会引起肝细胞坏死并损害神经系统肝细胞坏死并损害神经系统肝细胞坏死并损害神经系统肝细胞坏死并损害神经系统虾体内则为虾体内则为0.44*100.44*100.44*100.44*10-6-6-6-6吃虾的动物体内又吃虾的动物体内又吃虾的动物体内又吃虾的
11、动物体内又把浓度提高把浓度提高把浓度提高把浓度提高10101010倍倍倍倍人吃动物人吃动物人吃动物人吃动物16有机农药六六六在食物链中富集有机农药六六六在食物链中富集土壤pg/g杂草pg/g牛奶pg/g脂肪人体pg/g脂肪0.33609,000230,000l在植物在植物-动物动物-人的食物链中人的食物链中,有机农药六六六得到了很高有机农药六六六得到了很高的富集人体脂肪内富集的六六六浓度比杂草中六六六的富集人体脂肪内富集的六六六浓度比杂草中六六六浓度高浓度高10001000倍倍左右左右17远距离传输潜力远距离传输潜力 n因半挥发性,可以蒸气形式或者吸附在大气颗粒因半挥发性,可以蒸气形式或者吸附
12、在大气颗粒物上通过大气运动远距离迁移到地球各地,空气物上通过大气运动远距离迁移到地球各地,空气中的半衰期应大于中的半衰期应大于2 2天,或蒸气压天,或蒸气压1000pa95%来自食物来自食物49暴露极限l1994 年美国环境保护机构明确表示二恶英对公众健康是一种严重威胁,认为二恶二恶英几乎没有英几乎没有“安全安全”接触剂量接触剂量;50uPOPs公约基本内容l公约内容可分为5个基本方面:控制义务;豁免条款;常规义务;POPs增补程序;基金和技术援助;51u基本履约义务(1)禁止或消除有意生产的各种)禁止或消除有意生产的各种POPsu在约在约1010年豁免期限前,消除的有意生产的杀虫剂年豁免期限
13、前,消除的有意生产的杀虫剂POPsPOPs和和PCBsPCBs的生产、使用和进出口(的生产、使用和进出口(DDTDDT除外);除外);u严格限制严格限制DDTDDT生产和使用,不断评估逐渐实现淘汰;生产和使用,不断评估逐渐实现淘汰;u调查调查POPsPOPs的库存、废弃和污染场地,制定并实施无害的库存、废弃和污染场地,制定并实施无害化处置计划;化处置计划;u查明含查明含PCBsPCBs的废弃设备,并采取无害化处置措施于的废弃设备,并采取无害化处置措施于20282028年前逐步消除其中年前逐步消除其中PCBsPCBs。52u基本履约义务(2)严格控制豁免)严格控制豁免POPs的环境污染和健康的环
14、境污染和健康风险风险u鉴于目前经济和技术条件,公约允许某些鉴于目前经济和技术条件,公约允许某些POPsPOPs在一定的在一定的豁免条件下暂时生产和使用。豁免条件下暂时生产和使用。u缔约方需采取封闭条件和污染控制技术,并制定严格的缔约方需采取封闭条件和污染控制技术,并制定严格的产品质量和环境排放标准,使豁免产品质量和环境排放标准,使豁免POPsPOPs在作为中间体在作为中间体或产品(如或产品(如DDTDDT和六氯苯)在生产和使用过程中的残留和六氯苯)在生产和使用过程中的残留和污染排放最小化。和污染排放最小化。53u基本履约义务3(3)减少或消除非故意副产物)减少或消除非故意副产物POPs制订和实
15、施以源排放评估和消除为目的二恶英和呋喃制订和实施以源排放评估和消除为目的二恶英和呋喃等非故意副产物等非故意副产物POPs综合控制计划;综合控制计划;尽快对副产物尽快对副产物POPs排放源采取污染控制的排放源采取污染控制的“最佳技最佳技术(术(BAT)”和和“最佳环境做法(最佳环境做法(BEP)”。54u基本履约义务4(4)研究、开发和监测)研究、开发和监测l缔约方应鼓励和开展缔约方应鼓励和开展POPsPOPs和相关替代品,以及潜在和相关替代品,以及潜在POPsPOPs的研究、开发和监测活动,主要包括源清单、环的研究、开发和监测活动,主要包括源清单、环境污染、健康危害和社会经济影响等。境污染、健
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