06-各种海洋污染-难降解有机物B-来源存在中国POPs污染等

扬州大学第六章各种海洋环境灾害及海洋环境生态破坏现状----难降解有机物（POPs）对海洋的污染及其危害扬州大学-环境科学与工程学院1、环境中难降解有机污染物（POPs）概括2、POPs的定义、种类、特征以及斯德哥尔摩公约3、POPs的来源、存在、污染状况、迁移及转化4、中国的POPs污染5、POPs的监测6、POPs的污染防治扬州大学-环境科学与工程学院PCDDs二恶英PCBs多氯联苯HCHs六氯苯PAHs多环芳烃OCPs有机氯农药PBDEs多溴联苯醚OTs有机锡化合物APs烷基酚PFOs全氟辛基磺酰基化合物PFOA全氟辛酸扬州大学-环境科学与工程学院S------化合物在水中的溶解度KOW----辛醇-水分配系数KOC----沉积物-水分配系数PV-----蒸气压Kb-----生物转化和降解系数BCF----生物富集系数扬州大学-环境科学与工程学院3、海洋POPs的来源、存在、污染情况、迁移及转化POPs的来源和产生：持久性有机污染物质在环境中的主要来源是人工合成的工业化学品，如有机氯农药、多氯联苯、多氯代萘和多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯类等，而PCDD/Fs主要是垃圾焚烧等燃烧过程、金属冶炼、氯碱工业、制浆造纸和其他含氯化工生产过程的副产物。生产和使用化学品及消费品2.6%其他来源0.5%废弃物处理0.5%钢铁和其它金属生产45.6%废弃物的焚烧17.2%交通1.2%矿物产品生产4.0%发电和供热18.5%非受控燃烧过程9.9%扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源以多环芳烃（PAHs）为例：天然来源：人类活动出现以前就已存在。森林、草原的天然火灾、火山爆发天然石油泄露以及生物成因前驱物的后期沉积改造。形成天然来源PAHs的环境本底值。人类来源：化石燃料的不完全燃烧，植物或者其他含碳化合物的燃烧和石油的渗漏。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源扬州大学-环境科学与工程学院以PAHs（多环芳烃）为例：海洋环境中的PAHs来源主要有三种途径：生物代谢合成、地球化学作用合成、人类的输入。藻类、植物以及细菌的生物合成量占环境中PAHs的比例微不足道。自然过程向环境散发的PAHs主要通过火灾、火山等过程。仅苯并芘就有12-14T。人类生产、生活的排放占了绝大多数。PAHs的分布与其来源有关。表层海水中的PAHs主要来自大气沉降，入海口的来自地表径流输入，船舶拥有的外泄是航道上PAHs的主要来源。海洋POPs的来源扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源每年进入水体的PAHs的总量230，000T扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源由于燃料的燃烧和使用条件不同，生成的PAHs组成和相对含量也有所不同。因此不同环数PAHs的相对丰度、烷基化和母体PAHs的分布以及典型特征化合物之间的比值常用来分辨污染来源。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源有机氯农药（OCPs）的来源：无天然来源，全部为人为来源。大气中残留OCPs的来源：1、农药使用中的损失，如药滴的飘逸2、施用过程中挥发3、施用农药后植物和土壤表面农药的挥发4、使用农药的土壤粉尘的风蚀5、农药生产、加工过程的损失空气中的OCPs以气体或者气溶胶的状态悬浮在空气中。一部分发生光解，一部分随气流迁移。发生在0-20KM的对流层中。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源土壤中残留OCPs的来源：1、土壤的药剂处理2、叶片药剂的流失进入土壤3、随大气沉降、灌溉水和动植物残体进入土壤杀虫剂化学性质、土壤的类型、土壤有机质含量、盐含量、酸度、温度、湿度作物以及耕种情况等都影响着土壤中OCPs的残留。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源生物体中农药的来源：环境中残留的农药通过各种途径对生物的生存、生长、繁殖、产量和质量造成影响。OCPs的亲脂性强、半衰期长、高度的累积性，使得它们在生物体内具有明显的富集作用。海洋生物通过接触收到污染的沉积物、间隙水、上覆水合食物链等方式暴露于这些污染物中。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源水体和沉积物中OCPs的来源：地表水体中的农药来源分为点源（高浓度）和面源（低浓度）。扬州大学-环境科学与工程学院海洋POPs的来源其它例如有机锡OTs（三丁基锡、三苯基锡）工业生产中用于聚乙烯的热和光稳定剂。农业中用于杀虫剂。海洋防污损涂料。我国每年7500T。扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋及相邻环境中的存在自然环境中的持久性有机污染物持久性有机污染物最初是通过大气和水进入整个生态环境系统的，目前无论是大气，水体还是土壤，无论是在极地地区还是在低纬度地区，都能检测到POPs。以下分别阐述一下POPs在各种介质中的存在情况扬州大学-环境科学与工程学院3.1.1大气/颗粒物中的有机污染物大气中的有机污染物通常以气体的形式或者悬浮在颗粒物上发生扩散和迁移，从而导致POPs的全球性污染。在德国，每天从空气中沉积落地的颗粒物中PCDDs的浓度为5~36pgTEQ/m3，TEQ，ToxicityEquivalent，总毒性当量，定义为浓度或含量乘以每种二恶英的毒性因子(TEF)，汽油和柴油引擎汽车的尾气颗粒物中都存在PCDD/Fs；在希腊北部，每天沉积落地的大气颗粒物中，PCDD/Fs和PCB的平均值分别为0.52和0.59pgTEQ/m3。1pg=10-12g扬州大学-环境科学与工程学院1ppt=10-12g/g=pg/g=ng/kg1杯茶溶解在水库中浓度水平1/1000=10-3g/g=mg/g=g/kg1克酒精在1升血中1ppm=10-6g/g=µg/g=mg/kg1个德国人在杭州1ppb=10-9g/g=ng/g=µg/kg1个德国人在中国1ppq=10-15g/g=fg/g=pg/kg1根头发与地球到太阳距离之比1ppqt=10-18g/g=ag/g=fg/kg1滴酒精溶解在海洋中扬州大学-环境科学与工程学院3.1.2水体/沉积物中的持久性有机污染物水体和沉积物是POPs聚集的主要产所之一，城市污水、水库、河流、湖泊都存在POPs，POPs从水和沉积物通过食物链发生生物积累并逐级放大。德国城市污水中都含有PCDD/Fs，但由于城市污水的来源不同，成分也存在差异，例如德国城市的街道流出物中含有的PCDD/Fs，浓度在1~11pgTEQ/L之间,屋檐水中小于1.7pgTEQ/L，生活污水中达到14pgTEQ/L，其中PCDD/Fs主要来自洗衣机出水。我国东海岸三个出海口的沉积物中也存在POPs，在闽江、九龙江和珠江的出海口沉积物中PCB和DDT的含量较高。POPs在海洋及相邻环境中的存在扬州大学-环境科学与工程学院3.1.3土壤中的持久性有机物污染物土壤是一些植物和生物的营养来源，土壤中的POPs无疑会导致POPs在食物链上发生传递和迁移。在世界各国土壤中都发现了POPs，莱比锡地区废弃工厂旁的农地土壤中存在HCHs，DDXs，PCBs和HCB等物质在西班牙，土壤中同样存在PCDD/Fs，且在工业地区的浓度大于控制地区。长江三角洲地区一直是我国的“米粮仓”。但是，国家973项目一项研究表明：长三角地区的土壤质量正呈现毒性，其中重金属、持久性有机污染物等有毒物质的污染已初步显现，一些地区的土壤标本中检测出持久性的有机污染物多氯联苯多达100多种。POPs在海洋及相邻环境中的存在扬州大学-环境科学与工程学院3.1.4生物体中持久性有机污染物POPs在食物链上得到积累和富集，目前无论是海洋生物还是陆地生物，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。日本北海道的黑尾鸥体内存在PCDD/Fs，PCB，DDT，HCH，HCB等多种POPs；北极的一些动物种群体体内多氯联苯等POPs的浓度也很高。北极熊，北极狐体内多氯联苯的浓度超过最低可见负面影响水平，其生殖系统受到了影响。水体生物也都不同程度的受到了POPs的污染，由于食物链的累积和放大效应，按照北极监测评价程序对北极人监测评价的结果表明，以海生食物为生的北极人的健康受到POPs的影响，并且母乳中含有POPs会对婴儿产生影响。POPs在海洋及相邻环境中的存在扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋中的污染情况海洋作为一个巨大的生态系统，各种POPs污染物汇聚其中。这些污染物可以通过海洋的自净作用分解或降解，但当这些污染物的量超过自净能力时，会极大的影响海水水体的质量，最终影响到人类。2008年《科学》杂志刊登人类对海洋影响的环境地图。扬州大学-环境科学与工程学院采样于翡翠鲐贝（Pernaviridis）中国浓度高，而且有新的DDT释放到环境中。POPs在海洋中的污染情况扬州大学-环境科学与工程学院扬州大学-环境科学与工程学院扬州大学-环境科学与工程学院中国海域海水中的POPs污染1997-2007年资料，中国静海海域中HCHs含量不高，除了大亚湾外，均低于一类海水水质极限标准（HCHs1*10-6g/L)。DDT类似。扬州大学-环境科学与工程学院中国海域沉积物中的POPs污染2007海洋质量公报显示，我国近岸沉积物质量状况良好，沉积物污染的综合潜在风险低，部分海域沉积物受到石油类、DDTs和PCBs等的污染。近海和外海沉积物总体质量良好。但在渤海中部局部海区沉积物收到DDT的污染，南海外海受到PCBs污染。扬州大学-环境科学与工程学院PCBs的量不高，说明渤海和黄海沿岸的污染并没有明显增加。DDTs已经禁用20年，单改海区含量仍较高。PAHs的量增加，说明过去20年发生了较多的污染事件。扬州大学-环境科学与工程学院中国海域动物体内POPs的含量采样生物：贝类、鱼类扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋及其相邻环境中的迁移海洋在POPs的循环和清除方面起着重要作用。POPs通过地表径流输入、大气沉降等方式进入海洋。一部分由于具有半挥发性，能够重新进入大气中或吸附到颗粒物上。气相中的POPs主要通过气体交换、干沉降、湿沉降到海洋中。扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋及其相邻环境中的迁移气体交换方式导致的POPs扩散海-气间的气体交换是可逆的，POPs可以在海-气界面间形成平衡。有机氯化合物通过气体交换进入海洋的量大约是大气沉降的50%-80%。一些水溶性较大的且容易清除的HCHs也有约25%~33%以气体交换的形式输送到大气中。这一过程受到POPs的化学性质、温度等影响。温度较高时，挥发度增大。水汽挥发、颗粒物吸附和沉降等循环过程使POPs向从未使用和释放的区域迁移，寒冷的极地和高海拔地区有可能成为全球的POPs库。扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋及其相邻环境中的迁移POPs干沉降POPs被吸附到大气颗粒物中，以干沉降的形式下降到海洋表面，即从大气到水体单向的平流输送过程。干沉降过程和POPs挥发度无关，只和颗粒物浓度和沉降速度有关。受到颗粒半径、颗粒密度、海洋表面属性、气象条件影响。温度对沉降速率的影响很小。大气稳定度的季节性变化对沉降速率的影响比温度要大。对POPs干沉降的通量计算难以精确进行扬州大学-环境科学与工程学院POPs在海洋及其相邻环境中的迁移POPs湿沉降通过降水以溶解的形式将气体和吸附在大气颗粒物上的POPs清除的过程。云和降水的形成将造成云去和降水云下的POPs湿清除和湿沉降。这个过程和降水量有很大关系。对一些挥发度较大的溶解性POPs不适用，它们主要以气体交换的形式清除，例如：HCHs、溶解性较大的PAHs扬州大学-环境科学与工程学院海洋微表层在POPs海-气界面交换中的作用􀁺海洋微表层是一层富含溶解有机物（DOM）的水层，其厚度一般介于50-100μm之间。具有较高亲脂性、富含脂肪酸和蛋白质。导致POPs容易富集在微表层。􀁺微表层对污染物的富集，对污染物水、气两相中的迁移转化。降解及生物毒性产生影响，是的微表层中的污染物有着与水体和气相中不同的环境行为。一方面，微表层