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浅谈持久性有机污染的环境研究

持久性有机污染物(POPs)是指由 人类活动产生的,在环境中难于降解并 长期存在的、具有生物毒性和富集性的、 可通过大气等环境介质长距离迁移的一 类有机污染物的总称。POPs具有致癌、 致畸、致突变等毒性,同时由于其具有强 亲脂性,易于在生物体内富集,并随食物 链积累、放大,最终会对人体产生不利的 影响。POPs污染的严重性和复杂性远 超常规污染物,因此一直是环境科学研 究的热点领域,特别是对其在环境中归 趋(或称环境命运)的研究,成为解决 POPs污染的关键所在。

1 POPs研究起源

1962年,由海洋生物学家Rachel Carson撰写的《寂静的春天》在美国出 版,该书标志着人类首次开始关注环境 问题。该书以生动而严肃的笔触描写了 滥用农药等化学品导致的环境污染和生 态破坏,最终严重危害人类自身的健 康。该书是一本划时代的环保著作,为 世人敲响了环保的警钟,在世界范围内 唤起了人们的环境意识,引发了公众对 环境问题的关注,促进了环境保护组织 的成立,最终促使联合国于1972年6月 在斯德哥尔摩召开了“人类环境大会”, 签署了《人类环境宣言》,开启了全球环 境保护的历程。此后,2001年5月,包括 中国在内的127个国家和地区的代表在 斯德哥尔摩签署了旨在消减POPs排放 的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔 摩公约》,简称《斯德哥尔摩公约》。公约 旨在保护环境及人类健康免受POPs的 危害。公约将12类POPs列为优先控制 名单,其中包括9种农药狄氏剂、异狄氏 剂、艾氏剂、滴滴涕、六氯苯、氯丹、七氯、 毒杀芬、灭蚁灵,1种工业原料多氯联苯, 2种副产物二噁英和二苯并呋喃。该公 约于2004年5月17日正式生效。此后 于2009年和2011年分别又新增加了9 类和1类优先控制的POPs。公约中优 先控制POPs的名单是开放的,随着新型 化学品的出现和人们对其认识的不断深 入,将会有越来越多的污染物被确定为 POPs而加以控制和消除。

2 纷繁复杂的学科

随着POPs引发的环境问题越来越 严重,POPs也逐渐成为环境领域研究的 热点,其研究可一度与重金属污染研究 并驾齐驱。通过“Web of Science”搜索 关键词“Persistent organic pollutants”, 结果显示POPs研究文章的年出版量在 近20年期间呈指数增长。当然这只是 POPs研究文章的冰山一角,但也足以反 应环境学者对POPs研究的重视。

POPs环境污染研究是一门纷繁复 杂的学科,涉及环境监测、环境分析、生 态毒理、风险评价、污染修复等诸多领 域,包括:(1)环境介质中POPs含量和分 布的监测,涉及大气、水、沉积物、土壤和 生物(包括人体)等环境介质中POPs的 含量水平和分布特征的研究;(2)POPs 检测方法和监测技术的研究,包括对典 型POPs检测方法、分析手段的改进和优 化,对新型POPs分析方法的建立,以及 对样品采样方法、采样工具及采样技术 的优化等;(3)POPs生物富集性与生物 毒性的测定,涉及对各类POPs生物毒性 的测定和评估,以及生物累积和放大效 应的评估等;(4)POPs环境命运的研究, 该方向涉及内容较多,包括POPs在各介 质间的迁移和转化、POPs大气长距离迁 移、POPs的二次排放和界面交换、POPs 的生物和非生物转化、POPs光降解及生 物降级途径以及POPs扩散模型和降解 模型的研究等;(5)POPs污染源及排放 清单的研究,主要包括各类POPs的环境 来源的观测与解析、污染源排放清单和 排放通量的筛查与估算等;(6)POPs的 人体暴露与风险评估,主要涉及研究普 通人群或特殊暴露人群血液和尿液中各 类POPs的含量以及代谢产物和途径、 POPs的饮食摄入和呼吸摄入量等;(7) POPs污染的修复治理,包括物理修复如 活性炭吸附、化学修复如光催化氧化、微 生物修复如高效降解菌株的筛选和强 化、植物修复如耐性植物或超积累植物 的筛选等;(8)复合污染的研究,对包含 POPs和其他污染物如重金属在内的复 合污染的修复研究。

3 POPs研究展望

受斯德哥尔摩公约的影响,POPs的 研究在近10年的时间达到空前繁荣的景 象,但也随之带来一些研究误区,包括: (1)盲目性的重复监测,在科研项目和学 术文章的驱使下,很多学者对POPs的研 究趋之若鹜,进行不必要的重复监测,造 成了资源的浪费;(2)盲目追逐新型 POPs的监测,而缺乏实质性的机理探 讨。

古语有云:“ 日中则昃,月满则亏”。 在经历20年的研究繁荣期后,有学者预 言POPs的研究已经达到瓶颈。笔者认 为,相关研究其实还远未达到顶点。今 后POPs的研究方向应着力于:(1)继续 针对POPs在环境中的降解、迁移转化 和归趋进行深入研究。POPs被禁用后, 原有的一次污染源逐渐消失,而环境中 的POPs会再次挥发进入大气,形成二次 污染,因此需着重针对POPs的二次污染 开展研究。应采用实际监测与理论模型 相结合的方法,运用多手段对POPs归趋 进行研究。(2)加强针对POPs人体暴露 和代谢过程的研究。保护人类健康是解 决环境问题的本质,因此要加强对POPs 人体暴露方面的研究,为防范POPs风险 提供理论依据。(3)建立我国的POPs环 境标准。我国POPs研究相对滞后,应加 强POPs环境水平和排放清单的筛查,制 定出适合我国国情的POPs环境标准,为 防治POPs污染提供依据。(4)利用联合 技术实现包含POPs在内复合污染的高 效修复和治理。环境学者应该跳出单一 思维模式,利用物理、化学、生物等联合 手段对复杂的复合污染实行修复,这也 必然涉及到多学科理论的交叉应用。

文/王琰
作者简介大连理工大学环境学院,工业生态 与环境工程教育部重点实验室,讲师。图片为 本文作者。
栏目主持人 关增建,电子信箱:guanzj@sjtu.edu.cn

(编辑 祝叶华)