（環(huán)境科學(xué)專業(yè)論文）廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究.pdf

廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究 近臨界最大值 可見廣東省交通運(yùn)輸二惡英排放問(wèn)題應(yīng)該得到高度重視 廣東省2 0 0 3 年排放多環(huán)芳烴5 4 8 7 3 6 2 k g 發(fā)電和工業(yè)燃煤 非交通用油 天然氣燃燒多環(huán)芳烴排放量分別占總排放量的1 1 1 1 和9 2 1 個(gè)地級(jí)和地 級(jí)以上市中 多環(huán)芳烴排放量最大和最小的分別是廣州市和汕尾市 燃煤仍然是 廣東省的主要能源 其排放多環(huán)芳烴占總量的8 0 生活燃煤對(duì)于多環(huán)芳烴的排 放貢獻(xiàn)最大 占總量的6 9 與歐洲的情況類似 廣東省2 0 0 3 年火電廠共排放二氧化碳3 1 1 4 1 7 萬(wàn)噸 多環(huán)芳烴8 0 3 5 6 1 千克 二惡英1 1 4 6 克 毒性當(dāng)量 二氧化碳和二惡英排放總量中 燃煤的貢獻(xiàn)率在 8 0 以上 多環(huán)芳烴排放總量中燃煤的貢獻(xiàn)率略大于5 0 珠三角地區(qū)火電廠大 氣污染物排放量占廣東排放總量的7 0 以上 單位面積二氧化碳排放量和人均排 放量都高于全省平均水平 而單位g d p 二氧化碳排放量低于全省平均水平 根據(jù)本文提出的不完全清單統(tǒng)計(jì) 廣東省單位面積的二惡英排放量一直在不 太高的水平下緩慢增長(zhǎng) 這主要得益于垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步 歐洲國(guó)家單位 面積的二惡英排放量雖然在上世紀(jì)九十年代初達(dá)到較高水平 但是從那時(shí)起 一 直在逐步削減 排放水平不斷降低 到2 0 0 3 年 廣東省的二惡英排放水平已經(jīng) 整體上超過(guò)歐洲國(guó)家 因此 對(duì)二惡英等持久性毒害有機(jī)污染物排放的控制問(wèn)題 需要得到高度重視 關(guān)鍵詞 持久性有機(jī)污染物 二惡英 多環(huán)芳烴 排放量 估算模型 廣東省 a b s t r a c t p r e l i m i n a r ys t u d yo nt h ee m i s s i o n s i t u a t i o no ft h em a i np e r s is t a n t o r g a n i cp o l l u t a n t si ng u a n g d o n g p r o v i n c e c h i n a b yw a n gc u i p i n g d i r e c t e db yp r o f e s s o rk u a n g y a o y i ua n dp r o f e s s o rh u a n gn i n g s h e n g a b s t r a c t t h eh a r mo fp e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t sh a sb e e nr e c o g n i z e db yt h ew h o l e w o r l d a n dt h ew i d e s p r e a do c c u r r e n c eo ft h e s ec o m p o u n d sa n dt h e i ra d v e r s ei m p a c t s o nt h ee c o s y s t e ma n dh u m a nh e a l t hh a v eb e e nw i d e l yc o n c e r n e db ys c i e n t i s t s p o l i c y c o n s t i t u t e ra n di n t e r n a t i o n a lc o n f e r e n c e s a ss t a r t i n gp o i n to fa n yp o l i c yt od e c r e a s e t h ee n v i r o n m e n t a lb u r d e n b yd i o x i n s p a r t i c l e b o u n dp o l y c h l o r i n a t e d d i b e n z o p d i o x i n s a n d d i b e n z o f u r a n s p c d d f s a n d p o l y c y c l i c a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s p a h s aq u a n t i t a t i v eo v e r v i e wo ft h e i rs o u r c e si se s s e n t i a l t h e s i m i l a rr e s e a r c hh a sb e e nr e g a r d e di nt h ew o r l d u n t i ln o w v e r yl i t t l ew a sk n o w n a b o u te m i s s i o n so fd i o x i n sa n dp a h si nt h er e g i o n a la n dc o u n t r ys c a l ei nc h i n a e x c e p tt h o s ei nh o n gk o n ga n dt a i w a n a ne f f o r tw a sm a d et oc o l l e c td a t as e to f e m i s s i o nf a c t o r s e f s f r o mt h el i t e r a t u r e a n du s ea ne m i s s i o ni n v e n t o r ym o d e lt o a s s e s st h ee m i s s i o n so fd i o x i n s p c d d f s a n dp a h si ng u a n g d o n gp r o v i n c ei nt h i s a r t i c l e i na d d i t i o n w a s t ei n c i n e r a t i o na n dt h e r m a lp o w e rp l a n t sw e r es t u d i e d e s p e c i a l l y a n dt h ei m p r o v e dm o d e lw a s u s e dt oe s t i m a t et h ee m m i s i o nf r o mt h ew a s t e i n c i n e r a t i o nb a s e do nt h ea c t u a ls i t u a t i o ni ng u a n g d o n g g e o g r a p h i c a ld i s t r i b u t i o n a n dt e m p o r a lc h a n g e a sw e l la st h ee m i s s i o ns o u r c e s w e r ed i s c u s s e di nt h ea r t i c l e t h er e s u l t si n d i c a t et h a ti m p r o v e dm o d e ls h o u l db eu s e dt oa s s e s sp c d d f s e m i s s i o ni nw a s t ei n c i n e r a t i o np l a n t s a n di ti si m p r o p e rt ou s et h ei n v e n t o r ym o d e l s u g g e s t e db yt h ee n v i r o n m e n t a la g e n c y o ft h eu n i t e dn a t i o n ss i m p l y t h e i n c i n e r a t i o nq u a n t i t yi nw a s t ei n c i n e r a t i o np l a n t sa c c o u n tf o ro v e r7 0 o ft o t a lw a s t e i n c i n e r a t i o n b u tt h ep c d d f se m i s s i o nc o n t r i b u t i o nw a so n l y2 6 2 2 7 s i n c et h e r e f o r ma n do p e np o l i c yw a sc a r d e do u ti nc h i n a i n c i n e r a t i o nq u a n t i t yh a sb e e n g r o w i n gd r a m a t i c a l l yi nw a s t ei n c i n e r a t i o np o w e rp l a n t s h o w e v e r r i g i dr e g u l a t i o n s a n da d v a n c e dt e c h n o l o g i e sh a v es i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e dt h ea m o u n to fp c d d f s e m i s s i o n i i i t h er e s u l t si n d i c a t eag r a d u a l l yi n c r e a s et r e n di ne m i s s i o no fp c d d f su n d e rt h e i n v e s t i g a t e dp e r i o d 19 9 2 2 0 0 3 n l ea n n u a lt o t a le m i s s i o nw a sl e s st h a n6 0 9t e q s i m p l ew a s t ei n c i n e r a t i o nw a sn o ti n c l u d e d e s t i m a t i o n sh a v es h o w e dt h a tt h e m a i nc o n t r i b u t i o nt oe m i s s i o n si sm a d eb yf o s s i lf u e lc o m b u s t i o n w h i c ho c c u p i e d o v e r5 0 功ep c d d f se m i s s i o ni ng u a n g d o n gp r o v i n c ei n2 0 0 2i s6 1 9 2 9t e q a f t e rs i m p l ew a s t ei n c i n e r a t i o ne m i s s i o nw a sa d d e dt ot h ei n v e n t o r y 1 1 1 eu n c e r t a i n t i e s o fe m i s s i o nr e s u l t sw e r ea l s oa n a l y z e db a s e do nt h ev a r i a t i o n so ft h ec o n c e r n e d e m i s s i o nf a c t o r s a tt h ec o n f i d e n c ei n t e r v a lo f7 5 t h e r ew e r ea r o u n d2 5 9t e qo f m a g n i t u d eu n c e r t a i n t i e sf o rt h ee m i s s i o ns o u r c e si n v e s t i g a t e d r e s i d e n t i a le n e r g y c o n s u m p t i o nw a st h em a i n s o u r c eo fp c d d f si ne u r o p e a n a c c o u n tf o raq u a r t e ro f t h et o t a le m i s s i o n w h i l ei n d u s t r yw a st h em a i ns o u r c ei ng u a n g d o n gp r o v i n c e p c d d f se m i s s i o nf r o mi n d u s t r i a le n e r g yc o m b u s t i o na n di n d u s t r i a lp r o c e s s e s c o n t r i b u t e d6 1 t ot h et o t a le m i s s i o ni ng u a n g d o n gp r o v i n c ei n2 0 0 2 t h e r e f o r e e f f o r t ss h o u l db em a d et oc o n t r o lt h ed i o x i n se m i s s i o nf r o mi n d u s t r y d i o x i n s e m i s s i o nf r o mt r a n s p o r t a t i o nh a sb e e nw a v eg r o w i n gi ng u a n g d o n gp r o v i n c ed u r i n g 19 9 2 2 0 0 3 t h ee m i s s i o nl e v e lw a sh i g h e rt h a nt h a ti nt h ee u r o p e a ns i n c e19 9 4 a n d w a sg r a d u a l l yc l o s et oi t sm a x i m u m t h er e s u l t si n d i c a t et h a tm o r ea t t e n t i o ns h o u l db e p a i dt ot r a n s p o r t a t i o ni no r d e rt oc o n t r o lp c d d f se m i s s i o ni ng u a n g d o n gp r o v i n c e p a h se m i s s i o ni ng u a n g d o n gp r o v i n c ei s5 4 8 7 3 61k gi n2 0 0 3 t h ep o w e r g e n e r a t i o n i n d u s t r i a lc o a lc o m b u s t i o n n o n t r a n s p o r t a t i o no i lc o m b u s t i o na n d n a t u r a l g a sc o m b u s t i o na c c o u n t11 1 1 a n d9 o ft h et o t a le m i s s i o nr e s p e c t i v e l y t h e e m i s s i o nf r o mg u a n g z h o ua n ds h a n w e ia r et h em a x i m u ma n dt h em i n i m u mi nt h e2 1 c i t i e s c o a lc o m b u s t i o nw a ss t i l lt h em a i ne n e r g yi ng u a n g d o n g i tc o n t r i b u t e s8 0 t o t h et o t a lp a h se m i s s i o n a n dr e s i d e n t i a lc o a lc o m b u s t i o nw a st h em a i ns o u r c e a c c o u n tf o r6 9 o ft h et o t a l t h i ss i t u a t i o nw a ss i m i l a rt ot h a ti ne u r o p e i tw a se s t i m a t e dt h a tt h et o t a lc 0 2 p a h sa n dp c d d f se m i s s i o nf r o mt h e t h e r m a lp o w e rp l a n t si ng u a n g d o n gw e r e3 1 1 4 1 7 m t 8 0 3 5 6 1 k ga n d1 1 4 6 9t e q r e s p e c t i v e l yi n2 0 0 3 t h ec 0 2 e m i s s i o ni np e a r lr i v e rd e l t aa c c o u n tf o rm o r et h a n 7 0 o ft h et o t a le m i s s i o n h o w e v e r c 0 2e m i s s i o np e ru n i tg d p i np e a r lr i v e rd e l t a i sl o w e rt h a nt h ea v e r a g el e v e lo fg u a n g d o n gp r o v i n c e k e y w o r d s p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s p c d d f s p a h s e m i s s i o n i n v e n t o r y m o d e l g u a n g d o n gp r o v i n c e i v 聲明 聲明尸明 本人鄭重聲明 所呈交的 廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研 究 碩士學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師匡耀求研究員和黃寧生研究員的指導(dǎo)下 獨(dú)立 進(jìn)行研究工作所取得的成果 除文中已經(jīng)引用的內(nèi)容外 本文不包含任何其他個(gè) 人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果 對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集 體 均已在文中以明確方式表明 本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名 王翠萍 2 0 0 7 年5 月9 日 第一章引言 第一章 引言 第一節(jié) 緒論 一 研究背景 2 0 世紀(jì)特別是5 0 年代以來(lái) 化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展使人工合成的有機(jī)物種類和 數(shù)量與同俱增 其中持久性有機(jī)污染物 p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s 以下簡(jiǎn)稱 p o p s 大多具有致癌 致畸和致突變性 而且在環(huán)境中難于降解 并可通過(guò)食 物鏈在生物體內(nèi)傳遞和富集 廣泛存在于各種環(huán)境介質(zhì)如空氣 水體 沉積物 土壤等以及食品 動(dòng)植物和人體中 對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅 因此 p o p s 已引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注 有關(guān)p o p s 的研究報(bào)道也日益增多 p o p s 研 究己成為一個(gè)十分活躍并極具影響的研究領(lǐng)域 成為環(huán)境化學(xué) 生態(tài)毒理學(xué) 預(yù) 防醫(yī)學(xué) 環(huán)境工程學(xué) 環(huán)境法學(xué) 環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科交叉研究的前沿領(lǐng)域 越來(lái)越嚴(yán)重的p o p s 污染不僅威脅我國(guó)的食品安全和人體健康 而且嚴(yán)重影 響產(chǎn)品的進(jìn)出口貿(mào)易 當(dāng)前環(huán)境體系中的p o p s 類物質(zhì)以其復(fù)雜性 尚不確定性 為科學(xué)研究 公眾和管理者帶來(lái)了挑戰(zhàn) 2 0 0 1 年5 月2 2 2 3 日 9 1 個(gè)國(guó)家政府簽署 關(guān)于持久性有機(jī)污染物 p o p s 控制的斯德哥爾摩公約 以下簡(jiǎn)稱 p o p s 公約 開始全球協(xié)作解決p o p s 問(wèn) 題 中國(guó)作為締約國(guó) 將參與國(guó)際合作 保護(hù)全球環(huán)境 該公約是繼1 9 8 7 年 保 護(hù)臭氧層的維也納公約 和1 9 9 2 年 氣候變化框架公約 之后的第三個(gè)具有強(qiáng) 制性減排要求的國(guó)際公約 是國(guó)際社會(huì)對(duì)有毒化學(xué)品采取優(yōu)先控制行動(dòng)的重要步 驟 2 0 0 4 年5 月1 7 日 p o p s 公約正式生效 全球削減和淘汰p o p s 進(jìn)入全面實(shí) 質(zhì)性的開展階段 2 0 0 4 年6 月2 5 日我國(guó)十屆全國(guó)人大常委會(huì)第十次會(huì)議批準(zhǔn)該 公約 2 0 0 4 年1 2 月1 1 日該公約正式對(duì)我國(guó)生效 按照該公約規(guī)定 中國(guó)將在2 年內(nèi)制訂國(guó)家實(shí)施方案并盡快組織實(shí)施 將采取必要的法律 行政和技術(shù)措施 削減 控制和淘汰持久性有機(jī)污染物 同時(shí)將促進(jìn)包括最佳可行技術(shù)和最佳環(huán)境 實(shí)踐方法的應(yīng)用 以持續(xù)減少并最終消除包括非故意性副產(chǎn)物p o p s 在環(huán)境中的 產(chǎn)生和使用 查明并以安全 有效和對(duì)環(huán)境無(wú)害化方式處置p o p s 庫(kù)存及廢棄物 二 持久性有機(jī)污染物簡(jiǎn)介 持久性有機(jī)污染物 p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s 簡(jiǎn)稱p o p s 是指通過(guò)各種 環(huán)境介質(zhì) 大氣 水 生物等 能夠長(zhǎng)距離遷移并長(zhǎng)期存在于環(huán)境 通過(guò)生物食 廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究 物鏈 網(wǎng) 累積 進(jìn)而對(duì)人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī) 污染物質(zhì) 持久性有機(jī)污染物具有持久性 生物累積性 半揮發(fā)性和劇毒等特性 p o p s 公約 最初規(guī)定削減和淘汰1 2 種 類 物質(zhì) 包括兩大類 一是殺 蟲劑類 主要是艾氏劑 a l d r i n 氯丹 c h l o r d a n e d d t 狄氏劑 d i e l d r i n 異狄氏劑 e n d r i n 七氯 h e p t a c h l o r 滅蟻靈 m i r e x 毒殺酚 t o x a p h e n e 和六氯苯 h c b 二是工業(yè)化學(xué)品 主要是二惡英 p c d d s 呋喃 p c d f s 六氯苯 h c b 和多氯聯(lián)苯 p c b s 這一p o p s 清單是開放性的 將來(lái)還會(huì)按 規(guī)定篩選程序和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)充 除公約公布的1 2 種物質(zhì)外 還有很多其他p o p s 具有環(huán)境毒性 并引起極大關(guān)注 包括多環(huán)芳烴 p a h s 六六六 h c h 以 及目i j 國(guó)際上研究較多的多溴聯(lián)苯醚 多溴代萘 多溴代二苯并對(duì)二惡英和多溴 代二苯并呋喃 多氯代萘 氯代酚 多環(huán)芳烴 鄰苯二甲酸酯類和烷基酚聚氧乙 烯醚等 1 二惡英 1 1 二惡英概述 二惡英 d i o x i n s 最早發(fā)現(xiàn)于美國(guó)在越戰(zhàn)中使用的一種氯酚脫葉劑中 世界衛(wèi) 生組織國(guó)際癌癥研究所 i a r c 宣布2 3 7 8 一四氯二苯 p 一二惡英 2 3 7 8 一t c d d 是1 級(jí)致癌物 其他多氯聯(lián)苯二惡英 非氯代聯(lián)苯二惡英和多氯聯(lián)苯呋喃為3 級(jí)致癌 物 m c g r e g o rd b e ta 1 19 9 8 二惡英 d i o x i n s 是指結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大 類氯代三環(huán)芳烴類化合物 全稱分別為多氯二苯并一對(duì) 二惡英 p o l y c h l o r i n a t e d d i b e n z o p d i o x i n s 簡(jiǎn)稱p c d d s 和多氯二苯并呋喃 p o l y c h l o r i n a t e dd e b e n z o f u r a n s 簡(jiǎn)稱p c d f s 它的結(jié)構(gòu)式如下圖1 1 所示 氯原子在苯環(huán)上取代位置的不同使 得p c d d s 包含7 5 種同分異構(gòu)體 p c d f s 有1 3 5 種同分異構(gòu)體 目前 國(guó)際上 有趨勢(shì)將p c b 也歸入二惡英的范疇 本文二惡英指p c d d s 和p c d f s 兩類三環(huán) 多氯取代化合物 p c d d 圖1 1p c d d 和p c d f 分子結(jié)構(gòu)圖 2 p c d f 2 3 第一章引言 1 2 二惡英的毒性作用機(jī)制 二惡英異構(gòu)體的毒性與所含氯原子的數(shù)量及氯原子在苯環(huán)上取代位置有很 大關(guān)系 含有1 3 個(gè)氯原子的異構(gòu)體被認(rèn)為無(wú)明顯毒性 含有4 8 個(gè)氯原子的化 合物有毒 其中毒性最強(qiáng)的是2 3 7 8 四氯二苯并二惡英 2 3 7 8 t c d d 動(dòng)物 實(shí)驗(yàn)表明2 3 7 8 t c d d 對(duì)天竺鼠 g u i n e ap i g 的半致死劑量 l d 5 0 為 1 p g e a d o n 1 3 ie ta 1 1 9 8 6 2 3 7 8 t c d d 是迄今為止發(fā)現(xiàn)過(guò)的最具致癌潛力的物 質(zhì) 所以有人把它稱作為 世紀(jì)之毒 經(jīng)過(guò)二十多年的研究 人們對(duì)二惡英毒性機(jī)理有了一定認(rèn)識(shí) 總的來(lái)說(shuō)二惡 英與生物體產(chǎn)生作用并不是通過(guò)直接的損傷 它并不與蛋白質(zhì)和核酸形成加合 物 也不直接損害細(xì)胞 二惡英對(duì)由刺激素介導(dǎo)的活動(dòng)具有潛在抑制作用 激活 蛋白酶從而產(chǎn)生生物學(xué)活性 s a f e 1 9 9 1 二惡英對(duì)生物造成危害和影響的根本原 因是它有效地與芳烴受體進(jìn)行結(jié)合 1 3 二惡英毒性評(píng)價(jià)體系 二惡英的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以1 9 8 7 年美國(guó)環(huán)境保護(hù)署 u s e p a 1 9 8 7 提出的毒性 當(dāng)量因子 t e f t o x i c i t ye q u i v f l e n c yf a c t o r 概念為基礎(chǔ) 即以2 3 7 8 一t c d d 為基 準(zhǔn) 其他各種單個(gè)二惡英類似物都給予一個(gè)數(shù)值用來(lái)表明它與2 3 7 8 t c d d 的 相對(duì)毒性 19 9 7 年世界衛(wèi)生組織發(fā)布了2 9 種二惡英化合物的t e f 值 w h o 1 9 9 7 一個(gè)化合物的總潛在毒性可以表示為t c d d 的毒性當(dāng)量濃度 t o x i c i t ye q u i v a l e n c yq u a n t i t y t e q 將二惡英化合物的t e f 及濃度或含量相 乘 就可以將其換算成2 3 7 8 一t c d d 的相當(dāng)濃度或含量t e q 用t e q 來(lái)表示二 惡英化合物的濃度和量更能反映其污染的實(shí)際狀況和可能對(duì)人體產(chǎn)生影響的程 度 1 4 二惡英對(duì)人體健康的危害 二惡英類化合物均是脂溶性的 在水中的溶解度極低 一般在1 0 1 l x g l 1 0 3 i x g l 范圍內(nèi) 在環(huán)境中難以降解 而易在食物鏈中富集 特別容易富集于食物 鏈的脂肪組織中 由于魚類的高倍率的生物富集作用 其體內(nèi)二惡英的濃度可達(dá) 其周圍環(huán)境的1 0 00 0 0 倍以上 現(xiàn)主要發(fā)現(xiàn)其在肉品和乳品中 美國(guó)環(huán)境保護(hù)署 e p a 估計(jì)美國(guó)人體內(nèi)的二惡英類化合物的9 0 來(lái)自于食物 對(duì)于一個(gè)典型的美 國(guó)人來(lái)說(shuō) 其通過(guò)食物攝入的二惡英中 有四分之三來(lái)自于所食用的牛肉和牛奶 廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究 u s e p ao f f i c eo fr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t 19 9 4 二惡英在人體內(nèi)很難分解 2 3 7 8 t c d d 在人體內(nèi)的半衰期為7 2 年 1 2 3 4 6 7 8 h p c d d 為3 7 年 1 2 3 7 8 p c d d 為1 5 7 年 1 2 3 4 6 7 8 h p c d f 為3 0 年 2 3 4 7 8 p c d f 長(zhǎng)達(dá) 19 6 年 f l e s h j a n y sd e ta 1 19 9 6 迄今為止的研究表明 二惡英類化合物可能對(duì)人體產(chǎn)生的危害主要有以下幾 個(gè)方面 l o i sg i b b sa n dt h ec i t i z e n sc l e a r i n g h o u s ef o rh a z a r d o u sw a s t e 1 9 9 5 1 它可引起軟組織 結(jié)締組織 肺 肝 胃癌以及非何杰金氏淋巴瘤 2 對(duì)生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響 3 出生缺陷如腭裂 生殖器官和生殖器異常 4 對(duì)后代的影響 如產(chǎn)生神經(jīng)問(wèn)題 發(fā)育問(wèn)題 延緩青春期 降低生育率 5 其他影響 如對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害 對(duì)肝臟的損害 產(chǎn)生甲狀腺功能紊亂 還對(duì)免疫系統(tǒng)造成損害 如增加感染性疾病和癌癥的易感性 1 5 二惡英的主要污染源 二惡英的來(lái)源分為自然和人類活動(dòng)兩部分 有機(jī)物燃燒時(shí)能與無(wú)處不在的氯 原子結(jié)合生成氯代甲烷和有機(jī)氯化合物 因此自然界的燃燒過(guò)程可能產(chǎn)生二惡 英 森林和灌木火災(zāi)是環(huán)境中二惡英的一個(gè)重要來(lái)源 n e s t r i c k e ta l 1 9 8 2 s h e f f i e l da 19 8 5 其排放因子為2 0 5 6 n gt e q k g b u r n e d p a u lm e ta 1 2 0 0 4 研究證明人類活動(dòng)所產(chǎn)生的二惡英遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然過(guò)程生成的二惡英 根據(jù)人類活 動(dòng)方式和各國(guó)二惡英研究資料 可將二惡英來(lái)源劃分為十大類 王敬賢 吳文忠 2 0 0 2 鋼鐵廠 包括鑄造 熔煉 焦炭廠 有色會(huì)屬?gòu)S 銅 鋅 鉛 鋁的一段 二段生產(chǎn)廠 電廠 以煤 石油 天然氣 原油 木材為燃料的發(fā)電廠 工業(yè)燃燒廠 以煤 天然氣 原油 污泥 生物為燃料的在線生產(chǎn)的工廠 小型燃燒單元 大多數(shù)以煤 油 天然氣為燃料的家用爐子和煙囪 廢物焚燒 包括城市固廢 危險(xiǎn)廢物 污泥 醫(yī)院廢物 廢木材和火葬廠 道路交通 以含鉛或無(wú)鉛汽油或柴油為燃料的客車 巴士 卡車等 礦物質(zhì)生產(chǎn) 水泥 石灰 玻璃 磚等的生產(chǎn) 化學(xué)工業(yè) 氯堿和有機(jī)氯等化工生產(chǎn) 其他 破碎 瀝青混合 青草秣干燥 事故火災(zāi) 特殊燃燒和沉積物再釋 4 第一章引言 放等 造紙工業(yè)中造紙廢水和污泥中含有大量的二惡英 研究發(fā)現(xiàn)干紙漿中p c d d 的濃度高達(dá)1 4 0 3 9 0 n g k g p c d f 的含量為7 8 0 n g k g m h w o n g 2 0 0 3 焚燒造 紙污泥也會(huì)釋放出二惡英 紡織和皮革工業(yè)生產(chǎn)中由于使用含氯化學(xué)品 染色劑 和污泥焚燒都會(huì)產(chǎn)生二惡英 研究發(fā)現(xiàn)不同顏色不同質(zhì)地的紡織品中含有不同濃 度的二惡英 如綠色 紫色的純棉t 恤的二惡英含量要高于白色和深藍(lán)色 h e i d e l o r ef i e d l e r 2 0 0 6 氯堿法生產(chǎn)燒堿過(guò)程中 產(chǎn)生大量含有二惡英的鹽 泥 廢渣 一般每生產(chǎn)1 噸燒堿會(huì)產(chǎn)生4 0 6 0 k g 干基 的鹽泥 中國(guó)某氯堿 廠電解鹽泥中二惡英濃度也高達(dá)3 7 8 8 5 斗g k g 其毒性當(dāng)量i t e q 值為 2 1 6 5 1 x g k g 吳文忠 2 0 0 6 廣東省年產(chǎn)燒堿約1 6 4 萬(wàn)噸 1 9 9 5 年 2 0 0 0 年燒 堿產(chǎn)量的平均值 按此計(jì)算燒堿鹽泥中二惡英的年排放量約為1 7 4 9t e q 本論文主要計(jì)算排入大氣中的二惡英 文中把人類活動(dòng)產(chǎn)生二惡英來(lái)源分為 以下部分 1 能源消耗 火力發(fā)電 工業(yè)生產(chǎn) 交通運(yùn)輸 家庭生活等領(lǐng)域用做 能源的燃料燃燒 其中能源主要是指化石能源和木材 2 垃圾廢物焚燒 主要包括城市生活垃圾 工業(yè)垃圾和醫(yī)療垃圾的焚 燒 垃圾焚燒是二惡英的主要排放源之一 1 9 9 5 年包括美 日 英 德 加拿大和澳大利亞等1 5 個(gè)國(guó)家二惡英排放總量中 垃圾焚燒產(chǎn) 生的二惡英占總量的大約5 0 d i o x i na n df u r a ni n v e n t o r i e s 1 9 9 9 3 工業(yè)生產(chǎn)工藝和其他來(lái)源 工業(yè)生產(chǎn)工藝主要包括會(huì)屬冶煉 鋼鐵 的鑄造 熔煉 有色金屬的得一段 二段生產(chǎn)等 和礦物質(zhì)生產(chǎn)工 藝流程中產(chǎn)生的二惡英 很多研究表明秸稈燃燒會(huì)排放二惡英 但是貢獻(xiàn)量很少 b r i a ng u l l e t t 等人 對(duì)美國(guó)西部?jī)蓚€(gè)州的秸稈燃燒進(jìn)行了研究 結(jié)果表明全國(guó)每年秸稈燃燒二惡英的 排放量?jī)H為o 1 9t e q b r i a ng u l l e t t a b d e r r a h m a n et o u a t i 2 0 0 3 危險(xiǎn)廢物的燃燒是二惡英的重要污染源 全世界每年燃燒廢物排放的二惡英 大約6 7 k gt e q u n e pc h e m i c a l s 2 0 0 2 從目前的工業(yè)結(jié)構(gòu)和垃圾處理方式來(lái) 看 我國(guó)二惡英的主要排放源與西方國(guó)家不同 由于我國(guó)城市垃圾焚燒處理所占 比例很小 因此二惡英的主要排放源是化工廠生產(chǎn)的副產(chǎn)物 例如生產(chǎn)氯堿業(yè)的 廢渣 其他化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物 血吸蟲防區(qū)大量使用的滅釘螺劑 五 氣 廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究 氯酚鈉中的雜質(zhì) 造紙廢水等 王敬賢 吳文忠 2 0 0 2 2 多環(huán)芳烴 多環(huán)芳烴 p a h s 是美國(guó)環(huán)保局制定的1 2 9 種優(yōu)先控制污染物中的一類 是指兩個(gè)或者兩個(gè)以上苯環(huán)以稠環(huán)的形式連接形成的一類有機(jī)化合物 是環(huán)境中 廣泛存在的一類有機(jī)污染物 這類物質(zhì)由于水溶性差 對(duì)微生物生長(zhǎng)有抑制作用 再加上其特殊而穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu) 很難被生物降解 因此它們?cè)诃h(huán)境中呈不斷累 積的趨勢(shì) 它們的半衰期少則2 個(gè)月 多則幾年 研究表明在河流 海洋沉積物 中 多環(huán)芳烴的濃度高且積累速度快 多環(huán)芳烴具有較強(qiáng)的脂溶性 能被生物富 集放大 越是生物鏈上端的生物 其體內(nèi)所含的多環(huán)芳烴可能越多 因此 處于 生物鏈頂端的人類 體內(nèi)的多環(huán)芳烴可能含量最多 多環(huán)芳烴在環(huán)境中雖然是微量的 但分布很廣 人們能夠通過(guò)大氣 水 食 品等攝取 環(huán)境中的多環(huán)芳烴 p a h s 是一種多來(lái)源的持久性有機(jī)污染物 包括 天然來(lái)源 1 某些細(xì)菌 藻類和植物的生物合成產(chǎn)物 2 從化石燃料 木質(zhì)素 底泥等散發(fā)出多環(huán)芳烴 人為來(lái)源 1 廢物焚燒 化石燃料不完全燃燒產(chǎn)生的煙氣 包括汽車尾氣 2 工廠 煉焦 煉油 煤氣廠等 水體中多環(huán)芳烴 p a h s 主要來(lái)源于各類工業(yè)廢水 大氣降落物和瀝濾液 等 大氣中多環(huán)芳烴 p a h s 主要來(lái)源于各種化石燃料或廢棄物的不完全燃燒 和熱解過(guò)程 三 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 1 持久性有機(jī)污染物研究進(jìn)展 持久性有機(jī)污染物的研究主要集中于污染機(jī)理研究 由于這類物質(zhì)多呈微量 或痕量存在于環(huán)境中 其對(duì)人體 對(duì)生物的危害特別大 而很多常規(guī)的監(jiān)測(cè)手段 又難以檢測(cè)到 所以近年來(lái)才引起關(guān)注 目前人們對(duì)這類污染物的很多生物效應(yīng) 仍不甚明了 而且新的這類污染物質(zhì)仍在不斷產(chǎn)生 所以對(duì)其研究的重點(diǎn)仍在機(jī) 理方面 a k c o c k r e j o n e s k c 19 9 6 g u r u g e k s t a n a b e b 2 0 01 j i a n g t 2 b z h o u q e l i u j y w u d j 2 0 01 m u i r d c g o m e l e c h e n k o a g r i f t n p s a v o i e d a e ta l 19 9 6 p a g e d s o z b a l c c l a n p h e a r m e 19 9 6 p e r e i r a w e d o m a g a l s k i j l h o s t e l l e r e d e ta l 19 9 6 p h a m t l u m k l e m i e u x c 19 9 6 6 第一章引言 r u i z j m b a c h e l e t g c a u m e t t e pe ta l 19 9 6 z h o u j l m a s k a o u i k q i u y w h o n g h s w a n g z d 2 0 0 1 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所傅家謨?cè)菏款I(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在這方面處于 國(guó)際 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平 j i a m of u b i x i a nm a i g u o y i n gs h e n ge ta l 2 0 0 3 c h e n yj s h e n g gy e ta l 2 0 0 5 j l i c tz h a n g x d e ta l 2 0 0 6 l i p i n gy u b i x i a nm a i x i a n g z h o um e n g e ta 1 2 0 0 6 l u o x j m a i b x y a n g q s e ta 1 2 0 0 4 f u j m s h e n g g y c h e n yw a n g z s e ta l 1 9 9 7 f u j m w a n g z s m a i b x k a n g y 2 0 0 1 m a i b x s h e n g g y z h e n g l e ta l 2 0 0 1 m a i b x f u j m z h a n g g ye ta l 2 0 0 2 z h a n g q q i s p a r k e r a e ta l 2 0 0 1 麥碧嫻等完成的研究表明 澳門附近 的珠江河口是一個(gè)p o p s 的富集地帶 這種污染物的富集地帶環(huán)境科學(xué)上稱之為 污染物的 匯 這種p o p s 的匯在特定的條件下可能會(huì)出現(xiàn)p o p s 再次進(jìn)入食物 鏈而影響人類健康甚至危及生命的情況 有人形象地稱之為化學(xué)定時(shí)炸彈 c h e m i c a lt i m i n gb o m b 2 二惡英研究進(jìn)展 從上世紀(jì)9 0 年代中期開始 歐洲十幾個(gè)國(guó)家和美國(guó) 加拿大等國(guó)就開始了 關(guān)于持久性有機(jī)污染物排放源和排放量清單的研究 到1 9 9 9 年就已經(jīng)形成系統(tǒng) 詳細(xì)的排放清單 對(duì)1 5 個(gè)國(guó)家的二惡英排放資料研究表明 1 9 9 3 1 9 9 7 年全世界 二惡英年排放量為1 0 5 0 0 9i t e q 最低估值為8 3 0 0 9i t e q a 最高估值為3 6 0 0 0 9 i t e q a d i o x i na n df u r a ni n v e n t o r i e s 1 9 9 9 2 0 0 2 年 包括俄羅斯聯(lián)邦在內(nèi)的1 0 個(gè)東歐國(guó)家建立了1 9 9 0 年 1 9 9 5 年和1 9 9 7 年二惡英的排放清單 s k a k a r e k a t k u k h a r c h y k 2 0 0 2 發(fā)達(dá)國(guó)家己采取了多項(xiàng)措施來(lái)減少二惡英等持久性有機(jī)污 染物的排放 歐洲3 3 個(gè)國(guó)家的二惡英排放量從1 9 7 0 年的2 5 0 0 0 9i t e q 減少到 1 9 9 5 年的8 3 0 0 9i t e q p a c y n a j m 2 0 0 2 由于二惡英類化合物排放源的數(shù)據(jù) 缺乏 亞洲的很多國(guó)家還沒有開展這方面的研究和合作 只有日本和韓國(guó)有一個(gè) 合作項(xiàng)目 分別對(duì)本國(guó)的二惡英排放量進(jìn)行了定量估算 d i o x i na n df u r a n i n v e n t o r i e s 19 9 9 u n e pc h e m i c a l s 2 0 0 2 研究表明 我國(guó)2 0 0 2 年二惡英排放總量為7 1 4 4 1 3 5 7 5 9i t e q 其中排入 空氣中的二惡英的量為2 7 7 3gi t e q j u nj i n h a op e n g t a n gx i a o y a n 2 0 0 4 目 前二惡英的排放清單主要計(jì)算了排入大氣環(huán)境中的量 對(duì)于直接排入水體 土壤 環(huán)境中的二惡英的定量研究還比較少 7 廣東省主要持久性有機(jī)污染物排放狀況的初步研究 中國(guó)二惡英的研究還處于起步階段 主要研究了二惡英的毒害特性 產(chǎn)生機(jī) 理和污染控制等 近年來(lái) 我國(guó)關(guān)于區(qū)域環(huán)境中水體 土壤和沉積物以及大氣環(huán) 境中的二惡英已經(jīng)有了一些研究 吳文忠 鄭明輝等研究了區(qū)域水體 土壤和沉 積物中的二惡英 w u w z e ta l 2 0 0 1 a w uw z e ta l 2 0 0 2 z h e n g m h e ta l 2 0 0 1 于麗萍 麥碧嫻等人關(guān)于廣州市空氣中二惡英濃度的研究表明 工業(yè)生 產(chǎn)活動(dòng)極大地影響了空氣中p c d d f s 的濃度水平 廣州市空氣中二惡英的濃度 高于世界上很多城市的濃度范圍 污染嚴(yán)重 l i p i n gy u b i x i a nm a i e ta 1 2 0 0 6 3 多環(huán)芳烴研究進(jìn)展 在城市大氣中多環(huán)芳烴是普遍存在的 主要來(lái)源于化石燃料和其他有機(jī)質(zhì)的 不完全燃燒和熱解等高溫反應(yīng) k h a b l tnr 1 9 9 5 d u r l a ssk e ta l 1 9 9 8 中科院 廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華南植物研究所以及廣東省 生態(tài)環(huán)境與土壤研究所對(duì)多環(huán)芳烴的研究取得了許多重要成果 包括大氣 氣溶 膠中多環(huán)芳烴的研究 祁士華等 2 0 0 0 a 2 0 0 b 祁士華等 2 0 0 1 祁士華 傅家謨 盛國(guó)英等 2 0 0 1 畢新慧等 2 0 0 4 葉兆賢等 2 0 0 0 譚吉華 2 0 0 5 唐小玲 2 0 0 5 土壤中多環(huán)芳烴的研究 張?zhí)毂虻?2 0 0 5 郝蓉等 2 0 0 4 2 0 0 5 陳來(lái)國(guó)等 2 0 0 4 和水體中多環(huán)芳烴的研究 麥碧嫻 2 0 0 0 楊清書等 2 0 0 4 吳啟航等 2 0 0 4 康 躍惠 2 0 0 5 目前對(duì)于珠三角地區(qū)多環(huán)芳烴等持久性有機(jī)物已進(jìn)行了大量研究 發(fā)現(xiàn)珠三 角的河道及河口沉積物中有高濃度的多環(huán)芳烴 引起廣泛關(guān)注 m a i b x e ta l 2 0 0 2 l u o x j e ta l 2 0 0 4 b e r d o w s k ijjm e ta l 1 9 9 7 根據(jù)各種排放因子和排放源的統(tǒng)計(jì)資料估算出 1 9 9 0 年歐洲3 6 國(guó)6 種p a h s 的年排放量為1 5 8 0 0 噸 美國(guó)1 9 9 6 年排放的7 種生物致癌 多環(huán)芳烴量達(dá)1 4 0 0 噸 t e c h n o l o g yt r a n s f e r n e t w o r kn m i o n a la i rt o x i c s a s s e s s m e n t 2 0 0 1 其中大湖地區(qū)1 9 9 6 年1 6 種優(yōu)控多環(huán)芳烴排放量為1 4 4 0 3 噸 w u c y e ta l 2 0 0 1 而在英國(guó) 2 0 0 0 年僅苯并 a 芘的年排放量就達(dá)9 5 7 8 噸 c o l e m a np b u s ht e ta 1 2 0 0 1 發(fā)達(dá)國(guó)家己采取措施減排多環(huán)芳烴 歐洲3 3 個(gè)國(guó)家多環(huán)芳烴的排放量從1 9 7 0 年的1