環(huán)境管理_典型化學(xué)污染物概述

第五章典型化學(xué)污染物 RepresentativeofChemicalPollutants 內(nèi)容 第一節(jié)代表性無(wú)機(jī)污染物第二節(jié)持久性有機(jī)污染物 POPs 第三節(jié)代表性持久性有毒物質(zhì)第四節(jié)代表性有機(jī)金屬污染物 內(nèi)容 第一節(jié)代表性無(wú)機(jī)污染物 一 重金屬二 無(wú)機(jī)非金屬化合物 一 重金屬 1 鎘 工業(yè)廢水排放 多種形態(tài)存在 配合物 水生生物對(duì)Cd有很強(qiáng)的富集能力 水體懸浮物有很強(qiáng)的吸附能力 2005年歲末 廣東北江鎘污染事故 韶關(guān)冶煉廠廢水超標(biāo)排放 湘江鎘污染防治現(xiàn)場(chǎng) 一 重金屬 1956年 日本熊本縣水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病 這種病癥最初出現(xiàn)在貓身上 病貓步態(tài)不穩(wěn) 抽搐 麻痹 甚至跳海死去 被稱為 自殺貓 隨后不久 此地也發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人 患者由于腦中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)被侵害 輕者口齒不 2 汞 廠礦 有色金屬冶煉 化工生產(chǎn)廢水 甲基化作用 揮發(fā)作用 日本水俁病 一 重金屬 清 步履瞞珊 面部癡呆 手足麻痹 感覺(jué)障礙 視覺(jué)喪失 震顫 手足變形 重者神經(jīng)失常 或酣睡 或興奮 身體彎弓高叫 直至死亡 排放的廢水含有大量的汞 當(dāng)汞在水中被水生生物攝取后 會(huì)轉(zhuǎn)化成甲基汞 CH3HgCl 這種劇毒物質(zhì)只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命 當(dāng)時(shí)水俁灣的甲基汞含量達(dá)到了足以毒死日本全國(guó)人口2次都有余的程度 一 重金屬 3 鉛 礦山開(kāi)采 金屬冶煉 汽車廢氣 燃煤 油漆 涂料 水體中懸浮物的吸附作用 一 重金屬 周圍400米范圍土壤已全部污染 徽縣300多人血鉛超標(biāo)環(huán)保總局介入調(diào)查 徽縣血鉛超標(biāo)住院群眾總數(shù)達(dá)到179人 2006年 美國(guó)科學(xué)家首次證實(shí)鉛污染會(huì)導(dǎo)致人類男性不育新華網(wǎng) 2003 02 08 研究發(fā)現(xiàn) 男性精液中含鉛量高的 受精成功率低 在含鉛量高的精液中 精子頭部用來(lái)識(shí)別卵子表面糖類并與之結(jié)合的受體較少 穿透卵子外層 與卵子結(jié)合的能力更差 而且在到達(dá)卵子之前發(fā)生自毀的情況更為普遍 科學(xué)家認(rèn)為 這可能是由于鉛取代了對(duì)精子功能非常重要的鈣元素 一 重金屬 ManyCaliforniacondorshaveextremelyhighconcentrationsofleadintheirbloodandmustoccasionallybecaughttoundergochelationtherapytoremovetheheavymetal Butforthepast22years scientistsandhuntingactivistshavearguedoverhowthisendangeredspeciesisbeingpoisoned Now researchpublishedinthisissueofES T pp6143 6150 findsthathuntingammunitionisthecauseofleadpoisoningincondors Theresultsmayspurstateregulationsthatforcehunterstousenonleadammunitioninthecondorrange 一 重金屬 TheFWSfindsthatleadpoisoningthreatensthecondors recovery Theagencyestimates that 35 40millionhasbeenspentoncondorrecoveryoverthepast20years and 22millionofthatsumcamefromfederalcoffers Thefederalgovernmentcontinuestospend 900 000annuallyontheprogram 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 4 鉻 冶煉 電鍍 制革 印染 Cr3 CrO2 CrO42 Cr2O7 5 銅 冶煉 金屬加工 機(jī)器制造 有機(jī)合成 6 鋅 電鍍廠 電鍍污染 電子垃圾污染 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 1 砷 湖南岳陽(yáng)砷污染事件2006年09月13日原因是河流上游3家化工廠的工業(yè)污水 日常性排放 造成的 2003年6月9日 廣西玉林水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在對(duì)九洲江文地?cái)嗝孢M(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)砷超標(biāo) 污染源于附近銻冶煉廠廢渣被雨水沖刷到河中所至 天然來(lái)源 人為來(lái)源 農(nóng)藥 不同存在形態(tài) 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 2 氰化物 帶有氰基 CN 的化合物 其中的碳原子和氮原子通過(guò)叁鍵相連接 這一叁鍵給予氰基以相當(dāng)高的穩(wěn)定性 使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個(gè)整體存在 常見(jiàn)的有氰化鉀和氰化鈉 它們多有劇毒 其毒性跟CN離子對(duì)重金屬離子的超強(qiáng)絡(luò)合能力有關(guān) CN主要跟細(xì)胞色素P450中的金屬離子結(jié)合 從而使其失去在呼吸鏈中起到的傳遞電子能力 進(jìn)而使中毒者死亡 另有有機(jī)氰化物 是由氰基通過(guò)單鍵與另外的碳原子結(jié)合而成 視結(jié)合方式的不同 有機(jī)氰化物可分類為腈 C CN 和異腈 C NC 相應(yīng)的 氰基可被稱為腈基 CN 或異腈基 NC 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 2 氰化物 帶有氰基 CN 的化合物 其中的碳原子和氮原子通過(guò)叁鍵相連接 這一叁鍵給予氰基以相當(dāng)高的穩(wěn)定性 使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個(gè)整體存在 常見(jiàn)的有氰化鉀和氰化鈉 它們多有劇毒 其毒性跟CN離子對(duì)重金屬離子的超強(qiáng)絡(luò)合能力有關(guān) CN主要跟細(xì)胞色素P450中的金屬離子結(jié)合 從而使其失去在呼吸鏈中起到的傳遞電子能力 進(jìn)而使中毒者死亡 氰化物被廣泛應(yīng)用于濕法冶煉金 銀 大量用于黃金開(kāi)采中 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 2001年9月29日凌晨4時(shí)許 陜西丹鳳縣境內(nèi) 一輛載有5 2噸劇毒氰化鈉溶液的卡車不慎翻入漢江支流鐵峪鋪河內(nèi) 約有5噸氰化鈉溶液溢出 造成河中生物大面積中毒死亡 由于當(dāng)?shù)胤阑筷?duì)監(jiān)控與處理及時(shí) 幸而沒(méi)有造成人員傷亡 1991年8月20日 上海市嘉定縣水廠測(cè)出河水中的氰化鈉超標(biāo) 0 2 0 9ppm 以CN 計(jì) 并發(fā)現(xiàn)大批死魚(yú) 總共撈起8900公斤 經(jīng)查是位于張家港市的一家化工廠 系個(gè)體戶 總共三人 以處理上海鋼鋸廠熱處理廢渣為名 暗中將含有氰化鈉的廢渣投入嘉定縣內(nèi)的一條20公里的主干河中 寬40米 平均深2米 一 無(wú)機(jī)非金屬化合物 氰化物在水中的轉(zhuǎn)歸 自 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委上?；瘜W(xué)毒物咨詢中心顧友多 內(nèi)容 第二節(jié)持久性有毒物質(zhì) 一 持久性有機(jī)污染物公約二 持久性有毒物質(zhì)概念 一 持久性有機(jī)污染物公約 世界環(huán)境日 1972年6月5 16日 聯(lián)合國(guó)在斯德哥爾摩召開(kāi)人類環(huán)境會(huì)議 通過(guò) 聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議宣言 1972年10月 第27屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過(guò)決議 將6月5日定為 世界環(huán)境日 關(guān)于對(duì)某些持久性有機(jī)污染物 POPs 的斯德哥爾摩公約 2001年5月21日 23日 中國(guó)代表團(tuán)出席會(huì)議 簽署了公約 我國(guó)是公約首批簽字國(guó) 斯德哥爾摩 與人類環(huán)境保護(hù)史 一 持久性有機(jī)污染物公約 2004年6月 人大常委會(huì)批準(zhǔn)的該公約 2004年11月 正式對(duì)我國(guó)生效 2007年4月 國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了由國(guó)家環(huán)保總局會(huì)同外交部 發(fā)展改革委 科技部 財(cái)政部 建設(shè)部 商務(wù)部 農(nóng)業(yè)部 衛(wèi)生部 海關(guān)總署和電監(jiān)會(huì)等11個(gè)相關(guān)部門組織編制的 中國(guó)履行 關(guān)于持久性有機(jī)污染物 POPs 的斯德哥爾摩公約 國(guó)家實(shí)施計(jì)劃 公約核心 首先控制并逐步消除12種對(duì)人類健康和自然環(huán)境特別有害的持久性有機(jī)污染物 POPs 它們是 艾氏劑 氯丹 狄氏劑 異狄氏劑 七氯 滅蟻靈 毒殺芬 滴滴涕 六氯代苯 多氯聯(lián)苯 PCB 二惡英 PCDD 和呋喃 PCDF 一 持久性有機(jī)污染物公約 環(huán)境激素 內(nèi)分泌干擾物 Endocrinedisruptors 內(nèi)分泌系統(tǒng)是指分散在體內(nèi)各個(gè)部位的內(nèi)分泌腺體和細(xì)胞的總稱 它是一個(gè)維持多個(gè)器官正常生理平衡的系統(tǒng) 由一系列腺體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 這些腺體可以分泌許多不同的微量的荷爾蒙 這些荷爾蒙控制著人從小到大的成長(zhǎng) 性別 智力等多項(xiàng)功能的發(fā)展 一 持久性有機(jī)污染物公約 內(nèi)分泌干擾化學(xué)物質(zhì) endocrinedisruptingchemicals 簡(jiǎn)稱EDCs 最初由美國(guó)1996年出版的 OurStolenFuture 提出 為了描述這類污染物 世界各國(guó)曾采用了 environmentalestrogens environmentalendocrinedisruptors 和 endocrinedisruptingchemicals 等眾多用語(yǔ) 根據(jù)美國(guó)EPA的定義 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)是指 可通過(guò)干擾生物或人體為保持自身平衡和調(diào)節(jié)發(fā)育過(guò)程而在體內(nèi)產(chǎn)生的天然激素的合成 分泌 運(yùn)輸 結(jié)合 反應(yīng)和代謝等 從而對(duì)生物或人體的生殖 神經(jīng)和免疫系統(tǒng)等功能產(chǎn)生影響的外源性化學(xué)物質(zhì) 致癌性 致畸性 致突變性 神經(jīng)毒性 一 持久性有機(jī)污染物公約 雌激素 細(xì)胞 核 蛋白質(zhì)合成 RNA DNA 轉(zhuǎn)錄 ER 內(nèi)分泌干擾物對(duì)雌激素效應(yīng)的影響機(jī)制注 ER為雌激素受體 estrogenreceptor 外源性物質(zhì)對(duì)激素受體的結(jié)合作用是內(nèi)分泌干擾物作用的基本機(jī)制 二 持久性有機(jī)污染物概念 POPs的判別標(biāo)準(zhǔn) 持久性 遠(yuǎn)距離環(huán)境遷移的潛在能力T1 2 inair 2days T1 2 水中 2個(gè)月T1 2 土壤或沉積物 6個(gè)月 BCF 5000 或logKow 5的證據(jù)有令人關(guān)注的其他證據(jù) 生物積累性 毒性 持久性有毒物質(zhì) PTS 有機(jī)PTS POPs 殺蟲(chóng)劑 艾氏劑 氯丹 狄氏劑 異狄氏劑 七氯 滅蟻靈 毒殺芬 滴滴涕 六氯 代 苯 工業(yè)化學(xué)品 多氯聯(lián)苯 PCB 六氯 代 苯 人類無(wú)意合成的物質(zhì) 多氯代二苯并對(duì)二惡英和呋喃 PCDD F 其它有機(jī)PTS 十氯酮 六六六 HCH 阿特拉津 五氯酚 氯代石蠟 多環(huán)芳烴 PAH 多溴代聯(lián)苯醚 PBDE 辛基酚 壬基酚 酞酸酯 有機(jī)汞化合物 有機(jī)錫化合物 有機(jī)鉛物 金屬有機(jī)污染物 二 持久性有機(jī)污染物概念 2001年的POPs清單 PTS是指在環(huán)境中不容易被降解 可以被生物蓄積的有毒物質(zhì)的總稱 即持久性有毒物質(zhì) 二 持久性有機(jī)污染物概念 PTS是指在環(huán)境中不容易被降解 可以被生物蓄積的有毒物質(zhì)的總稱 即持久性有毒物質(zhì) 2009年5月9日的POPs清單 內(nèi)容 第三節(jié)代表性持久性有毒物質(zhì) PTS 一 二噁英類物質(zhì)二 多環(huán)芳烴類物質(zhì)三 農(nóng)藥類物質(zhì)四 其它有機(jī)污染物 一 二噁英類物質(zhì) PCDD F Polychlorinateddibenzo p dioxin furan PCDD F PCDD 75 PCDF 1352 3 7 8 substitutedPCDD Fs 22 毒性相差1000倍 Dioxinisthenamegiventoagroupofpersistent verytoxicchemicals Themosttoxicformofdioxinis2 3 7 8 tetrachlorodibenzo p dioxinorTCDD 一 二噁英類物質(zhì) Dioxinisreleasedbypapermills bymetalsmelters bymanychemicalplants bymanypesticidefactories andbyallincinerators Theentire dioxin familyconsistsof75differentdioxinsand135differentfurans Thedioxin 2 3 7 8 tetrachlorodibenzo p dioxin TCDD isconsideredtobethemosttoxictypeofdioxin Polychlorinatedbiphenylether PCDE Polybrominatedbiphenylether PBDE Wheredoesdioxincomefrom 一 二噁英類物質(zhì) 多氯聯(lián)苯 Polychlorinatedbiphenyl PCB 209 1種化合物 化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好 變壓器 電容器的冷卻劑 絕緣材料 耐腐蝕涂料等 極難溶于水 易溶于有機(jī)溶劑和脂肪 具有高的辛醇 水分配系數(shù) 二 多環(huán)芳烴類物質(zhì) PolycyclicAromaticHydrocarbons 二 多環(huán)芳烴類物質(zhì) BivariaceplotsofselecteddiagnosticratiosagainstFlu Pyr Fluoranthene Phenanthrene Anthracene Pyrene 農(nóng)藥 pesticide 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 1 有機(jī)氯農(nóng)藥 Organochlorinepesticide DDT 難以被化學(xué)降解和生物降解 較低的水溶性 較高的辛醇 水分配系數(shù) DDTHCH hexachlorocyclohexane 六氯環(huán)己烷Aldrin 艾氏劑 Heptachlor 七氯 Dieldrin 狄氏劑 三 農(nóng)藥類物質(zhì) o p DDT o p DDE p p DDE p p DDD o p DDD 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 1948年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)給了DDT發(fā)明者 瑞士化學(xué)家米勒 DDT對(duì)消滅農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)和居家殺蟲(chóng)確實(shí)發(fā)揮過(guò)神奇作用 但DDT是一種難降解有毒化合物 長(zhǎng)期使用會(huì)在環(huán)境及生物體內(nèi)積累 造成環(huán)境污染 1976年美國(guó)洛杉磯動(dòng)物園小河馬突然全部死亡 就是飲用附近農(nóng)藥廠排放的DDT廢液所致 據(jù)此 許多國(guó)家70年代就停止使用DDT 影響遠(yuǎn)未終結(jié) 在1995年美國(guó)醫(yī)生發(fā)現(xiàn)死嬰的腦部也有DDT DDT還造成男性發(fā)育異常 有 非男性化 表現(xiàn) 同時(shí)DDT還造成在美國(guó) 日本出現(xiàn)大量畸形青蛙 三 農(nóng)藥類物質(zhì) Theflattenedeggwithinthiswhite facedibisclutchwascausedbyDDE 三 農(nóng)藥類物質(zhì) Damagetothecentralnervoussystemofbirdsbychlorinatedhydrocarboninsecticidesresultsinthetypeofaberrantpostureseeninthishenpheasant 三 農(nóng)藥類物質(zhì) Damagetothecentralnervoussystemofbirdsbychlorinatedhydrocarboninsecticidesresultsinthetypeofaberrantpostureseeninthismallardduck 三 農(nóng)藥類物質(zhì) HCH Heptachlor 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 1 磷酸酯 2 硫代磷酸酯 3 膦酸酯和硫代膦酸酯類 4 磷酰胺和硫代磷酰胺類 2 有機(jī)磷農(nóng)藥 大部分是磷酸酯或磷酰胺類化合物 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 1 磷酸酯 磷酸中三個(gè)氫原子被有機(jī)基團(tuán)置換所生成的化合物 如敵敵畏 二溴磷等 2 硫代磷酸酯 硫代磷酸分子中的氫原子被甲基等基團(tuán)所置換而形成的化合物 磷酸 甲基對(duì)硫磷 敵敵畏 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 磷酸分子中一個(gè)羥基被有機(jī)基團(tuán)置換 即在分子中形成C P鍵 稱為膦酸 如果膦酸中羥基的氫原子再被有機(jī)基團(tuán)取代 即形成膦酸酯 如果膦酸酯中的氧原子被硫原子取代 即為硫代膦酸酯 如敵百蟲(chóng) 3 膦酸酯和硫代膦酸酯類 敵百蟲(chóng) 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 4 磷酰胺和硫代磷酰胺類 乙酰甲胺磷膦酸酰胺酯 磷酸分子中羥基被氨基取代的化合物為磷酰胺 磷酸胺分子中的氧原子被硫原子所取代形成硫代磷酰胺 如甲胺磷 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 馬拉硫磷二硫代磷酸酯 樂(lè)果二硫代磷酸酯 有機(jī)磷農(nóng)藥的特點(diǎn) 較易被生物降解 高效 低毒 低殘留 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 3 除草劑 Atrazine阿特拉津 Simazine西瑪津 三 農(nóng)藥類物質(zhì) 鹵代脂肪烴 例如freon CFC 11 容易揮發(fā) 可以光解 辛醇 水分配系數(shù)較低 醚類 在美國(guó)EPA優(yōu)先污染物中 有7種醚類化合物 單環(huán)芳烴類化合物 主要是氯代苯類 硝基苯類 苯酚類和苯胺類 較高的水溶性 例如五氯苯酚 酞酸酯類 水溶解度低 辛醇 水分配系數(shù)高 亞硝胺等化合物 染料 偶氮 蒽醌 四 其它有機(jī)污染物 酸性橙 的結(jié)構(gòu)式 鄰苯二甲酸