水體污染與環(huán)境健康課件

第7講

水體污染與環(huán)境健康(2)-有機污染馮英浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境修復(fù)與生態(tài)健康1第7講

水體污染與環(huán)境健康(2)-有機污染馮英環(huán)境修復(fù)與生主講內(nèi)容水體有機污染物的概念及危害水體修復(fù)原理與技術(shù)應(yīng)用實例2主講內(nèi)容水體有機污染物的概念及危害2有機污染物是指進入環(huán)境并且污染環(huán)境的有機化合物。按其來源可分為天然有機污染物和人工合成有機污染物。

天然有機污染物主要是指自然化學(xué)反應(yīng)或生物體代謝所產(chǎn)生的各種有害于人體健康、污染環(huán)境的有機化合物，如黃曲霉素、萜烯、氨基甲酸乙酯、麥角等。

人工合成有機污染物是指由現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的各類有機合成物，如染料、洗滌劑、農(nóng)藥、塑料等。

Whatareorganicpollutants?3有機污染物是指進入環(huán)境并且污染環(huán)境的有機化合物。WhaPOPs的定義

持久性有機污染物（Persistentorganicpollutants,POPs）是一系列在環(huán)境中長期殘留和長距離遷移，具有脂溶性和生物蓄積性，對人類和野生動植物有高毒的含碳化合物。

典型有機污染物4POPs的定義典型有機污染物4持久性/長期殘留性：POPs在水體中的半衰期大多在幾十天至20年，個別長達100年；在土壤中半衰期大多在1-12年，個別長達600年；生物蓄積性：生物富集因子（BCF）高達4000-70000半揮發(fā)性高毒性：具有致癌、致畸、致突變的“三致”效應(yīng)

長距離遷移性POPs具有五個顯著特性5持久性/長期殘留性：POPs在水體中的半衰期大多在幾十POPs的歷史1939年，瑞士化學(xué)家保羅·赫爾曼·繆勒經(jīng)過4年多的探索，終于發(fā)現(xiàn)一種名叫“二氯二苯基三氯乙烷”（即滴滴涕，英文名為DDT）的化合物對昆蟲具有很好的致死作用，而對大多數(shù)生物無害。1942年，DDT開始在市場上公開銷售。當(dāng)時的歐洲正處于第二次世界大戰(zhàn)期間，霍亂、斑疹、傷寒在一些地區(qū)大流行。1943年，意大利戰(zhàn)場上的士兵將DDT撒在身上，平民百姓也同軍人一樣噴灑，蚊、蠅、虱明顯減少，斑疹、傷寒幾乎絕跡。至二戰(zhàn)末期有200多萬人消滅了蚤子，防止了整個歐洲斑疹、傷寒病的流行；同時由于殺滅了蚊子，1948～1970年也控制了瘧疾和腦炎病的傳播。在印度，1952年瘧疾發(fā)病高達7500萬例，啟用DDT之后，到1964年減少到10萬例。1948年，保羅·赫爾曼·繆勒登上了瑞典斯德哥爾摩的領(lǐng)獎臺，獲得了該年度諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。當(dāng)時DDT被學(xué)術(shù)界認定為安全的，無風(fēng)險的殺蟲劑。由于DDT的滅蟲控病效果明顯，藥效期長，殺蟲效力范圍廣，它贏得了“萬能殺蟲劑”的稱號，DDT很快風(fēng)靡全球，其產(chǎn)量和銷量急劇增長，功勞卓著。6POPs的歷史1939年，瑞士化學(xué)家保羅·赫爾曼·繆勒經(jīng)過4POPs的歷史l962年，美國女作家蕾切爾·卡遜（RachelCarson）在其發(fā)表的《寂靜的春天》（SilentSpring）中對有機化學(xué)品的使用敲響了警鐘，開啟了“禁用DDT等有機氯農(nóng)藥”的理念。RachelCarson一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方。園后鳥兒尋食的地方冷落了。在一些地方僅能見到的幾只鳥兒也氣息奄奄，它們戰(zhàn)抖得厲害，飛不起來了。這是一個沒有聲息的春天。這兒的清晨曾經(jīng)蕩漾著烏鴉，雀鳥，鴿子的合唱以及其他鳥鳴的音浪；而現(xiàn)在一切聲音都沒有了，只有一片寂靜覆蓋著田野，森林和沼地。POPs的歷史l962年，美國女作家蕾切爾·卡遜（RachePOPs的歷史1972年6月，美國環(huán)保署宣告DDT于農(nóng)業(yè)方面全面禁用。但是此時美國境內(nèi)DDT的累計總使用量已達13億5千萬磅，而美國人體內(nèi)脂肪組織和血液中檢出DDT或其衍生物的頻率接近100%。1996年6月，化學(xué)品安全政府間論壇（IFCS）確認有充分證據(jù)需要采取國家行動來減少12種POPs對人類健康和環(huán)境的風(fēng)險：殺蟲劑（艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑，DDT、七氯、氯丹，滅蟻靈、毒殺芬，六氯苯），工業(yè)化學(xué)品（多氯聯(lián)苯），非故意產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品（二噁英和苯并呋喃）。1996年，由三位美國學(xué)者科爾伯恩（Colburn）、杜邁洛斯基（Dumanoski）和邁爾斯（Myers）編著，美國副總統(tǒng)戈爾作序的《我們被偷走的未來》（OurStolenFuture），再一次為世人敲響了警鐘，引起了全世界對保護環(huán)境、對防治持續(xù)性有機污染物（POPs）污染的重視。8POPs的歷史1972年6月，美國環(huán)保署宣告DDT于農(nóng)業(yè)方面POPs的歷史1997年2月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）理事會通過了19/13C號決議，采納了IFCS的研究結(jié)論及推薦意見。1998年6月24日，美國、加拿大和歐洲32國在丹麥奧爾胡斯正式簽署了《關(guān)于長距離越境空氣污染物公約》下的《關(guān)于持久性有機污染物的議定書》，規(guī)定禁止或削減16種（類）POPs物質(zhì)的排放，并禁止和逐步淘汰某些含POPs產(chǎn)品的生產(chǎn)。除了UNEP提出的12種物質(zhì)之外，還有六溴聯(lián)苯、林丹/六六六、多環(huán)芳烴、五氯酚。2001年5月23日，來自127個國家，11個聯(lián)合國專門機構(gòu)，4個政府間組織，68個非政府組織的代表共600多人參加了在瑞典斯德哥爾摩舉行的代表大會，有110個國家簽署了大會最后報告，90個國家簽署了《關(guān)于持久性有機污染物（POPs）的斯德哥爾摩公約》（簡稱《斯德哥爾摩公約》），加拿大當(dāng)場批準了公約。經(jīng)國務(wù)院授權(quán)，我國國家環(huán)境保護總局祝光耀副局長代表中國政府簽署了大會最后報告和《斯德哥爾摩公約》。2004年5月17日，該公約正式生效，標(biāo)志著全球削減和淘汰POPs進入了實質(zhì)性的全面開展階段。9POPs的歷史1997年2月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）理POPs的來源與種類殺蟲劑：艾氏劑

(aldrin)、氯丹

(chlordane)、滴滴涕

(DDT)、狄氏劑

(dieldrin)、異狄氏劑

(endrin)、七氯，六氯代苯

(HCB)、滅蟻靈

(mirex)、毒殺芬

(toxaphene)。工業(yè)化學(xué)品：多氯聯(lián)苯

(PCBs)

和六氯苯

(HCB)。生產(chǎn)中的副產(chǎn)品：二噁英

(PCDD)

和呋喃

(PDCF)。10POPs的來源與種類殺蟲劑：艾氏劑

(aldrin)、氯丹

POPs對人體的危害POPs可在一定條件下如光、微生物、物理化學(xué)等作用下而降解，但其污染與遷移的廣泛性、多樣性與嚴重性給POPs治理與消除帶來很大的困難。相反，人類無時無刻在廣泛接觸到來自于工業(yè)和環(huán)境的微量有機污染物。因此，POPs對人體的急、慢性毒作用和“三致”效應(yīng)不容忽視。

健康效應(yīng)11POPs對人體的危害健康效應(yīng)11生物富集作用三致作用：致畸；致癌12生物富集作用三致作用：致畸；致癌12某些POPs與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)二噁英：是20世紀含氯有機化學(xué)工業(yè)和含氯燃料的副產(chǎn)物，為氯代三環(huán)芳烴類化合物，種類多達210個。現(xiàn)代社會中，垃圾焚燒、紙漿氯漂白、PVC(聚氯乙烯)材料，以及汽車尾氣等已成為二噁英環(huán)境污染的新來源。是一種很強的多位點致癌物，動物實驗表明二噁英可誘發(fā)肝、肺、粘膜和皮膚內(nèi)癌癥；流行病學(xué)調(diào)查顯示二噁英與人群呼吸系統(tǒng)癌和乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展的有關(guān)。

13某些POPs與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)131999年，比利時、荷蘭、法國、德國相繼發(fā)生因二噁英污染導(dǎo)致畜禽類產(chǎn)品及乳制品含高濃度二噁英的事件。二噁英的主要污染源包括城市垃圾焚燒、含氯化學(xué)工業(yè)、食品包裝材料等，90%以上的人體二噁英接觸來源于食品。141999年，比利時、荷蘭、法國、德國相繼發(fā)生因二噁英2.有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯：有機氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)多為氯代多環(huán)芳香烴(PAHs)，是一類以聯(lián)苯為原料在金屬催化劑作用下，高溫氯化生成的氯代芳烴。根據(jù)氯原子取代數(shù)和取代位置的不同共有209種同類物。能夠干擾下丘腦-垂體-性腺軸功能，在女(雌)性表現(xiàn)為類雌激素樣作用，在男(雄)性表現(xiàn)為抗雄激素作用。屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，流行病學(xué)研究顯示這些POPs與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，但其確切的相關(guān)性和機制尚有侍進一步的研究證實。

152.有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯：有機氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)多為氯代多環(huán)多氯聯(lián)苯的來源和生態(tài)健康風(fēng)險1968年日本北部九州縣發(fā)生震驚世界的米糠油事件，1600人因誤食被PCBs污染的米糠油而中毒，22人死亡。1979年中國臺灣省也重演了類似的悲劇

PCBs具有良好的化學(xué)惰性、抗熱性、不可燃性、低蒸氣壓和高介電常數(shù)等優(yōu)點，因此曾被作為熱交換劑、潤滑劑、變壓器和電容器內(nèi)的絕緣介質(zhì)、增塑劑、石蠟擴充劑、黏合劑、有機稀釋劑、除塵劑、殺蟲劑、切割油、壓敏復(fù)寫紙以及阻燃劑等重要的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工和印刷等領(lǐng)域。1977年后各國陸續(xù)停產(chǎn)16多氯聯(lián)苯的來源和生態(tài)健康風(fēng)險1968年日本北部九州縣發(fā)生震驚3.多環(huán)芳烴(PAHs)：指兩個以上的苯環(huán)連在一起的化合物。根據(jù)苯環(huán)的連接方式分為聯(lián)苯類、多苯代脂肪烴和稠環(huán)芳香烴三類。被WHO確認為第一類致癌物，特別是對BaP及其代謝產(chǎn)物BPDE的研究已涉及到多種癌基因和抑癌基因加合物及其作用位點；流行病學(xué)調(diào)查顯示PAHs與肺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。173.多環(huán)芳烴(PAHs)：指兩個以上的苯環(huán)連在一起的化合物石油類污染物石油已成為人類最主要的能源之一，大量的石油及其加工品進入環(huán)境，造成環(huán)境的石油污染，給人類乃至整個生物圈帶來危害，從而成為世界性的環(huán)境問題。合成洗滌劑合成纖維合成橡膠醫(yī)藥化肥炸藥油漆石油化工18石油類污染物石油已成為人類最主要的能源之一，大量的石油及其加石油及其制品原油：未經(jīng)加工的石油。是一種粘稠的黑色或深棕色液體，天然存在于地下或海底，有刺鼻的氣味，主要是氫和碳原子結(jié)合成鏈的化合物。它們是2億年前海洋動植物殘骸腐爛而形成的，其化學(xué)組成和物理性質(zhì)隨產(chǎn)地不同而異。原油常壓蒸餾輕質(zhì)油汽油(C5-C11)煤油(C10-C16)柴油(C15-C18)重質(zhì)油減壓蒸餾石油氣(C1-C4)柴油瀝青燃料油石蠟潤滑油19石油及其制品原油：未經(jīng)加工的石油。是一種粘稠的黑色或深棕色液海洋石油污染據(jù)實測，每滴石油在水面上能夠形成0.25m2的油膜，每噸石油可能覆蓋5×106m2的水面。據(jù)統(tǒng)計，1升石油完全氧化達到無害程度，大約需要40萬升的溶解氧。水中含油0.1～0.01ml/L時就會對魚類及水生生物產(chǎn)生有害影響。20海洋石油污染據(jù)實測，每滴石油在水面上能夠形成0.25m2的海洋石油污染的危害對海洋生物資源的危害：石油粘住海鳥的羽毛，降低其隔熱能力，浮力和保溫能力，常造成海鳥的大量死亡；毒物的富集作用危害人類健康，可能改變或破壞海洋環(huán)境中正常的生態(tài)對海濱環(huán)境和海岸設(shè)施的影響：惡化海岸的自然環(huán)境，海岸植物因石油污染而枯死，可能導(dǎo)致海岸的侵蝕，浮油凝成一片，遇火即燃，對船舶和海岸設(shè)施都會造成慘重損失其它影響：阻礙海水的蒸發(fā)以及大氣和海洋的熱交換，改變海面的反射率和進入海洋表層的日光輻射量，對局部的水文氣象可能產(chǎn)生一定影響，可能導(dǎo)致局部氣溫變化21海洋石油污染的危害對海洋生物資源的危害：石水體污染物來源生活污水排放農(nóng)畜牧漁業(yè)生產(chǎn)地表徑流固體廢棄物氮、磷污染負源分析肥料施用大氣污染沉降22水體污染物來源生活污水排放農(nóng)畜牧漁業(yè)生產(chǎn)地表徑流固體廢棄物氮墨西哥灣漏油事故英國石油公司(BP)在墨西哥灣租用的“深水地平線”鉆井平臺在2010年4月20日發(fā)生爆炸以來，大量原油流入墨西哥灣，至7月15日宣布完全控制漏油……一場漏油事故，近乎中斷了美國開發(fā)近海石油的國策；一場漏油事故，近乎使出事海域的各類生物遭遇“滅頂之災(zāi)”；一場漏油事故，近乎毀了美國南部海岸的整個漁業(yè)及漁民生計。23墨西哥灣漏油事故英國石油公司(BP)在墨西哥灣租用的“深水地事故概況事發(fā)：4月20日，美國石油鉆井平臺起火爆炸致7人重傷11人死亡。漏油：鉆井平臺爆炸沉沒約兩天，受損油井開始漏油。惡化：鉆井平臺漏油每天5000桶，5倍于先前估計數(shù)量。應(yīng)對：水下機器人啟動止漏未能成功.升級：美國宣布把漏油危機列為國家級災(zāi)害，美軍參與救災(zāi)。

24事故概況事發(fā)：4月20日，美國石油鉆井平臺起火爆炸致7人重事故后果……生態(tài)災(zāi)難：珍稀動物瀕臨滅絕油污持續(xù)擴大

墨西哥灣原油泄漏事件，成美國歷史上最嚴重的原油泄漏事故。在受污染海域的656類物種中，已造成大約28萬只海鳥，數(shù)千只海獺、斑海豹、白頭海雕等動物死亡。將有10種動物面臨生存威脅，3種珍稀動物面臨滅頂之災(zāi)。海洋學(xué)家預(yù)測海底油污將隨墨西哥灣強洋流抵達佛羅里達群島、邁阿密及古巴。經(jīng)濟損失：禁漁區(qū)擴大并發(fā)生連鎖反應(yīng)

墨西哥灣浮油導(dǎo)致的海洋生物死亡以及水面情況變化也將嚴重打擊受影響地區(qū)的漁業(yè)、旅游業(yè)和航運業(yè)，使該地區(qū)經(jīng)濟雪上加霜。受到波及的不僅僅只有漁民，從批發(fā)零售商到加工工場，整個海產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈都將發(fā)生連鎖反應(yīng)，并嚴重影響消費和收入，由此帶來間接損失將是巨大的。25事故后果……生態(tài)災(zāi)難：珍稀動物瀕臨滅絕油污持續(xù)擴大

墨事故后果……政治危機：近海采油暫停救災(zāi)不力政府被批

很多環(huán)保組織和沿海各州的民主黨人甚至將這次事故作為阻止任何新增開采沿海油田的理由，并指出近海油田開采具有極大的風(fēng)險性，奧巴馬不得不暫停擴大近海采油的計劃。另外，受到質(zhì)疑最多的就是政府的救助反映，對奧巴馬政府批評聲繼續(xù)增大。

英國BP：遭抵制可能被罰傾家蕩產(chǎn)

因為漏油事件招致多方不滿，英國石油公司面對的問題越來越多，有美國民眾在網(wǎng)上發(fā)起“聯(lián)合抵制英國石油公司”活動，響應(yīng)者多達數(shù)萬人。美國國會已召集相關(guān)企業(yè)CEO接受懲處。對BP因原油泄漏造成經(jīng)濟危害的賠償責(zé)任上限的討論仍未定，賠償金額可能在7500萬美元到100億美元之間。

26事故后果……政治危機：近海采油暫停救災(zāi)不力政府被批

很水環(huán)境修復(fù)原理與技術(shù)水環(huán)境修復(fù)：利用物理的、化學(xué)的、生物的和生態(tài)的方法減少環(huán)境中有毒有害物質(zhì)濃度或使其完全無害化，使污染了的水環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過程。物理方法：疏浚底泥、機械除藻、引水沖淤等化學(xué)方法：化學(xué)殺藻、化學(xué)沉淀等生物修復(fù)：微生物修復(fù)、生物操縱等生態(tài)修復(fù)：氧化塘、人工濕地、人工浮床等27水環(huán)境修復(fù)原理與技術(shù)水環(huán)境修復(fù)：利用物理的、化學(xué)的、生物的和物理方法沖刷/稀釋：采用引水沖污稀釋污染水體，增加流域水資源量，加快污染水體流動，加強水體自凈功能，提高水環(huán)境承載能力。曝氣：人工曝氣，使水體底層溶解氧得以恢復(fù)，改善水生生物生存環(huán)境；有效限制底層水體中磷的活化和向上擴散，浮游藻類生產(chǎn)力。機械/人工除藻：收獲水中藻類。在過去人工打撈藻類的基礎(chǔ)上發(fā)展了臭氧/超聲波除藻技術(shù)，此技術(shù)利用超聲波的作用使藻類的細胞破裂，打破藻細胞內(nèi)的氣囊，使其失去浮動能力而沉淀。底泥疏浚：去除沉積物中的重金屬和持久性有毒有機污染物?？山档退w的內(nèi)源污染負荷量和底泥污染物重新釋放的風(fēng)險。對于沉積物中的重金屬和持久性有毒有機污染物而言，只能通過環(huán)境疏浚方法從湖泊中去除。28物理方法沖刷/稀釋：采用引水沖污稀釋污染水體，增加流域水資源基于納米材料的光催化特性，納米材料對水華和赤潮藻具有殺傷能力。納米材料具有在光照（尤其是紫外光）下可以產(chǎn)生羥基自由基及強還原能力的特性，對藻細胞內(nèi)的脂類、蛋白等生物大分子產(chǎn)生氧化作用，從而破壞其生物學(xué)功能最終導(dǎo)致細胞死亡。因此被認為在消毒殺菌、空氣凈化、污水處理、海洋原油污染清除、自清潔材料等方面具有很好的應(yīng)用前景，并已得到廣泛的研究。光催化技術(shù)29基于納米材料的光催化特性，納米材料對水華和赤潮藻具有殺傷能力化學(xué)方法化學(xué)沉淀法：向水體投加鐵鹽或鋁鹽，通過吸附或絮凝作用與水體中的無機磷酸鹽發(fā)生化學(xué)沉淀；鋁鹽形成氫氧化鋁“薄層”，阻止磷釋放；鈍化法：鋁鹽、鐵鹽、硫酸鋁鐵、鈣鹽、泥土顆粒和石灰污能與無機和顆粒磷產(chǎn)生沉淀；中和法：向水中投石灰；化學(xué)除藻法：化學(xué)除藻劑，碘伏、水溶性甲殼素碘、碘伏-新潔爾滅、碘伏-異噻唑啉酮。主要成分為易溶性銅化合物(硫酸銅)，或者螯合銅類物質(zhì)，這些化學(xué)物對魚類、水草等生物產(chǎn)生一定程度的傷害甚至導(dǎo)致死亡，并且有致癌作用，還會產(chǎn)生其他的不可預(yù)測后遺癥。30化學(xué)方法化學(xué)沉淀法：向水體投加鐵鹽或鋁鹽，通過吸附或絮凝作用生物方法微生物修復(fù)：生物膜生物操縱：放養(yǎng)兇猛魚類；植被群落恢復(fù)：通過水環(huán)境的生境調(diào)控和植被的人工重建促進水生植被的自然恢復(fù)，逐步恢復(fù)受損水體的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括生產(chǎn)者（主要是水生植物）、消費者（魚類）、分解者（細菌）等，在生產(chǎn)者、消費者、分解者之間建立有效的食物鏈，促進系統(tǒng)的物質(zhì)恢復(fù)，恢復(fù)水體的功能，達到水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目的。生物除藻：微生物和相應(yīng)的酶，對水生生物及人類等不產(chǎn)生危害及副作用，微生物迅速激活，與水中藻類競爭營養(yǎng)源，從而使藻類缺乏營養(yǎng)死亡，沉入水底，越來越多的微生物繼續(xù)降解死亡藻類，直至消滅，使水體變清。31生物方法微生物修復(fù)：生物膜31生態(tài)修復(fù)技術(shù)生態(tài)塘處理技術(shù)：以太陽能為初始能源，在塘中種植水生作物，進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)；人工濕地處理：利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重作用來實現(xiàn)對污水的凈化。土地處理技術(shù)：以土地為處理設(shè)施，利用土壤－植物系統(tǒng)的吸附、過濾及凈化作用和自我調(diào)控功能，達到對水凈化的目的。人工沉床：生態(tài)浮島技術(shù)32生態(tài)修復(fù)技術(shù)生態(tài)塘處理技術(shù)：以太陽能為初始能源，在塘中種植水1、維持水的自然循環(huán)，保證上游清水來源2、規(guī)范水的社會循環(huán)，減少人為污染3、恢復(fù)或保育湖泊生態(tài)系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮系統(tǒng)功能流域綜合治理思路331、維持水的自然循環(huán)，保證上游清水來源2、規(guī)范水的社會循環(huán)，徑流污染物植物截除工程溪流強化脫氮除磷生態(tài)工程入庫口前置高效復(fù)合濕地生態(tài)工程能源化利用庫體內(nèi)源污染修復(fù)立體生態(tài)浮島工程飲用水庫生態(tài)修復(fù)工程模式（5+1mode)生態(tài)林優(yōu)化建設(shè)工程34徑流污染物植物截除工程溪流強化脫氮除磷生態(tài)工程入庫口前置高效生物質(zhì)廢物低成本干燥－成型燃料加工一體化先進生產(chǎn)線技術(shù)不同功能的生物炭加工技術(shù)及相關(guān)設(shè)備研制，開發(fā)環(huán)境修復(fù)功能生物炭材料。35生物質(zhì)廢物低成本干燥－成型燃料加工一體化先不同功能的生物炭加第7講

水體污染與環(huán)境健康(2)-有機污染馮英浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境修復(fù)與生態(tài)健康36第7講

水體污染與環(huán)境健康(2)-有機污染馮英環(huán)境修復(fù)與生主講內(nèi)容水體有機污染物的概念及危害水體修復(fù)原理與技術(shù)應(yīng)用實例37主講內(nèi)容水體有機污染物的概念及危害2有機污染物是指進入環(huán)境并且污染環(huán)境的有機化合物。按其來源可分為天然有機污染物和人工合成有機污染物。

天然有機污染物主要是指自然化學(xué)反應(yīng)或生物體代謝所產(chǎn)生的各種有害于人體健康、污染環(huán)境的有機化合物，如黃曲霉素、萜烯、氨基甲酸乙酯、麥角等。

人工合成有機污染物是指由現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的各類有機合成物，如染料、洗滌劑、農(nóng)藥、塑料等。

Whatareorganicpollutants?38有機污染物是指進入環(huán)境并且污染環(huán)境的有機化合物。WhaPOPs的定義

持久性有機污染物（Persistentorganicpollutants,POPs）是一系列在環(huán)境中長期殘留和長距離遷移，具有脂溶性和生物蓄積性，對人類和野生動植物有高毒的含碳化合物。

典型有機污染物39POPs的定義典型有機污染物4持久性/長期殘留性：POPs在水體中的半衰期大多在幾十天至20年，個別長達100年；在土壤中半衰期大多在1-12年，個別長達600年；生物蓄積性：生物富集因子（BCF）高達4000-70000半揮發(fā)性高毒性：具有致癌、致畸、致突變的“三致”效應(yīng)

長距離遷移性POPs具有五個顯著特性40持久性/長期殘留性：POPs在水體中的半衰期大多在幾十POPs的歷史1939年，瑞士化學(xué)家保羅·赫爾曼·繆勒經(jīng)過4年多的探索，終于發(fā)現(xiàn)一種名叫“二氯二苯基三氯乙烷”（即滴滴涕，英文名為DDT）的化合物對昆蟲具有很好的致死作用，而對大多數(shù)生物無害。1942年，DDT開始在市場上公開銷售。當(dāng)時的歐洲正處于第二次世界大戰(zhàn)期間，霍亂、斑疹、傷寒在一些地區(qū)大流行。1943年，意大利戰(zhàn)場上的士兵將DDT撒在身上，平民百姓也同軍人一樣噴灑，蚊、蠅、虱明顯減少，斑疹、傷寒幾乎絕跡。至二戰(zhàn)末期有200多萬人消滅了蚤子，防止了整個歐洲斑疹、傷寒病的流行；同時由于殺滅了蚊子，1948～1970年也控制了瘧疾和腦炎病的傳播。在印度，1952年瘧疾發(fā)病高達7500萬例，啟用DDT之后，到1964年減少到10萬例。1948年，保羅·赫爾曼·繆勒登上了瑞典斯德哥爾摩的領(lǐng)獎臺，獲得了該年度諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。當(dāng)時DDT被學(xué)術(shù)界認定為安全的，無風(fēng)險的殺蟲劑。由于DDT的滅蟲控病效果明顯，藥效期長，殺蟲效力范圍廣，它贏得了“萬能殺蟲劑”的稱號，DDT很快風(fēng)靡全球，其產(chǎn)量和銷量急劇增長，功勞卓著。41POPs的歷史1939年，瑞士化學(xué)家保羅·赫爾曼·繆勒經(jīng)過4POPs的歷史l962年，美國女作家蕾切爾·卡遜（RachelCarson）在其發(fā)表的《寂靜的春天》（SilentSpring）中對有機化學(xué)品的使用敲響了警鐘，開啟了“禁用DDT等有機氯農(nóng)藥”的理念。RachelCarson一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方。園后鳥兒尋食的地方冷落了。在一些地方僅能見到的幾只鳥兒也氣息奄奄，它們戰(zhàn)抖得厲害，飛不起來了。這是一個沒有聲息的春天。這兒的清晨曾經(jīng)蕩漾著烏鴉，雀鳥，鴿子的合唱以及其他鳥鳴的音浪；而現(xiàn)在一切聲音都沒有了，只有一片寂靜覆蓋著田野，森林和沼地。POPs的歷史l962年，美國女作家蕾切爾·卡遜（RachePOPs的歷史1972年6月，美國環(huán)保署宣告DDT于農(nóng)業(yè)方面全面禁用。但是此時美國境內(nèi)DDT的累計總使用量已達13億5千萬磅，而美國人體內(nèi)脂肪組織和血液中檢出DDT或其衍生物的頻率接近100%。1996年6月，化學(xué)品安全政府間論壇（IFCS）確認有充分證據(jù)需要采取國家行動來減少12種POPs對人類健康和環(huán)境的風(fēng)險：殺蟲劑（艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑，DDT、七氯、氯丹，滅蟻靈、毒殺芬，六氯苯），工業(yè)化學(xué)品（多氯聯(lián)苯），非故意產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品（二噁英和苯并呋喃）。1996年，由三位美國學(xué)者科爾伯恩（Colburn）、杜邁洛斯基（Dumanoski）和邁爾斯（Myers）編著，美國副總統(tǒng)戈爾作序的《我們被偷走的未來》（OurStolenFuture），再一次為世人敲響了警鐘，引起了全世界對保護環(huán)境、對防治持續(xù)性有機污染物（POPs）污染的重視。43POPs的歷史1972年6月，美國環(huán)保署宣告DDT于農(nóng)業(yè)方面POPs的歷史1997年2月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）理事會通過了19/13C號決議，采納了IFCS的研究結(jié)論及推薦意見。1998年6月24日，美國、加拿大和歐洲32國在丹麥奧爾胡斯正式簽署了《關(guān)于長距離越境空氣污染物公約》下的《關(guān)于持久性有機污染物的議定書》，規(guī)定禁止或削減16種（類）POPs物質(zhì)的排放，并禁止和逐步淘汰某些含POPs產(chǎn)品的生產(chǎn)。除了UNEP提出的12種物質(zhì)之外，還有六溴聯(lián)苯、林丹/六六六、多環(huán)芳烴、五氯酚。2001年5月23日，來自127個國家，11個聯(lián)合國專門機構(gòu)，4個政府間組織，68個非政府組織的代表共600多人參加了在瑞典斯德哥爾摩舉行的代表大會，有110個國家簽署了大會最后報告，90個國家簽署了《關(guān)于持久性有機污染物（POPs）的斯德哥爾摩公約》（簡稱《斯德哥爾摩公約》），加拿大當(dāng)場批準了公約。經(jīng)國務(wù)院授權(quán)，我國國家環(huán)境保護總局祝光耀副局長代表中國政府簽署了大會最后報告和《斯德哥爾摩公約》。2004年5月17日，該公約正式生效，標(biāo)志著全球削減和淘汰POPs進入了實質(zhì)性的全面開展階段。44POPs的歷史1997年2月，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）理POPs的來源與種類殺蟲劑：艾氏劑

(aldrin)、氯丹

(chlordane)、滴滴涕

(DDT)、狄氏劑

(dieldrin)、異狄氏劑

(endrin)、七氯，六氯代苯

(HCB)、滅蟻靈

(mirex)、毒殺芬

(toxaphene)。工業(yè)化學(xué)品：多氯聯(lián)苯

(PCBs)

和六氯苯

(HCB)。生產(chǎn)中的副產(chǎn)品：二噁英

(PCDD)

和呋喃

(PDCF)。45POPs的來源與種類殺蟲劑：艾氏劑

(aldrin)、氯丹

POPs對人體的危害POPs可在一定條件下如光、微生物、物理化學(xué)等作用下而降解，但其污染與遷移的廣泛性、多樣性與嚴重性給POPs治理與消除帶來很大的困難。相反，人類無時無刻在廣泛接觸到來自于工業(yè)和環(huán)境的微量有機污染物。因此，POPs對人體的急、慢性毒作用和“三致”效應(yīng)不容忽視。

健康效應(yīng)46POPs對人體的危害健康效應(yīng)11生物富集作用三致作用：致畸；致癌47生物富集作用三致作用：致畸；致癌12某些POPs與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)二噁英：是20世紀含氯有機化學(xué)工業(yè)和含氯燃料的副產(chǎn)物，為氯代三環(huán)芳烴類化合物，種類多達210個。現(xiàn)代社會中，垃圾焚燒、紙漿氯漂白、PVC(聚氯乙烯)材料，以及汽車尾氣等已成為二噁英環(huán)境污染的新來源。是一種很強的多位點致癌物，動物實驗表明二噁英可誘發(fā)肝、肺、粘膜和皮膚內(nèi)癌癥；流行病學(xué)調(diào)查顯示二噁英與人群呼吸系統(tǒng)癌和乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展的有關(guān)。

48某些POPs與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)131999年，比利時、荷蘭、法國、德國相繼發(fā)生因二噁英污染導(dǎo)致畜禽類產(chǎn)品及乳制品含高濃度二噁英的事件。二噁英的主要污染源包括城市垃圾焚燒、含氯化學(xué)工業(yè)、食品包裝材料等，90%以上的人體二噁英接觸來源于食品。491999年，比利時、荷蘭、法國、德國相繼發(fā)生因二噁英2.有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯：有機氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)多為氯代多環(huán)芳香烴(PAHs)，是一類以聯(lián)苯為原料在金屬催化劑作用下，高溫氯化生成的氯代芳烴。根據(jù)氯原子取代數(shù)和取代位置的不同共有209種同類物。能夠干擾下丘腦-垂體-性腺軸功能，在女(雌)性表現(xiàn)為類雌激素樣作用，在男(雄)性表現(xiàn)為抗雄激素作用。屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，流行病學(xué)研究顯示這些POPs與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，但其確切的相關(guān)性和機制尚有侍進一步的研究證實。

502.有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯：有機氯農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)多為氯代多環(huán)多氯聯(lián)苯的來源和生態(tài)健康風(fēng)險1968年日本北部九州縣發(fā)生震驚世界的米糠油事件，1600人因誤食被PCBs污染的米糠油而中毒，22人死亡。1979年中國臺灣省也重演了類似的悲劇

PCBs具有良好的化學(xué)惰性、抗熱性、不可燃性、低蒸氣壓和高介電常數(shù)等優(yōu)點，因此曾被作為熱交換劑、潤滑劑、變壓器和電容器內(nèi)的絕緣介質(zhì)、增塑劑、石蠟擴充劑、黏合劑、有機稀釋劑、除塵劑、殺蟲劑、切割油、壓敏復(fù)寫紙以及阻燃劑等重要的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工和印刷等領(lǐng)域。1977年后各國陸續(xù)停產(chǎn)51多氯聯(lián)苯的來源和生態(tài)健康風(fēng)險1968年日本北部九州縣發(fā)生震驚3.多環(huán)芳烴(PAHs)：指兩個以上的苯環(huán)連在一起的化合物。根據(jù)苯環(huán)的連接方式分為聯(lián)苯類、多苯代脂肪烴和稠環(huán)芳香烴三類。被WHO確認為第一類致癌物，特別是對BaP及其代謝產(chǎn)物BPDE的研究已涉及到多種癌基因和抑癌基因加合物及其作用位點；流行病學(xué)調(diào)查顯示PAHs與肺癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。523.多環(huán)芳烴(PAHs)：指兩個以上的苯環(huán)連在一起的化合物石油類污染物石油已成為人類最主要的能源之一，大量的石油及其加工品進入環(huán)境，造成環(huán)境的石油污染，給人類乃至整個生物圈帶來危害，從而成為世界性的環(huán)境問題。合成洗滌劑合成纖維合成橡膠醫(yī)藥化肥炸藥油漆石油化工53石油類污染物石油已成為人類最主要的能源之一，大量的石油及其加石油及其制品原油：未經(jīng)加工的石油。是一種粘稠的黑色或深棕色液體，天然存在于地下或海底，有刺鼻的氣味，主要是氫和碳原子結(jié)合成鏈的化合物。它們是2億年前海洋動植物殘骸腐爛而形成的，其化學(xué)組成和物理性質(zhì)隨產(chǎn)地不同而異。原油常壓蒸餾輕質(zhì)油汽油(C5-C11)煤油(C10-C16)柴油(C15-C18)重質(zhì)油減壓蒸餾石油氣(C1-C4)柴油瀝青燃料油石蠟潤滑油54石油及其制品原油：未經(jīng)加工的石油。是一種粘稠的黑色或深棕色液海洋石油污染據(jù)實測，每滴石油在水面上能夠形成0.25m2的油膜，每噸石油可能覆蓋5×106m2的水面。據(jù)統(tǒng)計，1升石油完全氧化達到無害程度，大約需要40萬升的溶解氧。水中含油0.1～0.01ml/L時就會對魚類及水生生物產(chǎn)生有害影響。55海洋石油污染據(jù)實測，每滴石油在水面上能夠形成0.25m2的海洋石油污染的危害對海洋生物資源的危害：石油粘住海鳥的羽毛，降低其隔熱能力，浮力和保溫能力，常造成海鳥的大量死亡；毒物的富集作用危害人類健康，可能改變或破壞海洋環(huán)境中正常的生態(tài)對海濱環(huán)境和海岸設(shè)施的影響：惡化海岸的自然環(huán)境，海岸植物因石油污染而枯死，可能導(dǎo)致海岸的侵蝕，浮油凝成一片，遇火即燃，對船舶和海岸設(shè)施都會造成慘重損失其它影響：阻礙海水的蒸發(fā)以及大氣和海洋的熱交換，改變海面的反射率和進入海洋表層的日光輻射量，對局部的水文氣象可能產(chǎn)生一定影響，可能導(dǎo)致局部氣溫變化56海洋石油污染的危害對海洋生物資源的危害：石水體污染物來源生活污水排放農(nóng)畜牧漁業(yè)生產(chǎn)地表徑流固體廢棄物氮、磷污染負源分析肥料施用大氣污染沉降57水體污染物來源生活污水排放農(nóng)畜牧漁業(yè)生產(chǎn)地表徑流固體廢棄物氮墨西哥灣漏油事故英國石油公司(BP)在墨西哥灣租用的“深水地平線”鉆井平臺在2010年4月20日發(fā)生爆炸以來，大量原油流入墨西哥灣，至7月15日宣布完全控制漏油……一場漏油事故，近乎中斷了美國開發(fā)近海石油的國策；一場漏油事故，近乎使出事海域的各類生物遭遇“滅頂之災(zāi)”；一場漏油事故，近乎毀了美國南部海岸的整個漁業(yè)及漁民生計。58墨西哥灣漏油事故英國石油公司(BP)在墨西哥灣租用的“深水地事故概況事發(fā)：4月20日，美國石油鉆井平臺起火爆炸致7人重傷11人死亡。漏油：鉆井平臺爆炸沉沒約兩天，受損油井開始漏油。惡化：鉆井平臺漏油每天5000桶，5倍于先前估計數(shù)量。應(yīng)對：水下機器人啟動止漏未能成功.升級：美國宣布把漏油危機列為國家級災(zāi)害，美軍參與救災(zāi)。

59事故概況事發(fā)：4月20日，美國石油鉆井平臺起火爆炸致7人重事故后果……生態(tài)災(zāi)難：珍稀動物瀕臨滅絕油污持續(xù)擴大

墨西哥灣原油泄漏事件，成美國歷史上最嚴重的原油泄漏事故。在受污染海域的656類物種中，已造成大約28萬只海鳥，數(shù)千只海獺、斑海豹、白頭海雕等動物死亡。將有10種動物面臨生存威脅，3種珍稀動物面臨滅頂之災(zāi)。海洋學(xué)家預(yù)測海底油污將隨墨西哥灣強洋流抵達佛羅里達群島、邁阿密及古巴。經(jīng)濟損失：禁漁區(qū)擴大并發(fā)生連鎖反應(yīng)

墨西哥灣浮油導(dǎo)致的海洋生物死亡以及水面情況變化也將嚴重打擊受影響地區(qū)的漁業(yè)、旅游業(yè)和航運業(yè)，使該地區(qū)經(jīng)濟雪上加霜。受到波及的不僅僅只有漁民，從批發(fā)零售商到加工工場，整個海產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈都將發(fā)生連鎖反應(yīng)，并嚴重影響消費和收入，由此帶來間接損失將是巨大的。60事故后果……生態(tài)災(zāi)難：珍稀動物瀕臨滅絕油污持續(xù)擴大

墨事故后果……政治危機：近海采油暫停救災(zāi)不力政府被批

很多環(huán)保組織和沿海各州的民主黨人甚至將這次事故作為阻止任何新增開采沿海油田的理由，并指出近海油田開采具有極大的風(fēng)險性，奧巴馬不得不暫停擴大近海采油的計劃。另外，受到質(zhì)疑最多的就是政府的救助反映，對奧巴馬政府批評聲繼續(xù)增大。

英國BP：遭抵制可能被罰傾家蕩產(chǎn)

因為漏油事件招致多方不滿，英國石油公司面對的問題越來越多，有美國民眾在網(wǎng)上發(fā)起“聯(lián)合抵制英國石油公司”活動，響應(yīng)者多達數(shù)萬人。美國國會已召集相關(guān)企業(yè)CEO接受懲處。對BP因原油泄漏造成經(jīng)濟危害的賠償責(zé)任上限的討論仍未定，賠償金額可能在7500萬美元到100億美元之間。

61事故后果……政治危機：近海采油暫停救災(zāi)不力政府被批

很水環(huán)境修復(fù)原理與技術(shù)水環(huán)境修復(fù)：利用物理的、化學(xué)的、生物的和生態(tài)的方法減少環(huán)境中有毒有害物質(zhì)濃度或使其完全無害化，使污染了的水環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過程。物理方法：疏浚底泥、機械除藻、引水沖淤等化學(xué)方法：化學(xué)殺藻、化學(xué)沉淀等生物修復(fù)：微生物修復(fù)、生物操縱等生態(tài)修復(fù)：氧化塘、人工濕地、人工浮床等62水環(huán)境修復(fù)原理與技術(shù)水環(huán)境修復(fù)：利用物理的、化學(xué)的、生物的和物理方法沖刷/稀釋：采用引水沖污稀釋污染水體，增加流域水資源量，加快污染水體流動，加強水體自凈功能，提高水環(huán)