新興污染物課件

1新興污染物PPCPs的概念最早由Daughton于1999年提出，涵蓋所有人用與獸用的醫(yī)藥品(包括處方類和非處方類藥物以及生物制劑)、診斷劑、保健品，廖香、化妝品、遮光劑、消毒劑和其它在PPCPs生產(chǎn)制造中添加的組分如賦形劑、防腐劑等。目前大約有4500種醫(yī)藥品廣泛用于人類或動物的疾病預(yù)防與治療等領(lǐng)域，例如抗生素、止痛劑、抗癲癰藥物、降血壓、降脂劑、抗癌劑、抗抑郁藥等。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)藥品的銷售和使用量也在逐年增加。美國從2000年到2006年，醫(yī)藥品年銷售增長率達到了8.5%，接近其人口年增長率(1.2%)的7倍。而全球個人護理品的年生產(chǎn)超過1x106噸，如德國早在1993年的產(chǎn)量即大于553000噸。但盡管PPCPs產(chǎn)量巨大，但到目前為止，對其認識還十分有限。2新興污染物藥品及個人護理品（PPCPs）的污染來源人體或動物用藥是PPCPs最主要的來源。醫(yī)藥品經(jīng)人體或動物攝入后，只有少部分發(fā)生代謝，大部分以原形最終通過尿液或糞便進入污水中;個人護理品則伴隨沐浴、游泳等活動進入排污管后匯入生活污水;此外，一些不用和過期的藥物則通過廁所丟棄等方式最終也會匯入到城市生活污水中。3PPCPs制造業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境排放也不容忽視。因為缺乏先進快捷的監(jiān)測手段和嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過程中的大量PPCPs伴隨著廢水、廢渣等排入環(huán)境中。尤其是發(fā)展中國家，承擔(dān)著世界上大多數(shù)PPCPs或其原料的生產(chǎn)，如2003年中國青霉素和土霉素的產(chǎn)量分別占到世界總產(chǎn)量的60%和65%，而強力霉素和頭抱菌素等抗生素的產(chǎn)量均排在世界第一位。新興污染物PPCPS特性不同于傳統(tǒng)持久性有機污染物(POPS)“難降解”“生物積累”和“全球循環(huán)”的特性，大多數(shù)PPCPs的極性強、易溶于水以及較弱的揮發(fā)性阻止了它像POPS一樣“全球蒸發(fā)”行為的發(fā)生，因而意味著PPCPs在環(huán)境中的分布將主要通過水相傳遞和食物鏈擴散。4盡管PPCP的半衰期短，濃度低，然而人類活動連續(xù)的輸入使環(huán)境中PPCPs呈現(xiàn)出一種“持續(xù)存在”的狀態(tài)。因此科學(xué)家們將該類物質(zhì)稱為“虛擬持久性化學(xué)物質(zhì)”。新興污染物藥品及個人護理品（PPCPs）的生物毒性1）對微生物的生態(tài)毒性例如四環(huán)素對微藻的危害主要體現(xiàn)在抑制蛋白質(zhì)合成和葉綠體的生成最終造成對微藻生長的抑制。葉綠素含量減少會導(dǎo)致藻細胞的光和作用能力下降，減弱新陳代謝強度，從而使細胞的繁殖能力下降。土壤中殘留的抗生素類藥物也會給土壤微生物的多樣性有影響，但對不同種類微生物產(chǎn)生的影響大小有差異，影響順序一般為細菌＞放線菌＞真菌。盡管PPCPs是為了促進人體或動物的某特定生理反應(yīng)而設(shè)計，但是人們對PPCPs的環(huán)境影響，尤其是直接暴露于PPCPs的水生生物的潛在影響卻所知甚少。PPCPs的生態(tài)和健康危害方面目前最關(guān)注的是抗生素和固醇類激素兩大類物質(zhì)。前者主要引起微生物的選擇壓力和抗藥病原菌的選擇性存活，后者則主要通過干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)最后影響生物的發(fā)育和繁殖。類似于內(nèi)分泌干擾物。5新興污染物2）PPCPs對植物的生態(tài)毒性

多項研究表明，抗生素可通過抑制葉綠體及酶的活性，從而對植物生長產(chǎn)生抑制作用，影響植物發(fā)芽率及根伸長，這可能與抗生素在植物根部的蓄積有關(guān)。63）PPCPs對動物及人類的生態(tài)毒性目前針對PPCPs對不同類型動物的生態(tài)毒理學(xué)研究較為普遍。Sanderson等（2004）采用QSARs和現(xiàn)有的水生生態(tài)毒理學(xué)實驗數(shù)據(jù)，對226種抗生素的生態(tài)毒性進行了評價，結(jié)果表明：16%的抗生素對大型蚤具有劇毒性，44%為具有危害性，幾乎1/3的抗生素對魚類具有毒性，大于50%的抗生素對魚類有毒害作用。新興污染物PPCPs在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化大部分PPCPs極性強、難揮發(fā)，從而阻止了它們從水體環(huán)境的逃逸，因而水環(huán)境成為PPCPs類物質(zhì)一個主要的儲存“庫”。隨著PPCPs長期源源不斷地輸入，水生生物將會遭受PPCPs類物質(zhì)的永久性暴露，部分具有生物積累性的物質(zhì)還可能通過食物鏈傳遞。與此同時，地表水體和土壤、沉積物中的PPCPs還有可能通過滲透作用與徑流進入地下水，進而威脅到人類的飲用水環(huán)境。7新興污染物PPCPs的種類繁多、濃度低、理化性質(zhì)各異，而環(huán)境介質(zhì)又十分復(fù)雜，建立高靈敏、高特異性多組分同步分析方法成為PPCPs研究領(lǐng)域的一個關(guān)鍵。初期90年代-衍生后的氣象色譜法（GC）目前-高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS）、飛行時間質(zhì)譜(TOF-MS)等PPCPs研究方法8新興污染物PPCPS治理研究現(xiàn)狀Diaz-Cruz等總結(jié)了PPCP在STP中的基本變化規(guī)律:去除效率取決于物質(zhì)本身的性質(zhì)、環(huán)境條件和STP的具體工藝過程，部分物質(zhì)受到季節(jié)變換的影響。9新興污染物PPCPS研究展望（1）在儀器檢測方面，需要開發(fā)更有效的樣品純化技術(shù)和更具有特異性的儀器檢測方法如LC-MS/MS和Q-TOF-MIS技術(shù)。（2）加強質(zhì)量控制（3）各個國家間建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫（4）逐步完善針對不同種類PPCPs的毒性評價方法，加強PPCPs的風(fēng)險評價方法研究。（5）在今后幾年加強我國PPCPs的基礎(chǔ)研究。10新興污染物內(nèi)分泌干擾物內(nèi)分泌干擾物（EDCs),也稱為環(huán)境激素，指環(huán)境中存在的能干擾人類或動物內(nèi)分泌系統(tǒng)諸環(huán)節(jié)并導(dǎo)致異常效應(yīng)的物質(zhì)，是一種外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)。它們通過攝入、積累等各種途徑，并不直接作為有毒物質(zhì)給生物體帶來異常影響，而是類似雌激素對生物體起作用，即使數(shù)量極少，也能讓生物體的內(nèi)分泌失衡，出現(xiàn)種種異?，F(xiàn)象。11新興污染物種類和分布內(nèi)分泌干擾物多為有機污染物，及重金屬物質(zhì)。我們使用的農(nóng)藥大約70%-80%屬于內(nèi)分泌干擾物；我們所使用的塑料，其中大部分的穩(wěn)定劑和增塑劑也屬于內(nèi)分泌干擾物；日常人們所食用的肉類、飲料、罐頭等食品中也都含有內(nèi)分泌干擾物。一些有機化合物如烷基酚（AP）、烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、雙酚A、鄰苯二甲酸酯（PAE）、多氯聯(lián)苯類（PCB）、農(nóng)藥（如有機氯農(nóng)藥）等都是內(nèi)分泌干擾物。內(nèi)分泌干擾物廣泛存在于大氣、水體和土壤等環(huán)境介質(zhì)中，分布在地球圈，世界各地都能覓到其蹤跡。上世紀(jì)90年代初，在喜馬拉雅山的雪域里檢測到DDT，在海洋、湖泊的匯集地區(qū)及熱帶雨林都發(fā)現(xiàn)環(huán)境激素對生物的危害。越是人類社會發(fā)達的地區(qū)，化工產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品的利用率越高，危害程度越嚴(yán)重。日本環(huán)境廳1997年對境內(nèi)107條河流進行了調(diào)查，其中74條河流含環(huán)境激素，占68%。在大部分河流中能檢測到已經(jīng)禁止使用25年的DDT。12新興污染物特性內(nèi)分泌干擾物化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，又不易生物降解，具有很高的環(huán)境滯留性。無論存在于空氣、水還是土壤中，都能強烈地吸附于顆粒上，借助于食物鏈不斷富集，對生態(tài)環(huán)境造成危害。內(nèi)分泌干擾物具有高親脂性或脂溶性。通過食物鏈富集于動物和人類的脂肪和乳汁中，并可通過胎盤傳遞到胎兒或通過母乳傳遞到嬰兒。13日本厚生省在1998年8月的一份報告中指出，在日本婦女乳汁中發(fā)現(xiàn)環(huán)境激素含量甚高，是嬰兒可容許最高吸收量的26倍。新興污染物危害內(nèi)分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)是機體的三大信號傳遞系統(tǒng)，在調(diào)節(jié)機體各種功能、維持內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定中起著重要作用。激素是內(nèi)分泌腺的天然產(chǎn)物，在血中以很低濃度傳遞，與靶細胞受體結(jié)合，發(fā)揮對機體功能的調(diào)節(jié)作用。因此具有干擾內(nèi)分泌功能的環(huán)境污染物，在比引起中毒或其它器官損害低得多的水平，即可產(chǎn)生危害。內(nèi)分泌干擾物的作用機制具有的一些相同性質(zhì)：通過識別天然激素的結(jié)合位點模擬其作用；通過阻斷天然激素的生理作用位點來抑制或拮抗其作用；直接或間接與相關(guān)的激素發(fā)生反應(yīng)；改變激素的天然合成方式；改變激素受體的數(shù)量水平。14新興污染物影響歸納：

內(nèi)分泌干擾物對胚胎、胎兒和新生幼體的影響與其對成體的影響可以完全不同；內(nèi)分泌干擾物產(chǎn)生的效應(yīng)，常常出現(xiàn)在下一代身上，而不是表現(xiàn)在直接受污染的這一代身上；對處于發(fā)育中的生物體來說，內(nèi)分泌干擾物的作用時機是決定性的；雖然受到內(nèi)分泌干擾物的關(guān)鍵性污染發(fā)生在胚胎發(fā)育期，但明顯的效應(yīng)可能要到成年后才會表現(xiàn)出來。內(nèi)分泌干擾物影響體內(nèi)激素的合成、分泌、傳遞、結(jié)合、啟動以及消除等環(huán)節(jié)，從而對個體的生殖、發(fā)育以及行為產(chǎn)生多方面的影響。但總之這類物質(zhì)會導(dǎo)致動物體和人體生殖器障礙、行為異常、生殖能力下降、幼體死亡、甚至滅絕。15新興污染物

近年來，溴代阻燃劑在世界范圍逐步禁用，作為其主要替代產(chǎn)品的有機磷酸酯類阻燃劑的生產(chǎn)與使用均有大幅度增長。因此，有機磷酸酯類物質(zhì)也被引入環(huán)境中，由此所引起的環(huán)境問題逐步引起了環(huán)境科學(xué)工作者的關(guān)注，成為新型有機污染物研究的又一個熱點。有機磷阻燃劑(OPEs)16新興污染物

磷是一種易于形成化合物的元素，P-O-C鍵或P-C鍵具有很好的穩(wěn)定性，有機磷類物質(zhì)的種類繁多，易于制備。另外，磷可與多種金屬形成結(jié)構(gòu)性能各異的磷酸酯(鹽)。磷酸酯系阻燃劑具有阻燃效果持久，與聚合物基材相容性好，耐水、耐候、耐熱以及耐遷移等特點，是一類很有潛力的阻燃劑。

根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)的不同，磷系阻燃劑又分為無機和有機磷阻燃劑。有機磷阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯和磷鹽。其中，磷酸酯系列資源豐富，品種很多，價格較廉，用途廣泛，是阻燃劑的主要系列。OPEs的特性17新興污染物OPEs的分類1、烷基磷酸酯18新興污染物2、縮合型磷酸酯

3、苯基類磷酸酯19新興污染物4、籠型及螺環(huán)型磷酸酯

5、環(huán)狀磷酸酯20新興污染物OPEs的毒性O(shè)PEs對生物及人體產(chǎn)生危害。動物試驗表明，烷基磷酸酯和芳基磷酸酯具有較強的生物效應(yīng);人體長期暴露于芳基磷酸酯，出現(xiàn)單核細胞數(shù)目下降的癥狀。OPEs(如TPhP,TCEP,TCPP,TDCP)對受試小鼠表現(xiàn)出強烈的溶血效應(yīng)(如分解血紅細胞)，并影響其內(nèi)分泌、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖功能，而對人類也表現(xiàn)出溶血作用、潛在致癌作用、神經(jīng)毒性和生殖毒性效應(yīng)。21新興污染物OPEs的環(huán)境分布水體與底泥中OPEs目前，OPEs已經(jīng)是污水中的常見污染物，普遍認為WWTPs出水是地表水OPEs的主要來源。在沒有明顯污染源的農(nóng)業(yè)地區(qū)，地表水中磷酸三甲苯酯(tricresylphosphateTCrP)的污染主要源于覆蓋溫室大棚的塑料薄膜。垃圾滲濾液中的OPEs是地下水甚至海水中OPEs的主要污染源。氣體與顆粒物中OPEs由于OPEs廣泛添加到建筑、家裝材料以及電子設(shè)備中，因此在辦公室、臥室甚至私家車等密閉環(huán)境中都檢出了較高濃度的OPEs。研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)環(huán)境OPEs濃度是室外環(huán)境OPEs的幾百倍。各科裝飾材料與塑料制品是室內(nèi)OPEs的主要來源并造成室內(nèi)灰塵中含高濃度的OPEs。22新興污染物人體中的OPEs

作為溴代阻燃劑的主要替代物，OPEs在世界范圍內(nèi)得到了大量的應(yīng)用，且已經(jīng)廣泛地分布于各種環(huán)境介質(zhì)中，因此需要考察OPEs對人體的暴露影響及其潛在健康效應(yīng)。雖然有關(guān)生物體內(nèi)OPEs的來源尚無明確結(jié)論，但普遍認為除食物攝入和吸入含OPEs的氣溶膠外，OPEs還可以通過表皮的吸附、吸收進入生物體內(nèi)。2009年Schindler等建立了SPE-GC-MS測定人體尿液中痕量OPEs及其代謝物的方法，并首次在德國人的尿液樣品中檢出了OPEs的代謝物，證明了人體對OPEs的代謝能力。盡管已經(jīng)建立了多種測定人體血液中OPEs的方法，并且報道在人體血液樣品中檢測到了OPEs，但由于保存血樣的塑料容器有可能造成OPE、污染血液中OPE、來源仍無法確認。因此，至今仍沒有文獻確認在人體血液中存在OPEs。23新興污染物治理方法24物理方法：吸附、萃取、氣提、吹脫、絮凝、沉淀等化學(xué)方法：化學(xué)氧化法（電催化氧化法、芬頓氧化法、濕式氧化法）化學(xué)還原法水解法新興污染物簡介咖啡因（又稱咖啡堿、茶素），1820年由林格最初從咖啡豆中提取得到，其后在茶葉，冬青茶中亦有發(fā)現(xiàn)；1895～1899年由易·費斯歇及其學(xué)生首先完成合成過程。工業(yè)生產(chǎn)上，我國在1950年從茶葉中提取，1958年采用合成法生產(chǎn)。

咖啡因25新興污染物咖啡因具有刺激心臟、興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用，因此可用作中樞神經(jīng)興奮藥。它也是復(fù)方阿司匹林（APC）等藥物的組分之一。

咖啡因為嘌呤的衍生物，其化學(xué)名稱為1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤

。咖啡因嘌呤26新興污染物咖啡因特性TEXTTEXT藥理作用及特點合成路線危害性狀與穩(wěn)定性27新興污染物藥理作用及特點咖啡因能興奮大腦皮質(zhì)，高劑量時能興奮延髓呼吸和心血管中樞咖啡因能促進內(nèi)源性兒茶酚胺的合成和釋放，具有正性心血管作用，使心率增快、血壓升高咖啡因可刺激垂體-腎上腺皮質(zhì)軸引起促腎上腺皮質(zhì)激素和皮質(zhì)類固醇合成釋放增加，導(dǎo)致胰島素敏感性下降，血糖升高咖啡因具有增強體外骨骼肌收縮性的作用咖啡因與非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥合用能增強它們的鎮(zhèn)痛作用28新興污染物咖啡因易溶于氯仿（12.5%），水（2%）及乙醇（2%）等。含結(jié)晶水的咖啡因為無色針狀晶體，在100℃時即失去結(jié)晶水，并開始升華，在120℃升華顯著，178℃升華很快。返回29新興污染物CompanyLogo30新興污染物CompanyLogo對人類危害1小劑量時一般未見不良反應(yīng)，易感者可能出現(xiàn)輕度惡心、頭痛或失眠。長期習(xí)慣性地過多服用，可出現(xiàn)嘔吐、頭痛、緊張、激動和焦慮。2大量飲用含咖啡因(茶、咖啡或可樂類)的飲料，可引起頭痛、焦躁、過度興奮、肌肉震顫、耳鳴、心悸，甚至肌肉抽搐、驚厥，但罕見致死性中毒。3成人致死量一般為10g，其時血藥濃度為60～160μg/ml，尿內(nèi)出現(xiàn)管型或紅細胞，有死于肝性腦病的報道。1增加胃酸分泌，加重胃潰瘍；孕婦大量攝入可引起流產(chǎn)、早產(chǎn)。31新興污染物對人類而言，咖啡因是安全的，但咖啡因?qū)δ承﹦游锒源_是有毒的例如狗，馬和鸚鵡等，因為這些動物肝臟的分解咖啡因的能力比人類弱很多?？Х纫?qū)χ┲胗酗@著的影響，遠遠高于其他藥物。32新興污染物毒品根據(jù)《中華人民共和國刑法》第357條規(guī)定，毒品是指鴉片、海洛因、甲基苯丙胺（冰毒）、嗎啡、大麻、可卡因以及國家規(guī)定管制的其他能夠使人形成癮癖的麻醉藥品和精神藥品。這里的藥物一詞是個廣義的概念，主要指吸毒者濫用的鴉片、海洛因、冰毒等，還包括具有依賴性的天然植物、煙、酒和溶劑等，與醫(yī)療用藥物是不同的念概33新興污染物分