內(nèi)分泌干擾物

內(nèi)分泌干擾(gānrǎo)物概述2010-10-24環(huán)境科學(xué)與工程第一頁，共二十五頁。編輯課件目錄(mùlù)定義(dìngyì)、種類及來源1分類(fēnlèi)2特性及分布3危害4352控制措施6去除處理第二頁，共二十五頁。編輯課件定義(dìngyì)內(nèi)分泌干擾物((EndocrineDisruptingChemicals,即EDCs),也稱為環(huán)境激素（EnvironmentalHormone），是一種外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，指環(huán)境中存在的能干擾人類或動(dòng)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)，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)種種異常現(xiàn)象。這類物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物體和人體生殖器障礙(zhàngài)、行為異常、生殖能力下降、幼體死亡、甚至滅絕。第三頁，共二十五頁。編輯課件種類(zhǒnglèi)內(nèi)分泌干擾物多為有機(jī)污染物，及重金屬物質(zhì)。我們使用的農(nóng)藥(nóngyào)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。常見的內(nèi)分泌干擾物包括有機(jī)錫、二乙基人造雌性激素、多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)、六溴環(huán)十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)、二惡英(dioxin)、雙酚A（BisphenolA）與其衍生物、多氯聯(lián)苯（Polychlorinatedbiphenyls，PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、壬基酚(Nonylphenol，NP)等，另外有研究指出環(huán)境污染物中的鎘(Cd)、鉛(Pb)和汞(Hg)等重金屬產(chǎn)物亦為可疑的內(nèi)分泌干擾物。第四頁，共二十五頁。編輯課件分類(fēnlèi)內(nèi)分泌干擾物的分類通常根據(jù)其干擾內(nèi)分泌功能來劃分，如雌激素干擾物、雄激素干擾物、甲狀腺素干擾物、糖皮質(zhì)激素干擾物、胰島素干擾物、腎上腺皮質(zhì)激素干擾物、生長激素干擾物、植物雌激素等。這樣的分類，對同一化學(xué)物可能會(huì)重復(fù)(chóngfù)出現(xiàn)，如PCBs既可能具有雌激素效應(yīng)又具有干擾甲狀腺素的效應(yīng)。如果以化學(xué)結(jié)構(gòu)體系和對機(jī)體損傷效應(yīng)終點(diǎn)來劃分，不僅會(huì)遇到“重復(fù)”，更會(huì)失去干擾內(nèi)分泌效應(yīng)的特征。1997年美國環(huán)保局根據(jù)動(dòng)植物生態(tài)、人群流行病學(xué)調(diào)查和體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，將人和動(dòng)物內(nèi)分泌干擾相關(guān)化學(xué)物劃分為已確認(rèn)的EDCs、可能的EDCs和可疑的EDCs3類。但這樣做明顯地受到時(shí)間限制，不可能包括新確定的(如糖皮質(zhì)激素干擾物砷）和由于資料的完善而出現(xiàn)的類別更動(dòng)。第五頁，共二十五頁。編輯課件特性(tèxìng)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(qiáng)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(dòng)物和人類的脂肪和乳汁中，并可通過胎盤傳遞到胎兒(tāiér)或通過母乳傳遞到嬰兒。日本厚生省在1998年8月的一份報(bào)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。第六頁，共二十五頁。編輯課件分布(fēnbù)內(nèi)分泌干擾物廣泛存在于大氣(dàqì)、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(huì)發(fā)達(dá)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(jìn)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。第七頁，共二十五頁。編輯課件危害(wēihài)內(nèi)分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)是機(jī)體的三大(sāndà)信號傳遞系統(tǒng)，在調(diào)節(jié)機(jī)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(xì)胞受體結(jié)合，發(fā)揮對機(jī)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(jī)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(diǎn)模擬其作用；通過阻斷天然激素的生理作用位點(diǎn)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。第八頁，共二十五頁。編輯課件不同的生物種類或不同的內(nèi)分泌干擾物所產(chǎn)生的影響不一樣，但可以歸納為以下4點(diǎn)：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(bùshi)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(shí)機(jī)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(huì)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(dòng)以及消除等環(huán)節(jié)，從而對個(gè)體的生殖、發(fā)育以及行為產(chǎn)生多方面的影響。第九頁，共二十五頁。編輯課件對野生動(dòng)物的影響(yǐngxiǎng)內(nèi)分泌干擾物是大多野生動(dòng)物瀕危的主要原因。野生動(dòng)物最早出現(xiàn)“陰盛陽衰”現(xiàn)象，動(dòng)物世界已處于雄性退化、乃至滅絕的危機(jī)之中。上世紀(jì)60年代中期，發(fā)現(xiàn)美國80%的白頭雕類失去生育能力。70年代在加拿大出現(xiàn)大量畸形的海鷗，在非洲發(fā)現(xiàn)睪丸滯留在腹腔的雄豹。80年代美國佛羅里達(dá)洲發(fā)現(xiàn)鱷魚孵化率大大下降，幸存的鱷魚陰莖短小，生殖能力低下，一些魚類的生殖器始終不能發(fā)育，還有一些魚類完全不能繁殖，雌雄同體率增高。許多證據(jù)表明：鳥類和魚類出現(xiàn)甲狀腺功能障礙；鳥類、魚類、水生甲殼類動(dòng)物和哺乳類的生殖能力銳減；鳥類、魚類和龜鱉類卵的孵化率下降或孵化后出現(xiàn)嚴(yán)重的畸形和殘疾；鳥類行為異常(yìcháng)；鳥類、魚類和哺乳類里有雄性雌性化或雌性雄性化傾向；鳥類和哺乳類的自身免疫系統(tǒng)遭到損害等。第十頁，共二十五頁。編輯課件對人類生殖系統(tǒng)(shēnɡzhíxìtǒnɡ)的影響引起男性生殖能力下降近50年來，全球范圍內(nèi)人類精子數(shù)量正在不斷下降，精液量不斷減少。有報(bào)告表明出生時(shí)間和精子數(shù)目存在明顯的負(fù)相關(guān)：出生年度越遲，平均精子數(shù)目越少，畸形精子的比例明顯上升。除精子數(shù)下降、精液量減少外，精子正常形態(tài)率、活動(dòng)率都呈明顯下降趨勢。這種急劇的變化不可能是由于遺傳因素引起的，毫無疑問(háowúyíwèn)與環(huán)境因素有關(guān)。第十一頁，共二十五頁。編輯課件男子女性化程度加劇男性體內(nèi)雌激素的增加，意味著一定程度的女性化，雌激素對男性而言是“滅頂之災(zāi)”。日本厚生省在對中小學(xué)生體檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)男孩的肌肉張力、握力、爆發(fā)力、耐久力均呈下降趨勢，體能、體質(zhì)今非昔比，呈女性化趨勢。更令人擔(dān)憂的是，科學(xué)家還沒有找到有效的辦法(bànfǎ)來解決男子女性化和人體內(nèi)雌激素過量問題。從對不同動(dòng)物，包括兩棲類、鳥類、嚙齒類、犬、牛、羊、恒河猴等的觀察發(fā)現(xiàn)，雄激素或高濃度的雌激素都可以導(dǎo)致這些動(dòng)物的雌性在行為上的雄性化，并減少其雌性行為。第十二頁，共二十五頁。編輯課件其它生殖系統(tǒng)問題內(nèi)分泌干擾物和婦女的許多生殖問題有聯(lián)系，包括流產(chǎn)、子宮外孕、月經(jīng)失調(diào)、子宮內(nèi)膜增生、子宮內(nèi)膜異位等生殖系統(tǒng)病變。由于內(nèi)分泌干擾物的過量攝取(shèqǔ)，引起女性的性早熟：美國48.3%的黑人女孩、14.7%的白人女孩在8歲以前就有月經(jīng)初潮。許多資料表明：內(nèi)分泌干擾物可引起睪丸發(fā)育中斷、永久性性功能障礙、隱睪、睪丸癌、陰莖發(fā)育不全、尿道下裂等。第十三頁，共二十五頁。編輯課件對發(fā)育(fāyù)的影響在生物體發(fā)育的過程中，激素具有極其重要的作用，而在子宮內(nèi)發(fā)育的哺乳動(dòng)物對出生前母體內(nèi)激素水平的微小變化具有極其敏感的反應(yīng)能力。出生前對細(xì)胞、器官、腦乃至行為進(jìn)行永久性編輯的是激素，激素在許多方面為個(gè)體的未來制定了方向。發(fā)育過程中出現(xiàn)的任何內(nèi)分泌系統(tǒng)的紊亂，都可能改變正常(zhèngcháng)發(fā)育，而且發(fā)生的變化是典型的不可逆過程。環(huán)境中通常的激素干擾物的水平不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡或傷害DNA，這些化合物攻擊的目標(biāo)是體內(nèi)通訊系統(tǒng)中奔走不停的化學(xué)信息—激素。由于激素信息控制著包括從性分化到腦組織形成等許多重要的發(fā)育過程，在出生前和出生后的早期階段激素干擾化合物具有特別的危險(xiǎn)性。對成人不產(chǎn)生危害的低濃度污染物，對胚胎卻可產(chǎn)生致命的影響。激素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的濃度極其微量，例如雌二醇—激素效果最顯著的雌激素，用10-6

或10-9已經(jīng)沒有太大的意義，通常用的10-12。因此，激素水平的微小波動(dòng)對生物有機(jī)體也可能帶來災(zāi)難性后果。正常水平的雌激素會(huì)促進(jìn)發(fā)育，但當(dāng)其過量時(shí)，就會(huì)引起體內(nèi)大混亂。第十四頁，共二十五頁。編輯課件對神經(jīng)(shénjīng)行為的影響化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)的富集，在導(dǎo)致明顯的身體疾患和畸形之前，就可能引起人類學(xué)習(xí)能力和行為的重大變化。胚胎期和出生后兩年是腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的重要時(shí)期，在這一時(shí)期如果甲狀腺素的水平異常，發(fā)育過程就會(huì)出現(xiàn)障礙而導(dǎo)致永久性的損害，包括精神癡呆、不太明顯的行為異常、注意力分散、學(xué)習(xí)能力下降、多動(dòng)癥。PVB類化學(xué)物質(zhì)可通過干擾甲狀腺素而影響腦的發(fā)育，由甲狀腺素異常導(dǎo)致的危害取決于激素干擾的時(shí)機(jī)和干擾的程度。極低水平—低到通常不認(rèn)為是有毒的水平—的PCB或二惡英類化合物就可能改變母親和胎兒的甲狀腺功能，由此進(jìn)一步導(dǎo)致胎兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育障礙。在己烯雌酚與人類行為的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，己烯雌酚可影響個(gè)體的性行為取向，受到污染(wūrǎn)的女性有24%具有同性戀傾向。第十五頁，共二十五頁。編輯課件對免疫系統(tǒng)的影響(yǐngxiǎng)上世紀(jì)80年代后期，在海洋動(dòng)物里發(fā)生了一連串的疫病，成千上萬的海豹、海豚和鼠海豚遇害。對死亡動(dòng)物的解剖發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)物的免疫系統(tǒng)都很脆弱，體內(nèi)都含有高濃度的諸如PCB類的合成化學(xué)物質(zhì)，所有這些物質(zhì)都是免疫反應(yīng)(fǎnyìng)的抑制劑。海洋動(dòng)物大量死亡的原因可能是由于污染物質(zhì)抑制了免疫系統(tǒng)。和生殖系統(tǒng)一樣，在出生前的發(fā)育階段，免疫系統(tǒng)也容易受到環(huán)境激素的影響。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提示：食用含有二惡英的青魚兩年后，海豹出現(xiàn)了免疫機(jī)能下降和抗病毒能力減弱等癥狀，T細(xì)胞的反應(yīng)能力也降低了25%—60%。多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥、二惡英可影響人類免疫功能，表現(xiàn)為亢進(jìn)或抑制。受到己烯雌酚污染的女性更可能發(fā)生自身免疫性疾病，和由于免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)能缺陷引起的其它疾病。第十六頁，共二十五頁。編輯課件對腫瘤發(fā)生的影響(yǐngxiǎng)近20年來，乳腺癌和前列腺癌的發(fā)生率在大多數(shù)國家急劇上升，例如從1980年到1987年，美國乳腺癌的發(fā)病人數(shù)猛增了32%，50年前女性患乳腺癌的機(jī)會(huì)每20人里只有(zhǐyǒu)1個(gè)，現(xiàn)在卻是1/8；從1973年到1991年，前列腺癌增加了127%，每年平均上升2.9%。激素在這兩種癌癥中起著重要作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明：高水平雌激素和前列腺疾病有聯(lián)系。很多種類的殺蟲劑和類似的化合物很明顯地影響雌激素代謝，因而導(dǎo)致乳腺癌和其它子宮內(nèi)膜腫瘤的增加。第十七頁，共二十五頁。編輯課件努力(nǔlì)政府應(yīng)該制定政策和法律，禁止生產(chǎn)和使用內(nèi)分泌干擾物類化合物，并從制度和經(jīng)濟(jì)上提供支持，來控制、回收和清除這些化合物。內(nèi)分泌干擾物對人類的危害所涉及(shèjí)的學(xué)科廣泛，需要盡快開展多學(xué)科的研究。醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)、流行病學(xué)、毒理學(xué)等學(xué)科的學(xué)者應(yīng)該攜起手來，共同來制止環(huán)境激素的蔓延與影響。建立安全基準(zhǔn)，保護(hù)最容易受到危害的胎兒和幼兒。改革農(nóng)藥和化肥的生產(chǎn)和使用方法，盡量減少化學(xué)物質(zhì)：在畜牧業(yè)生產(chǎn)中盡量不使用化學(xué)添加劑和激素類物質(zhì)；重新設(shè)計(jì)城市的草坪，均勻劃一、不長一根雜草的草坪有餑于大自然豐富多彩的天性。第十八頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術(shù)傳統(tǒng)處理工藝傳統(tǒng)處理工藝(絮凝、沉淀、過濾和氯消毒)可以去除約60％的NP（壬基酚與環(huán)氧乙烷加成物），主要是通過絮凝吸附和氯氧化兩種途徑實(shí)現(xiàn)的，其中氯氧化作用可能大于吸附作用。雙酚A也可以通過氯氧化去除。采用氯氧化技術(shù)去除酚類內(nèi)分泌干擾物的一個(gè)很大缺點(diǎn)在于氯化副產(chǎn)物潛在的毒性問題。如NP的氯消毒混合物具有(jùyǒu)雌激素拮抗作用，雙酚A的氯消毒副產(chǎn)物具有雌激素協(xié)同作用，且其內(nèi)分泌干擾作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙酚A本身。第十九頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術(shù)殼聚糖絮凝劑的絮凝作用(zuòyòng)先進(jìn)行氧化，然后用殼聚糖絮凝處理，氯酚的去除率可達(dá)95％以上。用殼聚糖處理多氯聯(lián)苯或其他農(nóng)藥可以取得良好效果。殼聚糖分子單體中的氨基極易形成銨離子，對過渡金屬有良好的螯合作用。用含殼聚糖的三元復(fù)合固體絮凝劑處理含Cu30mg／L、Zn15mg／L的混合廢水，Cu和Zn的去除率都可達(dá)95％以上。由此可見，采用殼聚糖絮凝劑去除某些內(nèi)分泌干擾物技術(shù)上是可行的。第二十頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術(shù)活性炭、膨潤土和沸石的吸附作用活性炭對溶解度小、親水性差、極性弱的有機(jī)物，如苯類化合物、酚類化合物等具有較強(qiáng)的吸附能力。活性炭對生化法和其他化學(xué)法難以去除的有機(jī)物，如形成色度和異嗅的物質(zhì)、亞甲藍(lán)表面活性劑、農(nóng)藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類等有良好的去除效果。硝酸氧化對活性炭進(jìn)行改性，能顯著增強(qiáng)活性炭吸附苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有機(jī)物的性能。采用顆?；钚蕴靠梢杂行コ齆P。膨潤土和沸石的主要成分都是硅鋁酸鹽，由于具有可為陽離子和水分子所占據(jù)的晶穴，膨潤土和沸石具有較強(qiáng)的吸附性和較高的離子交換能力。膨潤土和沸石在苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯濃度為0.1mg／mL時(shí)，平衡吸附量可達(dá)35—350mg／kg，經(jīng)過(jīngguò)溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)改性后對兩者的吸附量將分別提高10倍和40倍。沸石對極性物質(zhì)如氨氮、三氯甲烷有很好的去除能力，而非極性吸附劑活性炭對大部分有機(jī)物有良好的去除效果，兩者的吸附性能具有互補(bǔ)性，可組合使用對微污染原水進(jìn)行深度處理，改善水質(zhì)。沸石一活性炭組合工藝對水中苯酚、陰離子洗滌劑(LAS)和三氯甲烷的去除率分別在60％、89％、99％以上。第二十一頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術(shù)高級氧化法（AOP）UV／H2O2體系對三氯酚處理3h后去除率能達(dá)100％，對阿特拉津15min后的降解率可達(dá)99％；O3/

H2O2體系對去除地下水中苯化合物、鄰