空氣和土壤中持久性有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)研究

王玲 孫軍軍 謝益東 吳丞往

摘要：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，環(huán)境污染問(wèn)引起了全球廣泛關(guān)注，有效逆轉(zhuǎn)或改善環(huán)境成為現(xiàn)代可持續(xù)化發(fā)展中的緊迫問(wèn)題。本文對(duì)空氣及土壤中的持久性有機(jī)污染物進(jìn)行分析，主要探討污染物的來(lái)源以及分布，以期為自然環(huán)境可持續(xù)化發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：持久性;有機(jī)污染物;空氣;土壤

中圖分類號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.101

Persistent organic pollutants monitoring in air and soil

Wang Ling1，Sun JunJun1，Xie Yidong1，Wu Chengwang 2

（1.Zhejiang Environmental Monitoring engineering Limited Company，Hangzhou Zhejiang 310000，China;2.Zhejiang Environmental Monitoring Center，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：In the development of modern economy，the problem of environmental pollution has attracted worldwide attention.It is an urgent problem to effectively reverse or improve the environment in modern sustainable development. In this paper，persistent organic pollutants in the air and soil are analyzed， and the source and distribution of pollutants are mainly discussed in order to provide reference for the sustainable development of natural environment.

Key words：Persistence;Organic pollutants;Air;Soil

持久性有機(jī)污染物（POPs）是工業(yè)發(fā)展中形成的有機(jī)伴生物，對(duì)于環(huán)境有極大危害，且可使人類身心健康受到威脅[1]。持久性有機(jī)污染物對(duì)于社會(huì)生活有潛在隱患，為此中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門將持久性有機(jī)污染物作為重要監(jiān)測(cè)目標(biāo)之一。本文對(duì)持久性有機(jī)污染物進(jìn)行分析，并對(duì)空氣及土壤中的有機(jī)污染物進(jìn)行詳實(shí)闡述，以期為持久性有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)提供借鑒。

1 持久性有機(jī)污染物概述

1.1 含義

POPs是污染物中的一個(gè)分類，具體是指存在持久性特征的有機(jī)合成污染物。該類污染物具有高毒性、半揮發(fā)性、生物蓄積性以及長(zhǎng)期殘存性，于空氣、水環(huán)境或者遷徙途中遠(yuǎn)距離遷移沉積回落地球，造成環(huán)境及動(dòng)植物的劇烈損害。對(duì)于生物而言，POPs會(huì)使機(jī)體發(fā)生免疫機(jī)能、生殖機(jī)能、內(nèi)分泌系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂及失調(diào)的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段幾乎所有人身體內(nèi)都包含有POPs物質(zhì)，這也說(shuō)明此類物質(zhì)造成的人體危害逐步顯現(xiàn)（如表1）。

1.2 特征

POPs物質(zhì)具有明顯的持久性，其在水中半衰期超過(guò)2個(gè)月，土壤中半衰期則超過(guò)6個(gè)月;POPs物質(zhì)在生物體中的積累性，一般水生物體內(nèi)POPs因子積累達(dá)到5000以上;POPs具有遠(yuǎn)距離傳輸特點(diǎn)，在與某一POPs物質(zhì)排放源頭相距較遠(yuǎn)的位置進(jìn)行水準(zhǔn)面的測(cè)量，多項(xiàng)實(shí)踐證明，POPs物質(zhì)能夠通過(guò)遷徙物種及水體、空氣進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，或者在對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象上有強(qiáng)大的遠(yuǎn)距離傳播能力;最后則是不良效果[2]。健康方面來(lái)看，會(huì)導(dǎo)致野生生物體出現(xiàn)先天缺陷以及免疫功能障礙、癌癥、發(fā)育及生殖系統(tǒng)疾病等。造成的人類影響也含有生殖、癌癥、先天缺陷、疾病易感、智能下降。

2 空氣和土壤中持久性有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)研究

2.1 空氣中的POPs來(lái)源及分布

2.1.1 空氣中的POPs來(lái)源

多氯聯(lián)苯（PCBs）是POPs中的重要分類，相關(guān)研究表明，我國(guó)大氣環(huán)境中的PCBs主要來(lái)源是含有PCBs的設(shè)備使用中產(chǎn)生的泄漏，以及含有PCBs設(shè)備退役后的拆解排放[3]。因?yàn)榈吐却鶳CBs本身的揮發(fā)性更強(qiáng)，所以在整體大氣環(huán)境中低氯代PCBs較之PCBs產(chǎn)品的含量更高，PCBs異構(gòu)體在分布上無(wú)明顯的地域性差異。其次是交通及生產(chǎn)中產(chǎn)生的POPs較多，大氣中鹵素質(zhì)量濃度城市區(qū)域中相對(duì)更高，從城市區(qū)域到農(nóng)村地帶則明顯呈下降趨勢(shì);交通流量大的樞紐區(qū)域中大氣EOCI質(zhì)量濃度較之于交通流量小的區(qū)域明顯更高，這也這說(shuō)明了工業(yè)生產(chǎn)以及交通排放是有機(jī)氯污染主要來(lái)源之一[4]。在POPs中，多環(huán)芳烴于環(huán)境中的分布也較為廣泛，主要來(lái)源還在于煙草及木材等生物質(zhì)、石油及煤等燃料在未完全燃燒時(shí)。分子量較小的多環(huán)芳烴是氣體形態(tài)，分子量較大的多環(huán)芳烴則主要是顆粒形態(tài)，通過(guò)沉降及大氣傳輸使污染物作用到與污染源頭距離不等的水體及地表中。因?yàn)槌鞘幸?guī)劃及地理位置的差異、區(qū)域社會(huì)生活習(xí)慣不同、經(jīng)濟(jì)水平不同等條件，城市與城市之間的POPs主要污染源導(dǎo)大氣污染也具有一定差異[5]。

2.1.2 空氣中的POPs分布

空氣中的POPs隨時(shí)間變化，分布濃度上也具有一定差異。在20世紀(jì)早期，因國(guó)外工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家大量使用POPs物質(zhì)，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的POPs濃度也在不斷增大，在20世紀(jì)80年代POPs濃度達(dá)到了最高值，各國(guó)相繼將POPs使用進(jìn)行了制止，同時(shí)也禁止進(jìn)行POPs的排放，全球范圍內(nèi)的POPs濃度也逐漸下降?？諝庵械腜OPs濃度有著明顯的季節(jié)性，有機(jī)氯農(nóng)藥在每年夏半年相對(duì)更高，而冬半年相對(duì)更低。比如阿爾卑斯山區(qū)DDTs濃度與南極地區(qū)七氯濃度都與這一規(guī)律相符[6]。同時(shí)，這一規(guī)律性也說(shuō)明了溫度對(duì)于POPs分布的影響。POPs有明顯的揮發(fā)性，在夏季高溫情況下，土壤或者其他含有POPs物質(zhì)的介質(zhì)中的POPs更容易在空氣中揮發(fā)，以此使空氣中POPs含量上升。當(dāng)然，若是在進(jìn)行POPs的處理中增加了溫度，那么還是會(huì)導(dǎo)致大氣中的POPs含量上升，比如多溴二苯醚以及多環(huán)芳烴等使用的排放方式便是燃燒，這也導(dǎo)致此類POPs物質(zhì)冬半年更高。POPs的半揮發(fā)性能使土壤及水體中的POPs通過(guò)蒸發(fā)的方式進(jìn)入到大氣環(huán)境，并通過(guò)大氣環(huán)流的形式遠(yuǎn)距離進(jìn)行POPs污染的遷移[7]。自然溫度較低時(shí)，POPs會(huì)在地表中沉降，而隨著溫度逐漸升高，POPs又會(huì)再次揮發(fā)并進(jìn)入到大氣環(huán)境，如此往復(fù)。這類情況也導(dǎo)致POPs物質(zhì)會(huì)在地球偏遠(yuǎn)高寒地區(qū)沉積，致使POPs污染會(huì)于全世界范圍內(nèi)傳播。比如在珠峰及瓦里關(guān)中都能檢測(cè)到有機(jī)氯農(nóng)藥，不過(guò)此類地區(qū)大氣環(huán)境中POPs含量較之城市地區(qū)明顯更低。

2.2 土壤中的POPs來(lái)源及分布

2.2.1 土壤中的POPs來(lái)源

有機(jī)氯農(nóng)藥的種類相對(duì)較為多樣化，DDT與HCH在我國(guó)土壤POPs污染中是最為普遍的污染物。主要來(lái)源還在于HCH與DDT的大量生產(chǎn)及廣泛使用，在農(nóng)村區(qū)域中明顯更多。但土壤有機(jī)氯農(nóng)藥的最大污染區(qū)往往是在有機(jī)氯農(nóng)藥廠內(nèi)部，導(dǎo)致了有機(jī)氯在土壤中的二次污染。多氯聯(lián)苯是人工合成有機(jī)物，我國(guó)在20世紀(jì)80年代初期就逐步停止了這一物質(zhì)的生產(chǎn)，但在50年代到70年代自比利時(shí)進(jìn)口了含有多氯聯(lián)苯的電容器，這是導(dǎo)致我國(guó)土壤多氯聯(lián)苯污染的來(lái)源之一[8]。土壤POPs污染來(lái)源中，多氯聯(lián)苯的污染來(lái)源于生產(chǎn)及使用過(guò)程中，進(jìn)行有效的控制能夠緩解這一污染。二噁英主要是在含氯化工處理或者廢物燃燒中產(chǎn)生的一類副產(chǎn)品，土壤中出現(xiàn)這一類污染主要來(lái)源是廢物燃燒及木材燃燒、金屬冶煉廠生產(chǎn)中的廢棄排放[9]。多溴二苯醚主要作用是阻燃劑，在電子、化工、采礦、石油、紡織等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，計(jì)算機(jī)及日常用品中也多含有這一污染物，其使用廣泛也造成了污染廣泛，在電子廢品垃圾場(chǎng)及周圍環(huán)境中出現(xiàn)的污染情況往往也較為嚴(yán)重。

2.2.2 土壤中的POPs分布

有機(jī)氯農(nóng)藥分布主要與制藥生產(chǎn)、使用關(guān)系密切，有機(jī)氯農(nóng)藥的存儲(chǔ)區(qū)域污染最大，農(nóng)田生產(chǎn)中使用大量有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行土壤害蟲(chóng)防治，也導(dǎo)致土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥超標(biāo)。農(nóng)田類型不同有機(jī)氯農(nóng)藥殘留不同，農(nóng)藥含量分布可以按次序排為水田、蔬菜以及林地。農(nóng)田地形存在差異時(shí)也會(huì)導(dǎo)致土壤中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留不同，山區(qū)地帶較于平原地區(qū)殘留量更高。城市的發(fā)展歷史與多氯聯(lián)苯的含量也具有相關(guān)性，歷史越長(zhǎng)，多氯聯(lián)苯總量越大。二噁英主要是含氯化工在處理及廢物燃燒中產(chǎn)生的物質(zhì)，因此其分布受到污染地區(qū)主要風(fēng)向影響。比如哥本哈根地區(qū)二噁英濃度主要是從西到東梯度升高的分布狀態(tài)，當(dāng)?shù)爻Ｄ晔⑿形黠L(fēng)。另一方面，在與二噁英污染源相近的區(qū)域，土壤中含有二噁英的濃度也較高。多環(huán)芳烴在分布區(qū)域不同及土壤類型不同時(shí)，含量也存在較為明顯的差異，城市中的高濃度區(qū)域主要在老住宅區(qū)以及老教園區(qū)、工業(yè)集中的區(qū)域，這說(shuō)明城市的人口活動(dòng)及時(shí)間累積都會(huì)使得多環(huán)芳烴濃度及含量增加[10]。多溴二苯醚在土壤中的分布與土壤TOC含量存在正比關(guān)系，這說(shuō)明多溴二苯醚在土壤中的含量受到土壤對(duì)有機(jī)質(zhì)吸附能力的影響。多溴二苯醚還受到海拔影響，海拔越高溫度越低，有機(jī)物質(zhì)受到冷凝作用在土壤中不斷聚集。

3 結(jié)論

本文對(duì)持久性污染物在空氣及土壤中的分布進(jìn)行了分析，空氣中的有機(jī)污染物相對(duì)受到溫度影響;土壤中的有機(jī)污染物受到污染物生產(chǎn)及使用的影響，更會(huì)因人類活動(dòng)及時(shí)間累積而逐漸增量溫度及風(fēng)向的影響也較為明顯。未來(lái)進(jìn)行持久性污染物的處理過(guò)程中，要按照其分布以及來(lái)源進(jìn)行具體的分析以后，才能確認(rèn)其處理方法，因?yàn)閬?lái)源和分布往往揭示了持久性污染物的總體影響，對(duì)其合理分析后才能確認(rèn)有效的處理方法。

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收稿日期：2020-02-04

作者簡(jiǎn)介：王玲（1986-），女，漢族，本科學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。