持久性有機(jī)污染物在土壤中的研究進(jìn)展

唐忠富，郝群華，傅小嬌，干志偉

(1.翌達(dá)環(huán)境保護(hù)檢測(cè)有限公司，四川 成都 610000；2.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610000)

持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants，簡(jiǎn)稱POPs)指的是自然存在的或者人工合成的能夠長(zhǎng)時(shí)間存在于環(huán)境中，具有半衰期長(zhǎng)，易通過食物網(wǎng)積累的特點(diǎn)，并危害人體健康，污染環(huán)境的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。該類物質(zhì)的研究與處理已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 POPs的來源

為了控制持久性有機(jī)污染物的生產(chǎn)，減少持久性有機(jī)污染物的使用和排放，2001年5月，聯(lián)合國(guó)通過了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》(簡(jiǎn)稱《公約》)?！豆s》將3類持久性有機(jī)污染物列為優(yōu)先控制的對(duì)象。第一類是殺蟲劑和殺菌劑，典型污染物為有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)；第二類是多氯聯(lián)苯(polydilorinated biphenyls, PCBs)，它主要在塑料加工業(yè)、化工行業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用；第3類是化學(xué)品的副產(chǎn)物，比如二惡英等物質(zhì)。當(dāng)然，世界上的持久性有機(jī)污染物遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以上3類，在2004年歐盟在《公約》新加了多環(huán)芳烴(PAHs)、六六六等物質(zhì)。

2 POPs的特性、來源

2.1 持久性

其化學(xué)鍵較牢固，鍵能大，導(dǎo)致其難降解。POPs在水中的半存留期大于2個(gè)月，在土壤中的半存留期更長(zhǎng)，達(dá)到6個(gè)月以上[1]。因此，一些不法企業(yè)單位亂排、亂放等現(xiàn)象，導(dǎo)致POPs進(jìn)入到環(huán)境中，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在水體、大氣和土壤中，進(jìn)而影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，最終危害人體健康。

2.2 半揮發(fā)性

該特點(diǎn)會(huì)促使POPs可以從水體和土壤中直接揮發(fā)到空氣中，加上其難降解性、持久性，POPs可以長(zhǎng)期存留在空氣，甚至能吸附在大氣顆粒物中，在大氣環(huán)境中重復(fù)揮發(fā)、沉降、再揮發(fā)的過程，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遷移，污染環(huán)境[1]。

2.3 生物富集性

POPs具有類親油性，親脂性，可富集到生物體脂肪中，通過食物鏈的放大作用，危害人類健康。研究檢測(cè)肉食性魚類體內(nèi)的有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)的濃度，對(duì)比發(fā)現(xiàn)要高于植食性和雜食性魚類，且底棲型魚類體內(nèi)的OCPs、PCBs含量水平普遍高于其他魚類[2]。此外，昆蟲類低等級(jí)生物對(duì)HOPs有富集效應(yīng)，這使得環(huán)境介質(zhì)中的持久性有機(jī)污染物遷移到生物圈[3]，證實(shí)了生物富集和營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物放大特征。

2.4 高毒性

POPs對(duì)有機(jī)體的毒性較高，具有致癌性、生殖毒性、神經(jīng)毒性、內(nèi)分泌干擾特性。POPs隨著食物網(wǎng)逐漸富集，使不同能級(jí)的有機(jī)生物因POPs的濃度差異出現(xiàn)不同的毒性表現(xiàn)，嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)。長(zhǎng)期接觸高濃度OCPs的人患神經(jīng)性疾病的幾率高于普通人，接觸POPs類物質(zhì)(如多環(huán)芳烴)后生物體的激素水平產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響生殖器官的發(fā)育[4]。基于持久性有機(jī)污染物是可揮發(fā)性的，有機(jī)污染物可進(jìn)入空氣、水體，污染環(huán)境。經(jīng)過各種途徑釋放到環(huán)境介質(zhì)中的POPs，經(jīng)過干濕沉降、地表徑流等途徑進(jìn)入土壤，因此土壤中各類POPs的濃度在一定程度上能反映當(dāng)?shù)氐奈廴緺顩r。

土壤中POPs的來源復(fù)雜，其中典型污染物有OCPs的來源主要是2個(gè)方面：①農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為防治病蟲害而噴灑農(nóng)藥，OCPs進(jìn)入土壤。②化工廠的廢水和廢氣排放，在大氣沉降的作用下，進(jìn)入土壤。OCPs進(jìn)入土壤后，通過自身揮發(fā)、動(dòng)植物吸收以及微生物降解這這一系列物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，OCPs的狀態(tài)不斷變化，且危害整個(gè)生物圈。而多環(huán)芳烴的主要來源包括自然來源、人為來源。天然來源包括某些細(xì)菌、藻類和植物的生物合成產(chǎn)物；火山噴發(fā)物等。人為來源包括廢物焚燒和化工燃料不完全燃燒產(chǎn)生的煙氣，比如汽車尾氣，烹飪等。

3 POPs在土壤中的研究現(xiàn)狀

POPs具有親脂性的特點(diǎn)，易被有機(jī)質(zhì)的土壤吸附，長(zhǎng)時(shí)間殘留在土壤中，難以降解。除此之外，由于全球蒸餾效應(yīng)，POPs在大氣中能夠遠(yuǎn)距離地遷徙，造成不同來源的POPs在某一地區(qū)富集的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)POPs(包括OCPs、PCBs、多環(huán)芳烴等)在土壤中的濃度進(jìn)行研究，結(jié)果表明，世界各地的土壤中均存在POPs。例如，土耳其布爾薩土壤中PCBs含量為0.019～1.32ng/g[5]；英國(guó)倫敦地區(qū)的土壤為0.600～751ng/g，平均值:21.4ng/g[6]。在德國(guó)中部的森林表層王壤中，甚至在南極、北極、青藏高原等偏遠(yuǎn)地區(qū)，OCPs及PCBs等持久性有機(jī)污染物均有不同程度的檢出。例如，南極東部地區(qū)大氣中的32種多氯聯(lián)苯和38種有機(jī)氯農(nóng)藥。南極喬治王島的土壤被檢測(cè)出了23種有機(jī)氯農(nóng)藥，且OCPs與總有機(jī)碳相關(guān)。

研究者也對(duì)我國(guó)土壤中POPs進(jìn)行分析檢測(cè)。杭州地區(qū)土壤中檢出的131份樣品中DDT平均濃度為30.26μg/kg，說明杭州地區(qū)土壤中的DDT具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。西安城區(qū)土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥含量在1.027～39.632μg/kg;多氯聯(lián)苯含量0.110～13.497μg/kg[7]。大連市土壤(范圍0.136～1.65ng/g，平均值為0.576ng/g)；黃河中下游表層土壤中PCBs的含量在0.43～39.83ng/g，均值為3.72ng/g。史兵方[8]研究發(fā)現(xiàn)，百色市工業(yè)區(qū)表層土壤中16種PAHs總含量范圍在18.7～6437ng/g之間，與國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究比較，處于中高等污染水平。對(duì)成都平原典型工業(yè)園區(qū)的土壤多環(huán)芳烴(PAHs)進(jìn)行分析，區(qū)內(nèi)土壤PAHs普遍存在，土壤中16種PAHs含量為16.1～9593.2μg/g，均值為1050.3μg/g，評(píng)價(jià)PAHs結(jié)果表明PAHs對(duì)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境有一定潛在風(fēng)險(xiǎn)[9]。陳平對(duì)上海市42個(gè)道路綠化帶土壤樣品的多環(huán)芳烴(PAHs)進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)濃度范圍為227.85～16461.75μg/kg，平均值為3918.92μg/kg，PAHs類型主要為中高環(huán)PAHs。而重慶市典型巖溶槽谷土壤中二苯并[a,h]蒽(DahA)的致癌風(fēng)險(xiǎn)最高[10]。以上研究表明我國(guó)土壤POPs的污染狀況也不容樂觀。土壤能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供大量營(yíng)養(yǎng)，如果土壤中殘留的久性有機(jī)污染物，將會(huì)隨之進(jìn)入植物體內(nèi)。在這個(gè)過程中，持久性有機(jī)污染物主要經(jīng)植物吸收、富集、遷移、代謝，進(jìn)而伴隨食物鏈進(jìn)行傳播、遷移和擴(kuò)散，最終危害人體健康。因此需要進(jìn)行有效地防治措施。

4 防治措施

對(duì)于POPs源頭治理,國(guó)家還應(yīng)當(dāng)針對(duì)性地完善相關(guān)的規(guī)章制度以及法律法規(guī)。在秉承國(guó)家號(hào)召的情況下，地方政府應(yīng)該依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，完善相關(guān)法律法規(guī)。對(duì)做得好的單位、企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)；而對(duì)于那些進(jìn)行違規(guī)企業(yè)黨委，應(yīng)當(dāng)對(duì)其予以嚴(yán)格的懲罰.各級(jí)政府也應(yīng)當(dāng)設(shè)立專門的監(jiān)察組，確監(jiān)督工作落實(shí)。開展宣傳教育：相關(guān)政府部門結(jié)合互聯(lián)網(wǎng),實(shí)行線上線下結(jié)合模式,對(duì)當(dāng)?shù)厝罕?、單位、企業(yè)進(jìn)行宣傳，讓群眾了解POPs的危害性，亟待解決的迫切性。群眾可以監(jiān)督相關(guān)企業(yè)，舉報(bào)違規(guī)企業(yè)、單位。

5 結(jié)語

POPs因具有持久性、半揮發(fā)性、富集性、高毒性的特性，目前日益成為世界各地不斷增長(zhǎng)的環(huán)境污染物，除此之外，它還可以通過食物鏈的富集作用不斷積累最終危害人體。因此，加強(qiáng)POPs的防治工作是環(huán)境保護(hù)中是重中之重。