持久性有機汙染物 (Persistent Organic Pollutants,簡稱 POPs),是指具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發性和高毒性,並通過各種環境介質能夠長距離遷移並對人類健康和環境具有嚴重危害的天然或人工合成的有機汙染物。
1.持久性有機汙染物 (PO Ps)的特征
根據POPs的定義,POPs 具有下列四個重要特征:①環境持久性,POPs 在自然環境中很難通過生物代謝、光降解、化學分解等方法進行降解,可以在環境中長期存在。②生物蓄積性,POPs大部分具有低水溶性、高脂溶性的特點,容易在脂肪組織中發生生物蓄積,並沿著食物鏈濃縮放大,對人體危害巨大。③半揮發性,POPs 能夠從水體或土壤中揮發進入大氣環境或通過大氣顆粒物的吸附作用,在大氣環境中可以遠距離遷移;還可以重新沈降到地面,多次反復,造成全球範圍內汙染。④高毒性,POPs 大多具有致癌、致畸與致突變作用,對人類和動物的生殖、遺傳、神經、內分泌等系統具有強烈的危害作用。
2. PO Ps的種類及來源
根據 2001年5月通過的《斯德哥爾摩公約》,決定禁止或限制使用 12 種持久性有機汙染物,它可分為三大類。第壹類為有機氯農藥類:艾氏劑、氯丹、滴滴涕、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、滅蟻靈、毒殺芬和六氯苯 (既屬於農藥類,又屬於工業化學品)。主要來源於農業、牧業和林業防治蟲害的殺蟲劑,部分來源於生活中用於防治蚊蠅傳播疾病的藥劑。第二類為工業化學品:六氯苯、多氯聯苯。其中多氯聯苯主要來源於變壓器、電容器、充液高壓電纜、油漆、復印紙的生產和塑料工業,以及有色金屬生產、鑄造和煉焦、發電、水泥、石灰、磚、陶瓷、玻璃等工業釋放 PCBs 的事故。第三類為非故意生產的副產物:多氯代二苯並-對二惡英(簡稱“二 英”)、多氯代二苯並呋喃 (簡稱“呋喃”)。主要來源於不完全燃燒與熱解、含氯化合物的使用、氯堿工業、紙漿漂白和食品汙染等。
3. PO Ps的遷移特點
全球蒸餾 (global distillation)最早提出這個概念的是 Goldberg,他用這個概念來解釋DDT通過大氣傳播從陸地遷移到海洋的現象。從全球來看,由於溫度的差異,地球就像壹個蒸餾裝置,在低、中緯度地區,由於溫度相對高,具有半揮發性的POPs 揮發速率大於沈積速率,使它們不斷進入大氣中,並隨著大氣運動不斷遷移,當溫度較低時,沈積速率大於揮發速率,POPs最終在較冷的極地地區積累下來。這就表明,不論在什麽地方使用或釋放POPs,兩極地區都將成為全球POPs的匯。
蚱蜢效應 (grasshopper effect),Wania 等認為化合物的物理化學特性以及壹些與冷暖有關的環境因素對POPs“全球分配”的影響甚至比POPs的排放地和傳播途徑更重要,尤其是POPs在向高緯度遷移的過程中會有壹系列相對短的跳躍過程,因為在中緯度地區季節變化明顯,在溫度較高的夏季, POPs 易於揮發和遷移,而在溫度較低的冬季, POPs又易於沈降下來,總體表現出跳躍式躍遷 (圖8-27)。
持久性有機汙染物通過“全球蒸餾效應”和“蚱蜢效應”可以長距離傳輸,在全球範圍內遷移, POPs 現在已成為全世界廣泛分布的環境汙染物,從大氣到海洋,從湖泊、江河到內陸池塘,從遙遠的南極大陸到荒涼的雪域高原,從苔蘚、谷物等植物到魚類、飛鳥等動物,甚至人奶、血液中無處不在,含量從 10-12 (pg)到 10-6 (μg)量級不等,有的含量已遠遠超過美國食品和藥物管理局 (Food and Drug Administration, FDA)的標準。
圖8-27 全球蒸餾效應示意圖