水体中的持久性有机污染物

水体中POPs的风险评价
Risk assessment of POPs in water bodies
水体中的POPs
POPs in water environment
5
3 6
水体中POPs的控制
Control of POPs in Water bodies
POPs的环境归趋
Environmental fate of POPs
Mr
364.9 380.9 380.9 354.5 373.5
溶解度
0.2 0.2 0.3 5.5 x 10-3 0.2
Kow
2 x 105 3.5 x 103 3.5 x 103 8.1 x 106 2.6 x 104
BCF
2.5 x 105 6.6 x 103 6.6 x 103 7.0 x 106 3.9 x 104
1
POPs的分类
Classification of POPs
首批列入公约控制的POPs包括以下三类：
有机氯农药 工业化学品 生产副产物
艾氏剂、氯丹、滴滴涕（DDT）、狄试剂、异狄氏剂、七 氯、灭蚁灵、毒杀芬和六氯苯 六氯苯（HCB）和多氯联苯（PCBs） 多氯代二苯并对二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃 （PCDFs）
2
水体POPs的来源
Sources of POPs in water bodies
天然源
1938年DDTs惊人的杀虫效果首次被发现，到20 世纪60年代末OCPs成为世界上产量和使用量最大 的农药。大量的OCPs直接或随雨水、灌溉水等进入 水体，成为水体POPs重要的人为源之一。 工业生产排放的废水中富含大量的PAHs（炼焦、 炼油和煤气厂）、PCBs、PCDD/Fs（发电或能源 工业、金属冶炼与氯碱工业）、PBDEs及PFCs（阻 燃聚合产品的制造厂、塑料制品厂、纺织、化工、 造纸、皮革、电子电器等行业）是水体中POPs的 另一大重要的人为源。
持久性有机污染物在水体中的 环境化学行为
Environmental chemical behavior of persistent organic pollutants in water
CONTENTS
POPs的定义及分类
Definition and classification of POPs
1 4 2
Risk assessment of POPs in water environment
POPS环境风险评价 Risk assessment of POPs
POPs的环境风险评价是指对进入环境中持久性有机污染物的可见或 期望效应的性质、数量、危害程度及风险发生概率进行评价，并提出减小 环境风险的方案和对策的过程。当前其评价模式主要由数据获取、暴露分 析、效应分析及风险表征组成。
内脏中>肌肉组织
b：不同物种
含脂率高的>含脂率低 的（动物>植物）
b：PCBs
ห้องสมุดไป่ตู้
c：OCPs
以低氯取代单体为主；
以低氯取代单体为主、 且表现出表层含量高的分布 特点；
c：不同营养级
高营养级>低营养级 （哺乳动物>鱼类>无脊椎 动物>浮游生物）
c：OCPs
主要是HCHs和DDTs、呈 现出枯水期>丰水期的特征。
的毒性折算成相应的毒性当量浓度，再将同种 PoPs的毒性当量浓度加合，得到某种POPs的总 毒性当量浓度。毒性当量越大，致癌毒性越强。
4
水环境中POPs的风险评价
环境健康风险评价模型
Risk assessment of POPs in water environment
Environmental Health Risk Assessment Model
5
水体中POPs的控制
分布广泛，呈现鲜明的 南北地域差异。
POPs在水环境中的分布表现出在水相、沉积物和底栖生物中逐级增大的现象。
2
水体POPs的迁移与转化
Migration and transformation of POPs in water
在水/沉积物界面的环境行为： 在大气 /水界面的环境行为：
a、吸附作用：POPs易与颗粒物结合 a、挥发：POPs都是半挥发性物质 沉降到水底； b、干沉降：POPs一般具有较低的 b、底栖生物作用：扰动作用（改变 蒸气压，容易吸附在大气颗粒物上， POPs在沉积物上的吸附解吸平衡）、 并通过干沉降过程迁移到水体和陆 耗氧作用（低硒生物通过代谢吸收O2 地表面。 降低了氧化还原电位）、固定作用（使
随着人们对POPs认识的不断深入，又增加了包括多溴联苯、多溴联苯醚、全氟新烷磺酸、十 氯酮等污染物。目前《公约》共包含22大类共数千种同系物和异构体，且该名单还在不断扩大。
联合国环境规划署（UNEP）《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》
1
几种典型POPs的理化性质
Physicochemical properties of POPs
若污染物浓度 <ERL，不易产生负面生态效应；若 环境健康风险评价模型 ERL<污染物浓度 <ERM,偶尔发生负面生态效应；若污 Environmental Health Risk Assessment Model 染物浓度>ERM，经常出现负面生态效应。
4
水环境中POPs的风险评价
Risk assessment of POPs in water environment
表1 几种典型POPs的理化性质 Tab.1 Physicochemical Properties of Several Typical POPs
化合物名 称
艾氏剂 狄试剂 异狄氏剂 DDT 七氯
英文名称
Aldrin Dieldrin Endrin p，p’-DDT Heptachlor
化学式
C12H8Cl6 C12H8Cl6O C12H8Cl6O C14H9Cl5 C10H5Cl7
c、湿沉降：降雨和降雪是去除大 底泥形成小弹丸将污染物夹裹在内部） 气中POPs的两种主要的湿沉降过程。 及富集作用。
3
POPs的环境归趋
Environmental fate of POPs
全球蒸馏效应 Global distillation
在中纬度地区，在夏季 从全球来看，由于温度的 差异，在低纬度地区温度相对
致癌风险 R的计算方法： 健康风险评价以风险度作为评价指标，把环境污染与人体健康联系起来，定量描述了污 非致癌风险通常通过风险指数（ HI）进行描述，计算如下： R=SF E,R<0.01 染物对人体产生健康危害的风险。由于污染物的致癌效应和非致癌效应作用机理不同，因此可 HI= E x /RfD R=1-exp （ -SF x E）,R≥mg 0.01 按致癌性将风险分为致癌风险和非致癌风险。 式中：RfD 为参考剂量（ kg-1 d-1）；E的计算同上。 -1•d-1），其计 式中： SF为致癌物的致癌斜率系数（kg•d• mg-1）；E为暴露计量率（mg•kg 当风险指数 >1时，认为会对人体健康产生危害；非致癌风险指数远小于 1，则说明污染物不 算公式如下： 会对人体健康产生危害。 饮用水途径 E= C x IRw x EF x ED /（BW x AT） 食鱼途径 E= C x BF x IRf x ED /（BW x AT） 皮肤暴露途径 E= I x Asd x EF x FE x ED /（BW x AT x f） I=2 x 10-3 x k x C x 6 x T x TE/π
式中：C为水中污染物浓度（mg•L-1）； IRw 为饮水率（L•d-1）；EF为暴露频率（d•a-1）；ED为暴露历时 （年）；BW为平均体重（kg）；AT为平局时间（d）；EF为鱼类生物富集因子（L•kg-1）；IRf为鱼类的进食 率（kg•a-1 ）；I为每次洗澡皮肤对污染物的吸附量（mg•cm2）次-1；Asd为人体表面积（cm2）FE为洗澡频率 （次•d-1）；f为肠道吸附比率（量纲为1）；k为皮肤吸附参数（cm•h-1）；T为延滞时间（h）；TE为洗澡时 间（h）
POPs具有低水溶性和高脂溶性，易于在生物体内富集并通过食物链放大 Mr较低的化合物具有较高的饱和蒸气压， POPs的Mr值中等，因此具有半挥发性
2
水体中的POPs
POPs in water environment
水体POPs的来源 Sources of POPs in water bodies 水体POPs的分布 Distribution of POPs in water bodies 水体POPs的迁移与转化 Migration and Transformation of POPs in water
灭蚁灵
毒杀芬 六氯苯
Mirex
Toxaphene HCB
C10Cl12
C10H10Cl8 C6Cl6
545.5
413.8 284.8
——
0.03 6.2 x 10-3
1.8 x 105
6.0 x 105 5.4 x 105
1.5 x 105
5.6 x 103 5.2 x 103
注：Mr表示相对分子质量；Kow表示辛醇-水分配系数；BCF表示生物富集系数
参考文献
Bibliography
1
POPs的定义
Definition of POPs
持久性有机污染物 Persistent Organic Pollutants
化学品协会国际理事会（ ）推荐： 持久性有机污染物（ICCA POPs ）指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥 ①持久性基准：水体中半衰期>180 d，土壤和底泥中半衰期>360 d； 发性和高毒性，并通过各种环境介质（如大气、水、生物体等）能够长距 ②生物蓄积性基准：生物富集系数（BCF）>5000； 离迁移并对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。 ③长距离越境迁移基准：大气中半衰期>2 d（蒸气压在0.01~1 kPa）； ④偏远极地地区是否存在标准：水中质量浓度>10 ng/L。
POPs
POPs易于挥发和迁移，而在 冬季则沉降下来，所以在 POPs向高纬度迁移的过程中 会有一系列距离相对较短的
高，POPs挥发进入到大气；在
高纬度地区，温度下降，POPs 沉降下来，导致POPs从热带地 区迁移到寒冷地区。
归趋机制
跳跃过程。
蚱蜢效应 Grasshopper Effect
4
水体中POPs的风险评价
4
水环境中POPs的风险评价
Risk assessment of POPs in water environment
潜在生态风险评价模式
评 模
价
式
Potential ecological risk assessment model
毒性当量因子评价 利用 POPs潜在生态风险的效应区间低值（ERL： Toxicity equivalent factor evaluation 生物有害效应概率 <10% ）和效应区间中值（ ERM： 生物有害效应概率 >50%）,评估沉积物中POPs的潜在 沉积物质量评价基准法 生态风险效应。 Standard method for quality assessment of sediments
沉积物质量评价基准法 毒性当量因子评价
评 模
价
式
Standard Toxicity equivalent method forfactor quality evaluation assessment of sediments
环境中类二噁英类的POPs以混合物形式存在，其 根据沉积物质量评价基准（ SQAGs），PAHs浓 对环境的效应并非简单的叠加。常通过毒性当量法评 度 <临界效应浓度（TEL）,生物毒性效应很少发生； 价环境中的 PCDDs/Fs、 PCBs 和PAHs的健康风险。 浓度 >可能效应浓度（ PEL ），生物毒性效应将频繁发 生。 该法以毒性最强的 BaP 和TCDD作为参照物，设其 相对污染系数（ RCF ）是沉积物中 POPs浓度与 TEL 的比值，是表征 潜在生物毒性的量化指标。 毒性当量因子（ TEFPOPs ）设为 1，将其他二恶英异构体
人为源
2
水体中POPs的分布
Distribution of POPs in water bodies
水相
a：PAHs
含量较少、多以小分子量 的单体形式（2-4环）为存在、 在垂直方向上，环数越多，下 层水含量越多；
沉积物
a：PAHs
b：PCBs
以环数较大（3环以上） 的占优势；
底栖生物
a：不同组织器官