黄俊老师是清华大学环境学院副教授,中国环境科学学会持久性有机污染物POPs专业委员会的委员,长期从事POPs环境污染特征、物化控制原理与履约对策的研究。黄老师完成了国家自然科学基金、863计划、国际合作项目20余项,在POPs方面发表了SCI论文百余篇,获发明专利八项,获得教育部自然科学一等奖,2017

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持久性有机污染物与《斯德哥尔摩公约》(一)

2020-05-13 13:14 来源: 无毒先锋 作者: 黄俊

黄俊老师是清华大学环境学院副教授,中国环境科学学会持久性有机污染物POPs专业委员会的委员,长期从事POPs环境污染特征、物化控制原理与履约对策的研究。

黄老师完成了国家自然科学基金、863计划、国际合作项目20余项,在POPs方面发表了SCI论文百余篇,获发明专利八项,获得教育部自然科学一等奖,2017年国家自然科学二等奖,负责编制了中国全氟辛基磺酸类POPs替代国家战略和行动计划。

还参与编制了我国的二噁英类减排国家战略和行动计划。担任国际期刊《Chemosphere》的副编辑,也是新型有机污染物控制北京市重点实验室的副主任!

黄老师:今天很高兴有机会与热心于环境公约尤其是化学品相关公约的朋友一起讨论持久性有机污染物。

环境问题,我个人一直都认为它不仅是一个技术的问题,环境问题更多的也是社会问题。它里面涉及的很多都需要公众参与,需要提高公众意识。

我觉得良好的行动的一个前提就是我们对这个问题本身有一个准确全面的认识。今天我主要是给大家来还原一下为什么这些物质会成为一个全球性的问题?为什么我们要用公约的方式来解决这个问题?

所以我想带着大家回到历史当中,一起回顾这个过程。以史为鉴,我们可以想一想:在当下,在未来,我们可以做什么?NGO可以做什么?

首先讲一讲POPs(持久性有机污染物)定义。


POPs为什么很多时候经常被称为“最危险的污染物”?因为它身上同时具备了四种比较麻烦的特性。

从环保的角度来说,有个名词叫“可降解性”。比如塑料,如果是一个可降解塑料,你在感觉上就觉得比普通的不可降解塑料要好的多。但是持久性有机污染物恰恰是不容易降解的,这意味着它如果是有毒有害的,对生态环境的影响就会是长期的。

其次,生物蓄积性。一开始在环境中的浓度可能比较低,但是随着沿食物链的传递,POPs含量会一级级地放大。

人处于最高的营养级,POPs一旦被人体摄入以后不容易被排出,会跟人体的脂肪组织或血液蛋白相结合。

由于这种生物浓缩和生物富集的作用,它会导致污染的效应具有一定的潜伏性。我们可能对这种效应的认识后知后觉,等到发现的时候已经晚了。

第三,它确实有各种各样的危害性。公约的POPs物质,如全氟化合物,它的急性毒性非常低。所以这个“T”它不是一个简单的毒性问题,我更倾向于用“负面的生物危害性”来形容它。

第四,长距离迁移性。这一点决定了我们必须要做公约。北欧国家在化学品管理上是比较激进的,相对来说做得也比较好,但是他们没有办法自己解决其环境中的POPs问题,因为POPs可以从遥远的地方迁移过去。

如非洲用的滴滴涕(DDT),可以通过这样的效应迁移到达北极地区,也包括比较富裕的一些北欧国家。同样地,全氟化合物也可以通过洋流、通过空气传输到这些北欧国家。

一个污染物如果既是持久的,又是生物累积的,还具有各种各样的负面生物效应,同时还能够远距离迁移,兼具这四个方面的特性,那么这样的污染物问题就不是那么容易解决。

实际上熟悉化学品的朋友们都知道这些名词,比如PTs,它是指污染物兼具持久性和危害性这两个的组合,PBT则是又加了一个B,而POPs又进一步缩小了范围。范围的缩小意味着这些物质从管理角度而言,其优先等级越来越高。

持久性


这里以二噁英里最具代表性的2,3,7,8-TCDD来举例,它的半衰期有保守估计和相对乐观的估计。

不管是哪一种,年限都已经远远超过了我们能够接受的范围:二噁英进入人体内后,七年内还没有衰减一半。

生物累积性


这是来自五大湖地区的实际监测数据。比如左边的DDT,鸟类体内累积的含量相对于水体中的浓度是一千万倍,而右边的多氯联苯(PCBs)这个倍数更是高达两千五百万。

而人类的营养级只会比鸟类的更高或持平,可想而知,即使在很低的环境浓度下最终也可能在我们体内累积到一个高得多的含量。

这就带来两个问题,第一就是我们必须要高度重视环境监测。如果监测在低浓度水平时测不出来也是需要小心的。

我个人对环境监测报告中只标识ND是非常诟病的,报告在给出ND的同时也必须给出检出限的数据,否则会是有问题的。

第二是我们对于环境保护的考虑必须是一个系统的过程。如果等到在高营养级的人类或者是高等动物体内发现效应的时候,再去回溯环境浓度,就已经太晚了。

毒性


还是以二噁英举例,这是一张典型的氯痤疮的照片。在西方很多国家历史上都发生过,像意大利、北美曾经都有过专门的信息调查。

我们国家实际上在行业内大家都是熟知的,像一些传统的做DDT、六六六等农药的生产厂家,对这个是不陌生的。只不过那个时候,大家不知道这是二噁英造成的危害。


世界卫生组织(WHO)对二噁英给出了一个摄入量限值,是1~4pgTEQ/kg b.w. /day(即:皮克毒性当量/公斤体重/天)。比如一个人体重70kg,按上限4来计算每天最多能够摄入的量也就是280 pg。

TEQ的算法看上去是比较复杂的,简单来说就是做加权求和。我们用2,3,7,8-TCDD作为基准,把各个同族体的毒性效应跟它进行比较后得到一个权重系数,就是毒性当量因子——TEF值。

把所测出来PCDD这部分先求出TEQ,然后是PCDF这部分的,再加上后面的12个类二噁英多氯联苯(DL-PCBs)的,最后整合在一起得到一个总的TEQ,这个可以用来和标准限值进行比较。


我们看到这里有一个问题,在WHO的限值里,这些零都排在前面。而在比如日本的年垃圾焚烧量的数据里,零又都在后面。

这种反差就产生了一个大问题:一方面要烧掉这么多的垃圾,另外一方面又要确保人们的摄入量如此之低。

所以这不是一个很容易的事情,不仅只是技术的问题。用再好的炉子,如果没有很好地运行,没有一个很好的外部的监督,那肯定是不可持续的,很难确保摄入量总能符合要求。

长距离迁移


简单来理解,LRT的原因就在于这些物质是可以挥发的,而且挥发性不是非常强,我们称之为半挥发性的。

比如在非洲用DDT杀蚊子,是用药液喷雾的办法,因为天气比较热,DDT就会挥发到大气当中,风一吹就会传播。

但是到了晚上,或者到了气温比较低的地方,DDT就会掉落下来,因为它的挥发性没有那么强,是半挥发性的。然后白天太阳出来了,气温上去了,它又挥发上去进入大气。

这就像一个“蚱蜢”一样,从热带不断地跳,一直跳到了寒冷的北极地区。这就是所谓的“蚱蜢跳效应”。

学化工的同学可能知道,化工里面有个操作叫蒸馏,它其实跟这个原理是一样的:随着温度的变化,在蒸馏塔里可以放上塔板,就可以按照不同的挥发性把组分分离,因此有时也把POPs的这种迁移称为“全球蒸馏效应”。

这是一个重要的机制,它决定了这样一个结论,就是任何国家都没办法独立解决本国的POPs问题,我们必须采用全球协作的方式。

(未完待续……)


原标题:持久性有机污染物与《斯德哥尔摩公约》(一)

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