現代經濟發展中,空气環境汙染問引起了全球廣泛關注,有效逆轉或改善環境成為現代可持續化發展中的緊迫問題。本文對空氣及土壤中的和土持久性有機汙染物進行分析,主要探討汙染物的來源以及分布,以期為自然環境可持續化發展提供幫助。
持久性有機汙染物(POPs)是壤中染物工業發展中形成的有機伴生物,對於環境有極大危害,持久且可使人類身心健康受到威脅。机污监测持久性有機汙染物對於社會生活有潛在隱患,研究為此中國環境監測部門將持久性有機汙染物作為重要監測目標之一。空气本文對持久性有機汙染物進行分析,和土並對空氣及土壤中的壤中染物有機汙染物進行詳實闡述,以期為持久性有機汙染物監測提供借鑒。持久
1 持久性有機汙染物概述
1.1 含義
POPs是机污监测汙染物中的一個分類,具體是研究指存在持久性特征的有機合成汙染物。該類汙染物具有高毒性、空气半揮發性、和土生物蓄積性以及長期殘存性,壤中染物於空氣、水環境或者遷徙途中遠距離遷移沉積回落地球,造成環境及動植物的劇烈損害。對於生物而言,POPs會使機體發生免疫機能、生殖機能、內分泌係統出現紊亂及失調的現象。有研究發現,現階段幾乎所有人身體內都包含有POPs物質,這也說明此類物質造成的人體危害逐步顯現(如下)。
1.2 特征
POPs物質具有明顯的持久性,其在水中半衰期超過2個月,土壤中半衰期則超過6個月;POPs物質在生物體中的積累性,一般水生物體內POPs因子積累達到5000以上;POPs具有遠距離傳輸特點,在與某一POPs物質排放源頭相距較遠的位置進行水準麵的測量,多項實踐證明,POPs物質能夠通過遷徙物種及水體、空氣進行遠距離傳播,或者在對環境產生破壞的現象上有強大的遠距離傳播能力;最後則是不良效果[2]。健康方麵來看,會導致野生生物體出現先天缺陷以及免疫功能障礙、癌症、發育及生殖係統疾病等。造成的人類影響也含有生殖、癌症、先天缺陷、疾病易感、智能下降。
2 空氣和土壤中持久性有機汙染物監測研究
2.1 空氣中的POPs來源及分布
2.1.1 空氣中的POPs來源
多氯聯苯(PCBs)是POPs中的重要分類,相關研究表明,我國大氣環境中的PCBs主要來源是含有PCBs的設備使用中產生的泄漏,以及含有PCBs設備退役後的拆解排放。因為低氯代PCBs本身的揮發性更強,所以在整體大氣環境中低氯代PCBs較之PCBs產品的含量更高,PCBs異構體在分布上無明顯的地域性差異。其次是交通及生產中產生的POPs較多,大氣中鹵素質量濃度城市區域中相對更高,從城市區域到農村地帶則明顯呈下降趨勢;交通流量大的樞紐區域中大氣EOCI質量濃度較之於交通流量小的區域明顯更高,這也這說明了工業生產以及交通排放是有機氯汙染主要來源之一。在POPs中,多環芳烴於環境中的分布也較為廣泛,主要來源還在於煙草及木材等生物質、石油及煤等燃料在未完全燃燒時。分子量較小的多環芳烴是氣體形態,分子量較大的多環芳烴則主要是顆粒形態,通過沉降及大氣傳輸使汙染物作用到與汙染源頭距離不等的水體及地表中。因為城市規劃及地理位置的差異、區域社會生活習慣不同、經濟水平不同等條件,城市與城市之間的POPs主要汙染源導大氣汙染也具有一定差異。
2.1.2 空氣中的POPs分布
空氣中的POPs隨時間變化,分布濃度上也具有一定差異。在20世紀早期,因國外工業先進的國家大量使用POPs物質,導致全球範圍內的POPs濃度也在不斷增大,在20世紀80年代POPs濃度達到了最高值,各國相繼將POPs使用進行了製止,同時也禁止進行POPs的排放,全球範圍內的POPs濃度也逐漸下降。空氣中的POPs濃度有著明顯的季節性,有機氯農藥在每年夏半年相對更高,而冬半年相對更低。比如阿爾卑斯山區DDTs濃度與南極地區七氯濃度都與這一規律相符。同時,這一規律性也說明了溫度對於POPs分布的影響。POPs有明顯的揮發性,在夏季高溫情況下,土壤或者其他含有POPs物質的介質中的POPs更容易在空氣中揮發,以此使空氣中POPs含量上升。當然,若是在進行POPs的處理中增加了溫度,那麽還是會導致大氣中的POPs含量上升,比如多溴二苯醚以及多環芳烴等使用的排放方式便是燃燒,這也導致此類POPs物質冬半年更高。POPs的半揮發性能使土壤及水體中的POPs通過蒸發的方式進入到大氣環境,並通過大氣環流的形式遠距離進行POPs汙染的遷移。自然溫度較低時,POPs會在地表中沉降,而隨著溫度逐漸升高,POPs又會再次揮發並進入到大氣環境,如此往複。這類情況也導致POPs物質會在地球偏遠高寒地區沉積,致使POPs汙染會於全世界範圍內傳播。比如在珠峰及瓦裏關中都能檢測到有機氯農藥,不過此類地區大氣環境中POPs含量較之城市地區明顯更低。
2.2 土壤中的POPs來源及分布
2.2.1 土壤中的POPs來源
有機氯農藥的種類相對較為多樣化,DDT與HCH在我國土壤POPs汙染中是最為普遍的汙染物。主要來源還在於HCH與DDT的大量生產及廣泛使用,在農村區域中明顯更多。但土壤有機氯農藥的最大汙染區往往是在有機氯農藥廠內部,導致了有機氯在土壤中的二次汙染。多氯聯苯是人工合成有機物,我國在20世紀80年代初期就逐步停止了這一物質的生產,但在50年代到70年代自比利時進口了含有多氯聯苯的電容器,這是導致我國土壤多氯聯苯汙染的來源之一。土壤POPs汙染來源中,多氯聯苯的汙染來源於生產及使用過程中,進行有效的控製能夠緩解這一汙染。二噁英主要是在含氯化工處理或者廢物燃燒中產生的一類副產品,土壤中出現這一類汙染主要來源是廢物燃燒及木材燃燒、金屬冶煉廠生產中的廢棄排放。多溴二苯醚主要作用是阻燃劑,在電子、化工、采礦、石油、紡織等領域應用廣泛,計算機及日常用品中也多含有這一汙染物,其使用廣泛也造成了汙染廣泛,在電子廢品垃圾場及周圍環境中出現的汙染情況往往也較為嚴重。
2.2.2 土壤中的POPs分布
有機氯農藥分布主要與製藥生產、使用關係密切,有機氯農藥的存儲區域汙染最大,農田生產中使用大量有機氯農藥進行土壤害蟲防治,也導致土壤中的有機氯農藥超標。農田類型不同有機氯農藥殘留不同,農藥含量分布可以按次序排為水田、蔬菜以及林地。農田地形存在差異時也會導致土壤中的有機氯農藥殘留不同,山區地帶較於平原地區殘留量更高。城市的發展曆史與多氯聯苯的含量也具有相關性,曆史越長,多氯聯苯總量越大。二噁英主要是含氯化工在處理及廢物燃燒中產生的物質,因此其分布受到汙染地區主要風向影響。比如哥本哈根地區二噁英濃度主要是從西到東梯度升高的分布狀態,當地常年盛行西風。另一方麵,在與二噁英汙染源相近的區域,土壤中含有二噁英的濃度也較高。多環芳烴在分布區域不同及土壤類型不同時,含量也存在較為明顯的差異,城市中的高濃度區域主要在老住宅區以及老教園區、工業集中的區域,這說明城市的人口活動及時間累積都會使得多環芳烴濃度及含量增加。多溴二苯醚在土壤中的分布與土壤TOC含量存在正比關係,這說明多溴二苯醚在土壤中的含量受到土壤對有機質吸附能力的影響。多溴二苯醚還受到海拔影響,海拔越高溫度越低,有機物質受到冷凝作用在土壤中不斷聚集。
3 結論
本文對持久性汙染物在空氣及土壤中的分布進行了分析,空氣中的有機汙染物相對受到溫度影響;土壤中的有機汙染物受到汙染物生產及使用的影響,更會因人類活動及時間累積而逐漸增量溫度及風向的影響也較為明顯。未來進行持久性汙染物的處理過程中,要按照其分布以及來源進行具體的分析以後,才能確認其處理方法,因為來源和分布往往揭示了持久性汙染物的總體影響,對其合理分析後才能確認有效的處理方法。
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