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            環保知識

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            持久性有機污染物的環境行為
            作者:http://www.5588jj.com/ 發布于:2014-01-07 17:19:11 點擊量:
            (1)    POPs基本特性常數的測定
                化合物的一些關鍵性質控制著它們在環境中的“命運”和環境行為(環境化學家可以做 出預測)。這些關鍵性質包括水溶解度、飽和蒸汽壓、土壤吸附系數、水相/固相分配系數 (如正辛醇/水分配系數Kow)、空氣/固體或液體分配系數(如正辛醇/空氣分配系數Koa, Hen抄定律常數,即空氣/水分配系數Kaw)、水解常數、在空氣(水和土壤)中的半衰期 “1/2>、生物富集因子(BCF)等,其中最重要的參數是依賴介質的半衰期及沿食物鏈的生 物富集因子。
                飽和蒸汽壓是指化學物質在一定溫度下與液體或固體處于相互平衡時的蒸汽飽和壓力, 通常作為評價化學物質揮發性的指標參數。
                KOA是推述污染物在空氣和環境有機相間分配行為的重要參數,對于評價有機污染物在 大氣/土壤/植物間的迕移和分配行另具有重要的意義。雖然已經發展了一些實驗測試及理論 計算iCoA的方法,仍然有更多的POPS的Koa值及其溫度依附性數據是空白,需要發展更 為簡便的iC0A實驗測定和理論預測方法,并應用于揮發和半揮發有機污染物的環境行為評 價中。半衰期用于表征化學物質的生物累積性,POPs物質的半衰期相對較長。
             
            (2)    POPs遷移及轉化行為
                前期研究主要是關于POPs在單一介質如大氣、湖泊及農田中的遷移及轉化行為,一方 面通過探查不同位置'中POPs的含量了解其空間分布;另一方面通過長期跟蹤研究或環境歷 史資料,得到其隨時間的變化規律。在此基礎上,通過數值模擬方法得到關于時空變化規律 的數學模型,并對模型進行校驗和改進。目前正在進行的研究方向主要是POPs在多介質環 境中的遷移和轉化行為的研究,已有關于特定POPs物質在空氣-草場、空氣-海面、水-底泥 等兩相間遷移轉化行為的研究。另外,區域性系統及全球系統的宏觀分析也受到了關注。
                —在一定區域或全球范圍內,POPs很可能從較暖的地區向較冷的地區遷移,隨緯度或海 拔增高而發生梯度性分流。這樣的水汽揮發、顆粒物吸附和沉積等循環過程使POPs向從未 使甩和釋放的地區遷移,寒冷的極地和高海拔地區很可能成為POPs的全球沉積地。POPs 從溫暖地帶向寒冷地帶遷移的趨勢在不同經緯度的地區“分配”,稱為“全球分配”和“冷 濃縮”現象。北極地區已經成為POPs的匯集源,尤其是以HCHs為代表的有機氯農藥的 含量大大高于人們的估計,主要原因是通過大氣的長途輸送而匯集,而由于極地地區的低溫 使海水中有機物難以轉化和降解。最新研究表明,北極地區大氣中的HCHs含量急劇下降, 導致海-氣交換發生逆轉,表明海水中的HCHs重新揮發到大氣中,使該地區成為HCHs的 二次污染源。
                為了研究POPs的遷移及轉化行為,需考慮三個主要因素:排放和殘余數據的收集、介 質中POPs的監測和介質中POPs的傳輸模型。加拿大李一凡博士在北極PCBs遷移和轉化 行為研究方面進行了大量的工作d為了計算農藥的排放,李博士建立了簡化的網格化農藥排 放和殘留模式(SGPEM),并利用該模式計算了全球農藥的使用量和釋放量。很久以來,科 學家們一致認為大氣長距離輸送是所有的POPs進人北極的主要通道。李博士在比較p-HCHs和a-HCHs的關系以后,提出了與眾不同的觀點:與^七0出不同,/J-HCHs進人北 極的主要通道是洋流,而不是大氣。這一發現是近幾年來北極污染的來源和通道研究的一個 重要發現,已為廣大科學界所接受。李博士建立了一個北極質量平衡盒子模型(AMBBM) 來研究a-HCHs從1940年至今在北冰洋的支出隨時間變化的情況,開發了綜合模擬模 型系統(PePM),并利用該模型估算了伊利湖流域農田土壤中農藥莠去津的徑流損 失量。
             
            (3)    POPs毒性及生態影響研究
                測試POPs的毒性效應的方法總體分為兩個方面:體內測試(In vivo test)和體外測試 (In vitro test)。體外測試方法簡便易行,費用也較低,而且易闡明機理。但體外測試只能 體現受試生物某一部分機能或敏感參數的改變,不能體現整個生物體的變化,所以當把測試 結果外推到實際環境時相關性較差。體內試驗結果具有相對權威性,但該方法耗資、耗時和 耗力,而且對環境低濃度暴露時,不易獲得正確反應。POPs的結構和作用方式多樣,需用 一組相互補充的體外和體內測試方法來全面評價POPs的生態毒性。目前傾向于利用分組和 分層式檢測方法(Tiered test)進行篩選和測試,如美國國立環境健康研究所推薦的兩層實 驗方法,一層可測POPs所引起的敏感參數的改變,另一層可更精確地測定生物體機能的 改變。
                在某一地區種類繁多的POPs間時存在并在生物群落中累積,對生態系統造成的危害和 影響很難說明是哪一種或哪一類化學物質的影響造成的。POPs及其代謝物或幾類化學物質 對動物及人類生殖能力的影響往往具有協同作用。POPs由于具有干擾人類及野生動物的內 分泌系統的作用,亦被稱為環境內分泌干擾化學物質或環境雌激素。許多POPs是已知和可 疑致癌物,如多環芳烴(PAHs)和PCDD/Fs等。PCDD/Fs的健康影響研究屬于重大研究 課題,美國環保局和歐洲某些政府機構曾花費10億美元研究PAHs和PCDD/FS的毒性效 應,該物質以混合物形式存在,并且與其他化合物(例如某些PCBs、多氯萘、PCN)反 應,對許多生物有影響。據近期報道,POPsW影響已擴大到高級食肉動物的免疫系統,進 一步證明了其對人類的致病可疑性和對動物行為模式的影響。
             
            (4)    POPs的結構-活性定量關系研究
                結構-活性定量關系(QSAR) '法是目前研究化學品生物毒性效應的一種較好的方法。 它的原理是根據具有相似結構的化學品應有相似的活性,所以化學品的特異毒性效應與它們 的結構和理化特性有關。在研究POPs時,利用巳有數據建立QSAR模型,可預測未知 POPs的毒性效應,.這種方法可節省大量的人力和時間,對用實驗難以測定其毒性效應的 POPs更是一種行之有效的方法。
                鑒于有機物的多樣性和復雜性,1977年在Windsor大湖水質會議上,Weith建議采用 QSAR模型預測環境化學物質的特性及其活性,隨后的幾十年來,QSAR模型在預測POPs 的特性方面取得了很大成就,已有一些有關生物濃度、亨利常數等方面的QSAR模型。近 年來更注重模型與反應機理相符合的研究。

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