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有机污染离我们有多远


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2009-10-11

 

  撰文 / 汤灏

  2009年5月,在日内瓦举行的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》第四次缔约方大会上,9种严重危害人类健康与自然环境的POPs被增列入《斯德哥尔摩公约》,至此,根据公约所禁止生产和使用的POPs数量增加到21种。什么是POPs?《斯德哥尔摩公约》又是怎样与POPs联系在一起的?为什么要禁止生产和使用POPs?POPs离我们有多远?这一系列问题其实都与我们的生活密切相关。

  POPs引发全球关注

  POPs的中文全称叫“持久性有机污染物”,是指人类合成的能持久存在于环境中,通过生物食物链(网)累积,并对人类健康造成有害影响的化学物质。与常规污染物不同,持久性有机污染物对人类健康和自然环境危害更大。POPs在自然环境中滞留时间长,极难降解,毒性极强,能导致全球性的传播。被生物体摄入后不易分解,并沿着食物链浓缩放大,对人类和动物危害巨大。很多持久性有机污染物不仅具有致癌、致畸、致突变性,而且还具有内分泌干扰作用。研究表明,持久性有机污染物对人类的影响会持续几代,对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。

  正是基于对POPs危害的认识和了解,世界各国决心采取共同行动。2001年5月22日,联合国环境规划署在瑞典首都斯德哥尔摩通过了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,简称《斯德哥尔摩公约》。公约的主要宗旨即在于减少、消除和预防POPs污染,保护人类健康和自然环境免受其危害,也是继1987年《保护臭氧层的维也纳公约》和1992年《气候变化框架公约》之后,第三个具有强制减排要求的国际公约,是国际社会对有毒化学品采取优先控制行动的重要步骤。公约于2004年5月17日生效。至2005年5月,公约的签字国有151个,批准国98个。中国在2001年5月23日签署该公约,并于2004年11月1日对中国生效。

  根据这项公约,首先禁止使用和生产的持久性有机污染物(POPs)主要共计12种,包括:(1)有意

  生产—有机氯杀虫剂:滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚;(2)有意生产—工业化学品:六氯苯和多氯联苯;(3)无意排放—工业生产过程或燃烧生产的副产品:二恶英(多氯二笨并-p-二恶英)、呋喃(多氯二笨并呋喃)。公约还规定,所要控制的持久性有机污染物(POPs)清单是开放性的,将来可以随时根据公约规定的筛选程序和标准对清单进行修改。

  随着人类对POPs认识程度和控制能力的不断增强,限制使用的POPs种类与数量也应相应地扩大范围。在《斯德哥尔摩公约》诞生八年之后,2009年5月,全球160多个国家和地区达成共识,将9种POPs增列入公约。这些新增物质包括:三种杀虫剂副产物(α-六氯环己烷、β-六氯环己烷、林丹)、三种阻燃剂(六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚、六溴联苯)、十氯酮、五氯苯以及PFOS类物质(全氟辛磺酸、全氟辛磺酸盐和全氟辛基磺酰氟)。

  在9种化学物中,α-六氯环己烷、β-六氯环己烷、六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚、十氯酮、六溴联苯、林丹、五氯苯将被列入《斯德哥尔摩公约》附录A。这意味着,除非获得延长生产和使用的特定豁免,这些化学物必须在一年之内彻底停产、停用。此外,全氟辛磺酸、全氟辛磺酸盐和全氟辛基磺酰氟将被列入《斯德哥尔摩公约》附录A或B。公约规定,列入附录B的化学物将被限制使用,原因是它的某些用途尚无其他物质可替代,使用这些化学物还须定期接受评估。

  无处不在的POPs

  α-六氯环己烷、六溴联苯醚、十氯酮、多氯联苯、林丹……这些复杂而拗口的化学名词对普通人来说是那么陌生和遥远,可是你知道吗?在我们的身边,在我们的生活中,却随处可以找到它们的身影。

  家用电器里有它们,无论是白色电器——电冰箱、洗衣机、微波炉、空调、吸尘器,还是黑色家电——DVD、数码相机、游戏机、家庭影院、电话;交通工具中有它们,大到飞机、轮船、火车,小到汽车、摩托;玩具里有它们,餐具里有它们,而我们吃的食物里,更是无法抹去它们的身影——水里游的鱼,天上飞的鸟,地上种的蔬菜、水果,圈中养殖的鸡鸭猪牛……专家们表示,POPs在各种环境介质和生物体中广泛存在,也包括我们人类本身。西班牙格拉纳达大学放射医学和物理治疗系的科研人员在2008年1月公布了一项最新研究结果:在他们所检测的387名成年西班牙人志愿者的体内,100%都被检出有一种以上的持久性有机污染物,这些POPs被认为是通过食物、饮水或呼吸等进入人体并在人体脂肪组织中累积下来的。而在北京进行的一项针对持久性有机污染物的调查发现,在北京采集的孕妇的乳汁里,300多位孕妇的乳汁中有90%检出多氯联苯或者有机磷农药等POPs,有10%的人处在比较危险的水平。

  如此危险的化学物质怎么会与我们如影随形?答案很简单,因为它们对人类生产生活有巨大的帮助。

  电器的发明和使用使我们的生活更加方便和多姿多彩,但是电器的普及一直伴随着另一个问题:电器引发的火灾。火灾对人类的威胁是显而易见的。据国际权威机构国际消防技术委员会和日内瓦国际保险经济研究学会统计,目前全球每年约有10万人死于火灾,火灾所造成的经济损失占全球GDP的1%左右。有效降低火灾风险的一个重要途径就是在材料中加入阻燃剂。而前面提到的六溴联苯醚、七溴联苯醚、四溴联苯醚、五溴联苯醚等POPs就都是阻燃剂。

  溴类阻燃剂的防火效果好,与它们的化学特性有关。家电的外壳和电路板都是塑料材质的。塑料的主要成分是聚乙烯、聚苯乙烯,含有碳、氢元素,很容易燃烧。学过化学的人可能知道,燃烧过程实际上是氧气与碳氢结合的一个链式反应过程。而加了溴类阻燃剂后,可以阻断燃烧的过程,把产生的自由基吸收掉,使燃烧不能继续下去。在燃烧时,溴类阻燃剂也会释放出大量的烟,把氧气隔断,没有氧气也就烧不起来了。当然,加阻燃剂的目的是烧得慢一点,而不可能完全“绝火”,但如果不加阻燃剂,一旦发生漏电或着火,家电会很快烧得精光。

  9种POPs中的全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸盐和全氟辛基磺酰氟三个“全氟”兄弟,可以用来做表面活性剂,由于它们有不沾水、不沾油的特性,一般用在皮革、纸制品等的保护涂层上。比如皮鞋,在皮革涂料中加入少量的含氟化合物,即使雨天在水里走,鞋子也不会沾水。再比如,不粘锅之所以不粘,全在于锅底的“特富龙”涂料,这种物质是含氟树脂的总称,其中就包含那三个“全氟”兄弟。当然,含氟有机化合物在不粘锅中已没有痕迹,不会对人体造成伤害。但是研究发现,“特富龙”在高温下有可能分解,会释放出十几种有害气体,导致一些呼吸道敏感的动物死亡,所以不粘锅千万不能空烧。

  大多数POPs都不是自然界中本来存在的,而是人类为了满足特定的需要而故意合成和生产的,也有一些是在工业过程中作为副产物而无意中生成的。比如,α-六氯环己烷、β-六氯环己烷就是杀虫剂的副产物,也就是说,它们本身没有杀虫作用,而是在合成杀虫剂的过程中额外产生的巨毒的副产物。而十氯酮和林丹都是杀虫剂,五氯苯是一种杀虫剂的中间体,用来合成杀虫剂。

  害虫是农作物的天敌,直接关系到农作物的产量和人类的生存,因此很多杀虫剂在发现之初都被认为是“伟大的发现”,比如我们最为熟悉的DDT。DDT最早由一名德国人合成。1939年,瑞士化学家保罗·米勒发现了DDT的杀虫活性。在接下来的几十年内,以DDT为代表的有机氯合成杀虫剂大规模生产,并在农业生产和卫生领域广泛应用。1948年,保罗·米勒还因这一发现而获得当年度的诺贝尔医学和生理学奖。20世纪上半叶,DDT在防止农业病虫害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害方面起到了不小的作用。但是,DDT属于中等毒性强度的化学品,能够通过多种途径进入人体而产生毒害作用,甚至致癌。20世纪60年代,科学家发现DDT在环境中非常难降解,并可在动物脂肪内蓄积,甚至在南极企鹅的血液中也检测出了DDT。1962年,美国科学家卡尔松在其著作《寂静的春天》中提出, DDT进入食物链是导致一些食肉和食鱼的鸟类接近灭绝的主要原因。因此,1970年代后,DDT逐渐被世界各国明令禁止生产和使用,并在2001年被列入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物“黑名单”。

  被列入POPs“黑名单”的物质都具备四种特性。首先是高毒性,它们会对人和其他生物体造成伤害,轻者出现头痛、头昏、阵发性抽搐、恶心、腹泻、昏迷等症状,重者会造成肝肾功能减退、内分泌紊乱,甚至致癌、致畸。

  第二是持久性,它们在环境中存留的时间很长,比如十氯酮,有报道说,美国弗吉尼亚州一家生产十氯酮的工厂在停产二十多年后,其下游鱼类样品中仍能检出十氯酮;研究还表明,十氯酮能在土壤中保留100年,其结果就是导致食物链,特别是水源遭到污染。再如二恶英在土壤中和人体内的半衰期都超过十年。美国在越战期间使用含有二恶英类杂质的落叶剂,不仅越南南方人民至今深受其害,美国参战老兵和其后代也未能幸免,美国政府曾向有关参战军人支付了1.8亿美元健康赔偿。

  第三是生物积累性,POPs可能在环境中浓度很低,但在生物体内浓度会越积越高。比如水里有某种POPs,喝一杯水不会有什么问题,但是长期喝这样的水、吃水里的鱼,对人体就有害,而且鱼里的浓度要比水里高,从小鱼到大鱼,POPs在鱼体里也是不断积累的。孕妇高剂量暴露在POPs环境里,会将体内的POPs通过脐带传递给胎儿,通过母乳传递给婴儿。有研究表明,POPs对人类的影响会持续几代。同时,POPs具有很强的亲脂性和生物放大效应。人类处于食物链的顶端,环境中的微量POPs会经过生物富集及食物链传递作用进入人体,由于其溶水性差,不易通过血液循环或排泄系统排出体外,而是会在人体的脂肪中积累,甚至放大到原始值的7万倍。

  第四就是流动性,POPs可以通过风、水流或动物的迁徙传播很远的距离。科学家在南极、北极这样远离污染源的地方都发现了POPs污染源,在企鹅、海豹的身体里都发现了POPs,而且浓度越来越高。从大气层到江河湖海,地球上已很难找到一块不受POPs 污染的净土了。

  阻击POPs之战

  POPs离我们很近,人类发明它们,是为了更好地生存和发展。但是,渐渐地,这样许许多多曾被称为“伟大”的发明或发现终于成了人类自己的“弗兰肯斯坦”——“脱离控制的创造物”。随着环境污染、物种灭绝、生态恶化,我们越来越清醒而深刻地认识到POPs给人类社会带来的危害,并开始了阻击POPs的共同行动,因此有了《斯德哥尔摩公约》的诞生。但是,我们也不得不注意到,公约所列出的化学物质只是整个POPs家族中很小的一部分。比如,对于毒副作用大、危害环境的溴类阻燃剂,只是禁止使用其中的几种,而并没有将其全面“封杀”。原因就在于,目前还没有找到可以完全替代溴类阻燃剂的更好的产品。其实,对于所有危害性大的POPs,科学家们一直在不停地寻找它们的替代品,一旦找到就会将它们列入“黑名单”。但是,显而易见,就算找到了替代品,它也不会是完全无害的,只是危害小些、再小些而已。

  以杀虫剂为例。在DDT被禁用后出现了十氯酮、林丹等第一代有机氯农药,它们的毒性很大,而且难降解,附着在植物表面,很容易伤害人类本身,所以很快被第二代有机磷农药取代。但人们发现,有机磷农药对人的毒性还是非常强,如甲胺磷、乐果等,农民在喷洒时也容易吸入而中毒。有机磷农药有的地方现在还在使用,不过通过改进,使之对人的毒性降低,对害虫的毒性不降低。随着科技的发展,第三代、第四代仿生类农药也早已出现,主要是含氮类化合物,不仅有效性强、毒性小,而且残留期很短,对人和环境的伤害都小了很多。而且,新农药研发时都必须做生态风险评估,看农药对蜜蜂等有益的昆虫有没有毒害作用。这些都有效地降低了POPs对人类的潜在危害。

  在《斯德哥尔摩公约》首批控制的12种持久性有机污染物中,我国仍在生产和使用的包括氯丹、灭蚁灵和DDT,是国际上保留生产和使用豁免用途最多的国家之一;工业用途的多氯联苯早在20世纪80年代初停产,但是部分含多氯联苯用品如变压器和电容器依然在使用;我国总膳食中二恶英类污染与其他国家相比处于中等水平,然而,在一些废旧电器拆解地、氯碱化工的废渣堆放地、使用含有二恶英类杂质的五氯酚钠的地区,环境中二恶英类残留量较高,当地居民有高剂量暴露的风险,这些POPs有可能污染当地的食物和饲料,对该地区的生态环境和人群健康构成威胁。

  2007年7月,“中国履行斯德哥尔摩公约国家实施计划”正式启动。根据这一计划,中国将在2015年前,按照分阶段、分区域和分行业的战略采取相应行动,重点完善实现履约目标的政策法规,进一步完善持久性有机污染物清单,完善持久性有机污染物监测体系等。2009年5月,环境保护部、发展改革委、农业部等多个部委发出公告,宣布从今年5月17日起,禁止在我国境内生产、流通、使用和进出口滴滴涕、氯丹、灭蚁灵及六氯代苯,即公约规定的第一批限期淘汰的持久性有机污染物,从而兑现了我国关于2009年5月停止特定豁免用途,全面淘汰杀虫剂类持久性有机污染物的履约承诺。而新近列入《斯德哥尔摩公约》“黑名单”的9种污染物,其中一部分我国尚在生产和使用,对它们在生产、应用、排放和报废等环节的管理、控制法规还不完善,进行有效管理的能力不足。但专家表示,既然已经列入了《斯德哥尔摩公约》,中国一定会遵守公约的规定,禁止生产和使用这些化学物质。

  阻击POPs,中国任重而道远。

    【《生命世界》】 

 


 

   

 

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