pops-生物地球化学循环解析
环境化学中的持久性有机污染物的检测与控制
环境化学中的持久性有机污染物的检测与控制在环境化学领域中，持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称POPs）是一类对环境和生物体具有潜在风险的物质。
这些物质通常具有高度稳定性和低降解性，能够长期存在于环境中，并且可在长距离范围内迁移。
由于其对人类健康和环境的潜在危害，检测和控制POPs已成为环境研究和保护的重要课题之一。
一、POPs的检测方法POPs的检测方法主要包括物理化学分析方法和生物监测方法两类。
1. 物理化学分析方法物理化学分析方法通过对样品中POPs的物理化学性质进行分析，以确定其存在和浓度。
常用的物理化学分析方法包括质谱法、气相色谱法、液相色谱法等。
这些方法可以对POPs进行灵敏、准确的定量和定性分析。
2. 生物监测方法生物监测方法主要通过检测生物体中的POPs，评估环境中的污染程度。
生物监测方法可以通过检测鱼类、鸟类、哺乳动物等生物体中的POPs含量，来推断环境中POPs的水平。
生物监测方法具有操作简单、成本低等优点，因此在实际应用中得到了广泛使用。
二、POPs的控制方法为了减少POPs对环境和生物体的潜在风险，需要采取一系列的控制方法，主要包括以下几个方面。
1. 国际合作与政策制定POPs具有跨国传输的特性，因此国际合作对于POPs的控制至关重要。
各国应加强信息交流、科技合作，共同制定和实施相关政策和法规，共同应对POPs的挑战。
2. 精细化管理和监管为了有效控制POPs的释放和传输，需要建立健全的管理和监管体系。
包括加强监测网络建设、制定严格的排放标准、加强水体和土壤的保护等措施，以减少POPs的排放和迁移。
3. 替代和减少POPs的使用控制POPs的一种重要方式是寻找替代品或减少其使用量。
在工业生产和消费领域中，应推广使用无害替代物，降低POPs的使用量。
此外，还可以通过研发新型清洁生产技术，减少POPs的排放。
4. 环境修复与治理对于已经受到POPs污染的环境，需要进行环境修复与治理。
pops的全球循环
环境科学研究方法论课程论文院系名称资源与环境工程学院年级专业 2014级环境科学姓名程新学号 X11414001 提交时间 2016.12.4全球变暖对持久性有机污染物生物地球循环的影响机理摘要：对持久性有机污染物(persistent organic pollutants:POPs)的定义、来源和特征进行了介绍。
阐述了POPs对环境安全性构成威胁的原因。
大部分持久有机污染物persistent organic pollutants (POPs)具有致癌性、致突变和致畸变作用，对人类健康造成严重危害。
揭示POPs 全球循环的影响机制，总结了气候变暖对POPs 排放、迁移、储存、降解和毒性的影响。
气候变暖条件下，POPs 全球循环的变化主要体现在以下几个方面: (1)全球变暖直接促进了POPs 的二次排放，升温将导致POPs 从土壤和海洋中挥发出来；(2)气候变暖条件下大气与海洋环流的变化将显著改变全球POPs 的迁移路径。
Abstracts: In this paper，the definition，resources and characteristics of persistent organic pollutants were introduced.This paper described the cause why POPs threatens the environment.Most persistent organic pollutants (pops) are carcinogenic and mutagenic and teratogenic effect，causing serious harm to human health.To reveal the impact of climate warming on pops global circulation mechanism，summarizes the climate warming on pops emission，migration，storage，the influence of the degradation and toxicity.Conditions，climate warming pops global circulation changes mainly reflects in the following aspects: (1) global warming directly promoted the pops secondary emissions，warming will lead to pops volatilization from soil and oceans；(2) under the condition of climate warming，the atmosphere and ocean circulation changes will significantly change the global pops migration path.持久性有机污染物是指通过各种环境介质(大气、水、生物体等)能够长距离迁移并长期存在于环境，进而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质。
持久性有机污染物POPs及其环境修复技术与管理策略
符合持久性有机污染物定义的POPs物质有数千种之多,它们通常是具有某些特殊化学结构的同系物或异构体。2001年5月，《瑞典斯德哥尔摩公约》首批禁用了12种持久性有机污染物：艾氏剂（aldrin）、氯丹（chlordans）、滴滴涕（DDT）、狄氏剂（dieldrin）、二噁英（dioxins）、异狄氏剂（endrin）、呋喃（Furans）、七氯（heptachlor）、六氯（代）苯（hexachlorobenzene）、灭蚁灵（mirex）、多氯联苯（CBs）和毒杀芬（toxaphene）。2009年5月和2011年4月《公约》新增六六六、林丹、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、开蓬（十氯酮）、五氯苯以及PFOS类（全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸盐和全氟辛基磺酰氟）九种物质和农药硫丹为禁用物质，到目前为止，公约受控物质共22种[3-5]。可以按性质分为有机氯农药（OCPs），多环芳烃（PAHs），多氯联苯（PCBs）等三类，或按分来源为一般杀虫剂、工业化学药品及工业过程和固体废弃物燃烧过程中产生的副产物等三类[6]。
持久性有机污染物POPs及其环境修复技术与管理策略
摘要：持久性有机污染物（POPs）因其具有高毒性、高生物富集性和难以生物降解等特点而备受关注并成为当今环境科学领域研究的热点前沿。本文论述了POPs的种类、来源、传播扩散形式、危害。详细介绍了POPs的物理、化学和生物环境修复技术及相关管理策略。指出除了继续研究开发高新技术特别是应用基因工程技术，使生物修复技术的研究进入到分子水平外，加强多种修复技术耦合，形成高效、经济的联用技术是当前研究方向；强化POPs的环境管理，如POPs污染场地、POPs废弃物，加强过程监督，制定行之有效的、适合我国国情的环境监管措施与法规，是当前我国面临的重要任务。
持久性有机污染物在土壤水体中的迁移和转化研究
持久性有机污染物在土壤水体中的迁移和转化研究论述持久性有机污染物在土壤水体中的迁移和转化随着社会的不断发展，化学品的大量使用造成了污染问题，其中持久性有机污染物（POPs）在环境中的迁移和转化问题已经引起了广泛关注。
一、POPs的定义和特点POPs是指那些在环境中难以降解、长期存在且容易在生物体内积累的有机化合物。
它们常见于农业、制造业和废弃物处理等过程中，由于其长期存在且高毒性的特点，对人类和生态环境都造成了重大的威胁。
POPs的化学结构复杂多样，但都具有极强的亲脂性和稳定性。
二、POPs的来源和运输大部分POPs来自于人类活动，主要包括工业生产、废弃物焚烧、农业用药和燃料燃烧等。
这些POPs在生产过程中被释放到大气中，然后经由降水沉降到地表，或由风吹被输送到其他地方。
同时，这些POPs还可以通过污染的土壤和地下水再向更远的地方传播。
三、POPs在土壤和水中的迁移和转化过程POPs在土壤中的迁移和转化受到了多种因素的影响，包括土壤质地、有机质含量、pH值、温度等等。
POPs通常通过黏土颗粒的外表并进入土壤中，并不断向下浸泡直至到达地下水层。
这些POPs可以经由水流流动到其他地方，也可以沉积在土壤中，不断固定在沉积物中。
POPs在水中的迁移和转化，一般受到pH值、温度、水体流动性等因素的影响。
一些POPs会随着物理和化学过程从水体中析出并沉积在沉积物中，一些则会继续溶解在水中并流向下游水体。
此外，氧化、还原以及生物降解等生物地球化学过程也会影响POPs的迁移和转化。
四、POPs的生态风险及其防控措施POPs的存在对环境和人类健康都有潜在的威胁，包括造成癌症、生殖和孕产问题等。
其对某些动植物物种也有影响，甚至会引起生态系统的崩溃。
为了减少POPs对环境和人类健康的影响，需要制定一系列防控措施。
其中包括立法对POPs的合理管理、加强环境监测，推广使用低毒性和可降解的替代材料，以及建立POPs的超长期监测机制等等。
持久化有机污染物在环境中的迁移和归趋模型分析
持久化有机污染物在环境中的迁移和归趋模型分析随着工业化和城市化的推进，大量有机污染物被释放到环境中，对生态系统和人类健康带来了严重威胁。
了解有机污染物在环境中的迁移和归趋模型对于环境管理和健康风险评估具有重要意义。
本文将针对持久化有机污染物（POPs）在环境中的迁移和归趋模型进行分析。
首先，什么是持久化有机污染物？持久化有机污染物是指在环境中难以降解和分解的有机化合物，具有长期存在性，并可以迁移到远离源头的地点。
它们包括多环芳烃类化合物、农药、工业化学品等。
由于其稳定性和毒性，POPs对生态系统和人类健康造成危害。
POPs在环境中的迁移受到多种因素的影响，包括物理、化学和生物过程。
物理过程如扩散、降解和吸附等可以改变有机污染物的浓度和分布。
化学过程如氧化还原反应、光解等可以影响有机污染物的降解速率和转化产物。
生物过程如植物吸收、生物降解等可以改变有机污染物的有效性和毒性。
因此，构建模型来分析POPs的迁移和归趋过程对于预测其环境行为至关重要。
针对POPs在环境中迁移和归趋模型的研究，主要有两种方法：实验室研究和数学模型。
实验室研究可通过模拟POPs在不同环境条件下的迁移和归趋过程，包括模拟土壤、水体和大气中的物理、化学和生物过程。
这些实验可以提供数据用于建模和验证模型的可靠性。
数学模型是研究POPs迁移和归趋模型的重要工具。
数学模型基于物质传递方程和参数化关系，通过数值计算来模拟POPs在环境中的迁移和归趋。
这些模型可以提供对不同环境条件下POPs迁移和归趋的量化预测。
常用的数学模型包括扩散模型、吸附模型、氧化还原模型、生物降解模型等。
这些模型可以用来模拟POPs在土壤、水体和大气中的迁移和归趋过程。
在实际应用中，使用数学模型来分析POPs在环境中的迁移和归趋具有一定的局限性。
首先，POPs的物理、化学和生物特性非常复杂，不同环境条件下可能出现差异。
因此，模型的参数估计和验证需要大量实验数据和现场观测。
浅析POPS与微生物处理有机物技术
浅析POP S与微生物降解有机污染物技术摘要：本文介绍了几种常见POP S（持久性有机污染物）的种类以及POP S的特性，并引用具体事例阐明其危害。
根据个人研究方向分析几种微生物降解与转化难降解有机污染物的技术。
关键词：POP S；微生物；难降解有机污染物一有机污染物简介有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。
可分为天然有机污染物和人工合成有机污染物两大类。
难降解有机物是指被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物)，这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。
这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氛化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。
这些物质的共同特点是毒性大，成份复杂，化学耗氧量高，一般微生物对其几乎没有降解效果，如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重地污染环境和威胁人类的身体健康。
随着工农业的迅速发展，人们合成了越来越多的有机物，其中难降解有机物占了很大比例，因此难降解有机物的治理研究已引起国内外有关专家的高度重视，是目前水污染防治研究的热点与难点。
废水主要来源于焦化废水、制药废水(包括中药废水)、石化/油类废水、纺织/印染废水、化工废水、油漆废水等行业性废水。
持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，简称POPs）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。
它具备四种特性：高毒、持久、生物积累性、亲脂憎水性，而位于生物链顶端的人类，则把这些毒性放大到了7万倍。
（一）持久性有机污染物的斯德哥尔摩协定2001年5月22日，包括中国在内的90个国家的环境部长在瑞典斯德哥尔摩签署一项公约，决定禁止或限制使用12种持久性有机污染物，其中8种是有机氯杀虫剂：艾氏剂（农业上用于防治农作物害虫，可引起人肝功能障碍、致癌）、氯丹（又称氯化茚、1068，主要用于防治地下害虫、白蚁和卫生害虫，可使人致癌）、狄氏剂（用于防治蚊、蝇、白蚁、蝗虫以及地下害虫、棉花害虫、森林害虫，可引起人肝功能障碍、致癌）、异狄氏剂（用于防治棉花害虫、水稻害虫、甘蔗害虫、鼠类，可妨碍人发育、致癌）、七氯（又称七氯化茚，农业上用于防治地下害虫及卫生害虫，可影响人的生殖器官、致癌）、灭蚁灵（用于防治棉象鼻虫和害虫、蝇、蟑螂，可使人致癌）、毒杀芬（又称氯化茨烯、3956，用于防治棉花害虫、地下害虫、蝇、蟑螂，可使人致癌）、滴滴涕（又称二二三，农业、林业、粮食卫生等行业用来防治害虫，影响人的肝脏、致癌）。
持久性有机污染物(POPs)毒性研究
持久性有机污染物（POPs）毒性研究摘要：持久性有机污染物(POPs)因为其长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性，对生态环境和人类造成严重危害，引起越来越多的关注成为研究的热点，主要介绍了POPs对生物体的致毒机理，综述了近年来POPs对生物体基因毒性方面的研究进展。
关键词：持久性有机污染物基因毒性致毒机理Abstract：Persistent organic pollutants (POPs) have shown great effects on the environment and human beings and attracted much aRenfion for its environmental stability and high toxicity. The toxicity mechanism of POPs to gene was introduced and the recent works on the genetic toxicity of POPs were reviewed.Key words：persistent organic pollutants; genetic toxicity; mechanism1 引言近年来，随着科学技术的进步和发展，人类制造的化学制剂，无论是种类还是总量，都在持续不断地增长，并且随人类活动大量地进入到环境当中。
全球约有各种合成化学物质l000万种，每年新增加的合成化学物质大约10万种。
这些化学物质在生产、存贮、运输和使用过程中，不可避免地会引起环境污染[1]。
在数量众多的环境污染物中，有一部分具有毒性、生物蓄积性和半挥发性，并能在环境中持久存在的有机污染物质，称为持久性有机污染物（POPs）。
POPs的来源主要包括两个方面：一方面由于人类的需要而不断生产POPs，并施用于土壤、作物或其他环境中；另一方面，是通过金属冶炼、垃圾焚烧以及五氯苯酚和多氯联苯的生产过程，将POPs带入环境中[2]。
海洋生态系统的生物地球化学循环
海洋生态系统的生物地球化学循环海洋是地球上最大的生态系统之一，扮演着维持地球生命平衡的重要角色。
其中，海洋生态系统的生物地球化学循环是海洋生物和环境之间相互作用的核心过程。
本文将对海洋生态系统的生物地球化学循环进行探讨，包括碳循环、氮循环和磷循环。
碳循环是海洋生态系统最为重要的一个循环过程。
海洋通过吸收大量的二氧化碳，起到了重要的温室气体的调节作用。
首先，海洋中的浮游植物通过光合作用吸收二氧化碳，产生有机物储存在其细胞中。
随后，这些有机物通过食物链的传递，传递给其他生物。
绝大多数生物通过呼吸作用将有机物氧化，释放出二氧化碳回到海洋中。
而一部分有机物会被埋藏在海底，形成化石燃料，这便是地球生物循环碳的重要部分。
氮循环是维持海洋生态系统中氮元素稳定循环的过程。
氮是构成生物体内蛋白质和核酸的重要成分。
氮的不同存在形式如氨、硝酸盐和无机氮等，以及氮的固定、脱氮和再氮化等过程，共同组成了海洋生态系统的氮循环。
氮的固定是指将氮气氛围中的氮转化为生物能够吸收的形式，这一过程由部分细菌和蓝藻完成。
氮的脱氮是指将有机氮转化为氮气，这个过程主要是由细菌产生的酶催化完成。
氮的再氮化是指将氮气还原为氨和无机氮，完成这个过程的主要是一些反硝化细菌。
这些转化过程交错进行，形成了一个相对稳定的氮循环。
磷循环是海洋生态系统中的另一个重要循环过程。
磷是维持生物体内核酸、骨骼和能量转化的关键元素。
海洋中的磷主要来自陆地的风化作用以及河流的输入。
生物体吸收海洋中的磷元素，形成有机磷化合物。
生物通过食物链的传递，将磷传递给其他生物。
当生物体死亡或排泄物释放时，有机磷会被分解为无机磷，继续参与海洋生态系统的循环。
综上所述，海洋生态系统的生物地球化学循环包括碳循环、氮循环和磷循环。
这些循环过程相互交织，维持着海洋生态系统的稳定。
通过合理管理和保护海洋生态系统，我们能够更好地利用海洋资源，维护生态平衡，保护地球环境。
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POPs在环境中的迁移
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北半球POPs 的主要传播途径
洋流 空气轨迹 江河径流
USA Russia
Canada
Greenland
Norway
55°N
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POPs的全球迁移
全球分馏、蚱蜢跳
Global distillation,Grasshopper Effect
1974年,首次提出POPs可以以气态和气 溶胶的形式在大气中迁移，并趋向于在低温地 区冷凝(condense)
虾体内则为 0.44*10-6
淤泥中的DDT含量 浓度为0.016*10-6
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有机农药六六六在食物链中富集
土壤 pg/g <0.3 杂草 pg/g 360 牛奶 人体 pg/g脂肪 pg/g脂肪 9,000 230,000
在植物--动物--人的食物链中,有机农药六六六得到了很高 的富集．人体脂肪内富集的六六六浓度比杂草中六六六 浓度高1000倍左右
POPs属于PBTs和PTSs所定义的物质中的一类，除具有 上述概念所界定的持久性、生物累积性和毒性等特征 外，还特别具有半挥发性而可远距离迁移特性。
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PBTs
持久性 Persistence 生物累积性 Bioaccumulation 毒性 Toxicity
POPs
持久性 生物累积性 毒性 半挥发性 易于长距离大气输送和沉降 在释放源和远离源的地区都可以对环境和人类健康 造成不利影响
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POPs的特性
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持久性（Persistent）
水中的半衰期> 2个月
土壤中的半衰期 > 6个月 沉积物中的半衰期 > 6个月； 该化学品具有其它高度持久性
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POPs相关环境参数
LD50： Lethal Dose, 半数致死剂量，指毒物引起一群受试 生物的半数死亡所需的毒物剂量，急性毒性参数。 BCF/BAF： Bioconcerntration Factor/Bioaccumulation Factor，生物富集因子/生物积累因子，生物从周围 环境（水、土壤、大气）富集/积累某种元素或难降 解的物质，这种元素或物质在有机体内浓度与周围 环境中浓度的比例就是生物富集因子/积累因子。
地球与环境科学导论
《持久性有机污染物》
---全球环境问题
主讲：郑刘根/王宁
2013年11月27日
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持久性有机污染物（POPs）
PERSISTENT ORGANIC POLLUTANTS
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POPs定义
POPs特性和危害
POPs公约(《斯德哥尔摩公约》)
POPs的科学问题
3
POPs 的定义
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远距离传输潜力
因半挥发性，可以蒸气形式或者吸附在大气颗粒 物上通过大气运动远距离迁移到地球各地，空气 中的半衰期应大于2天，或蒸气压<1000pa。 因持久性，可通过河流、海洋水体或迁徙动物进 行远距离环境迁移。
这一特性使POPs传播在全球的每一个角落，高山 和极地区都可监测到它们的存在。
9
POPs相关环境参数
KOW：Octanol-Water partition coefficient, 正辛醇-水分配系数，表示化学物质在辛醇中浓度和在水中 浓度的比例。KOW越高，说明该物质越不易溶于水，越易 溶于有机溶剂和脂肪，即憎水、亲脂性。 KOA：Octanol-Air partition coefficient, 正辛醇-空气分配系数， 表示化学物质在辛醇中浓度和在空 气中浓度的比例。KOA越高，说明该物质蒸气压较低，越易 溶于有机溶剂中，而不易挥发到空气中。 KAW：Henry‘s Law constants, 亨利常数。 Half-life time： 半衰期， 某一元素或物质在环境中消耗（或降解）一半所 需要的时间。
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根据GoldbergE.D.最早提出的“全球蒸馏效应”，加拿大科
学家WaniaF.和MackayD.成功地解释了POPs从热温带地区向寒冷
地区迁移的现象。从全球来看，由于温度的差异，地球就像一 个蒸馏装臵——在低、中纬度地区，由于温度相对高，POPs挥
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脂溶性农药的生物富集放大作用 生物介质 水体 浮游生物 虾 幼鳗 针鱼 鸬鹚 鸥鸟 DDT 浓度（ppm) 0.00005 0.04 0.16 0.28 2.07 26.4 75.5
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DDT在体内积累到万分之五时就会引 起肝细胞坏死并损害神经系统
人吃动物Βιβλιοθήκη 吃虾的动物体内又 把浓度提高10倍
持久性有机污染物 Persistent Organic Pollutants ， 是指具有以下特性的有机污染物： 环境持久性：在大气、水、土壤中半衰期较长, 不易分解 高脂溶性：可通过食物链在生物体内累积浓缩 并最终传递到人体 毒性：对人体和生态系统具有毒性危害 半挥发性：远距离传输，影响区域和全球环境
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POPs的生物累积性
吸收（呼吸、皮肤、饮食） 食物链传递过程中具有持久性，不易降解 以很慢的速度被排泄掉
通过周围媒介到生物体内，并通过食物链的生物放大作用达到
中毒浓度。
能在食物链中富集或累积，对有较高营养等级的生物造成影响。
判断标准：在水生物种中的生物浓缩系数（BCF）或生物积累系数 (BAF)大于5000，或如无BCF和BAF数据，则log Kow值大于5。 BAF（BCF）> 5000 或 KOW > 105（104）
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与POPs相关的概念
PTSs：Persistent Toxic Substances，持久性有毒化学物 质； PBTs：Persistent Bioaccumulative Toxic substances，持久 性、生物累积性和毒性物质；
PBTs和PTSs概念更广泛，包括重金属或金属有机物质。
1993年，Wania 提出了全球分馏理论 即在POPs向南北两极的迁移过程中，它们在 不同的地理区域沉降下来
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全球分馏的产生
多数POPs具有足够挥发性使之可以在平常的环 境温度下，在大气、水、土壤中蒸发和沉降（即循 环） 热带或亚热带的高温可以使POPs从地表挥发出来 高纬度的低温使POPs从大气沉降到土壤和水中 挥发性的强弱→在大气中停留时间的长短→ 污染 物随温度梯度（纬度梯度）沉降下来→全球分馏