持久性有机污染物(POPs)的特性和危害
水污染控制工程 名词解释

一、1、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。
定义:持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,简称POPs) 指的是持久存在于环境中,具有很长的半衰期,且能通过食物网积聚,并对人类健康及环境造成不利影响的有机化学物质[1]。
持久性有机污染物(POPs)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,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,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。
2、性质:高毒性持久性积聚性流动性大3、危害:一类是对儿童的出生体重的影响,可能会使人类婴儿的出生体重降低,发育不良,骨骼发育的障碍和代谢的紊乱,都可以对人的一生产生影响。
第二类是对神经系统,注意力的紊乱、免疫系统的抑制。
第三类是对生殖系统的危害。
还对人体的内分泌系统有着潜在的威胁,导致男性的睾丸癌、精子数降低、生殖功能异常、新生儿性别比例失调,女性的乳腺癌、青春期提前等,不仅对个体产生危害,而且对其后代造成永久性的影响。
第四类对癌症的影响。
二、城镇生活污水排放有哪些指标表1 基本控制项目最高允许排放浓度(日均值)单位mg/l序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准 a 标 b 标准 1 化学需氧量(cod)50 60 100 120①2 生化需氧量(bod5)10 20 30 60②3 悬浮物(ss)10 20 30 504 动植物油 1 3 5 205 石油类1 3 5 156 阴离子表面活性剂0.5 1 2 57 总氮(以n 计)15 20 - -8 氨氮(以n 计)②5(8)8(15)25(30)-9 总磷(以p计) 2005年12月31日前建设的1 1.5 3 5 2006年1月1日起建设的0.5 1 3 510 色度(稀释倍数)30 30 40 5011 ph 6--912 粪大肠菌群数(个/l)1000 10000 10000 -注:①下列情况下按去除率指标执行:当进水cod 大于350mg/l 时,去除率应大于60%;bod 大于160mg/l 时,去除率应大于50%。
地球和环境科学综合导论《持久性有机污染物》全球环境问题

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)
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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有机农药六六六在食物链中富集
土壤 pg/g
<0.3
杂草 牛奶 人体 pg/g pg/g脂肪 pg/g脂肪
360 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
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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。
地球和环境科学综合导论
《持久性有机污染物》
---全球环境问题
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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
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POPs 的定义
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,
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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。
持久性有机污染物的毒性及其机制研究进展

一、持久性有机污染物的概念及 危害
持久性有机污染物是一类具有高毒性、持久性和生物累积性的有机化合物。 常见的POPs包括有机氯农药、多氯联苯、二噁英等。这些化合物由于其特殊的分 子结构,可在环境中长期存在,并对人体和生态环境造成严重危害。其主要危害 表现在以下几个方面:
1、对人体的危害:POPs可以通过食物、饮水等途径进入人体,干扰人体的 内分泌系统,对生殖、免疫、神经系统产生负面影响,甚至引发癌症。
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三、总结与展望
通过对持久性有机污染物的毒性及其机制的深入研究,我们对其危害有了更 深入的了解,同时也为减排和治理提供了更多思路和方法。然而,当前的研究仍 存在一定的不足,如对POPs的长距离迁移机制尚不明确,POPs解毒过程中的关键 因子和作用机制还有待进一步探究等。未来,我们需要进一步加强POPs毒性及其 机制的基础研究,同时结合新兴科技手段,提高POPs减排和治理的技术水平,以 更好地保护生态环境和人类健康。
4、研究方法
随着科技的不断进步,研究者们采用的方法也越来越丰富多样,包括实验设 计、数据采集、统计分析等。实验设计方面,多采用有对照组的实验模式,以更 好地说明POPs对环境和生物的影响;数据采集方面,除了传统的化学分析方法, 还引入了如光谱、色谱、质谱等现代分析技术;统计分析方面,借助计算机技术, 采用如主成分分析、聚类分析等统计方法,以更好地解析POPs的毒性及其机制。
持久性有机污染物的毒性及其机制 研究进展
目录
01 一、持久性有机污染 物的概念及危害
03 三、总结与展望
二、持久性有机污染
02 物毒性及其机制的研 究进展
随着工业化和农业现代化的快速发展,持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,简称POPs)的污染问题日益严重。POPs是指可以在环境 中持久存在,并可通过食物链累积的高毒性有机物质。本次演示将围绕持久性有 机污染物的毒性及其机制研究进展进行深入探讨。
持久性有机污染物特征

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。
持久性有机污染物主要特征:1.高毒性POPs物质在低浓度时也会对生物体造成伤害,例如,二恶英类物质中最毒者的毒性相当于氰化钾的1000倍以上,号称是世界上最毒的化合物之一, 每人每日能容忍的二恶英摄入量为每公斤体重1pg , 二恶英中的2,3,7,8-TCDD只需几十皮克就足以使豚鼠毙命,连续数天施以每公斤体重若干皮克的喂量能使孕猴流产。
POPs物质还具有生物放大效应, POPs也可以通过生物链逐渐积聚成高浓度,从而造成更大的危害。
2.持久性POPs物质具有抗光解性、化学分解和生物降解性, 例如, 二恶英系列物质其在气相中的半衰期为8~400天, 水相中为166天到2119年, 在土壤和沉积物中约17年到273 年。
3.积聚性POPs具有高亲油性和高憎水性, 其能在活的生物体的脂肪组织中进行生物积累, 可通过食物链危害人类健康。
4.流动性大POPs可以通过风和水流传播到很远的距离。
POPs物质一般是半挥发性物质,在室温下就能挥发进入大气层。
因此,它们能从水体或土壤中以蒸气形式进入大气环境或者附在大气中的颗粒物上,由于其具持久性,所以能在大气环境中远距离迁移而不会全部被降解,但半挥发性又使得它们不会永久停留在大气层中,它们会在一定条件下又沉降下来, 然后又在某些条件下挥发。
这样的挥发和沉降重复多次就可以导致POPs分散到地球上各个地方。
因为,这种性质POPs容易从比较暖和的地方迁移到比较冷的地方,象北极圈这种远离污染源的地方都发现了POPs污染。
POPs

POPs一、定义POPs是英文(Persistent Organic Pollutants)的缩写,中文名称为“持久性有机污染物”,它是一类具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性,并通过各种环境介质(大气、水、生物等)能够长距离迁移对人类健康和环境具有严重危害的天然的或人工合成的有机污染物。
二、重要特性根据POPs的定义,国际上公认POPs同时具有下列四个方面的重要特性:1、环境持久性:POPs结构非常稳定,对于光、热、微生物、生物代谢酶等各种左右具有很强的抵抗能力,在自然条件下很难发生降解。
一旦进入环境中,将在水体、土壤和底泥等环境介质以及生物体中长期残留,时间可长达数年,甚至数十年。
2、生物累积性:POPs具有很强的亲脂憎水性,即:不溶或者微溶于水,而易分配在脂肪中。
由于野生动物以及人体中都含有相当数量的脂肪组织,当POPs通过各种途径为生物体所摄入后,就会在脂肪组织中累积形成“生物蓄积”,其浓度一般远高于周围环境介质中的POPs浓度,形成所谓的“生物浓缩”。
在食物链中由于捕食关系的存在,处于更高营养级的生物因不断地捕食体内含有POPs的低营养级生物,其体内将会蓄积更高浓度的POPs。
人类处于食物链的最高级,这种沿食物链的生物放大作用无疑意味着人类将可能受到更高浓度POPs的毒害。
3、长距离迁移能力:POPs具有半挥发性,这使得它们能够通过蒸发进入大气中,以游离气体存在或者吸附在大气颗粒物上,并能够随着大气流动、水体流动以及生物体的迁徙等实现长达数百、数千公里之遥的远距离迁移。
4、高毒性:这里的高毒性是一个广义词,准确地说应该称为“对生物体的负面效应”。
POPs大多具有强烈的“三致”(致癌、致畸、致突变)效应,人类和动物通过饮食和环境污染的途径摄入或接触到POPs,将可能导致生殖、遗传、免疫、神经、内分泌等系统受到严重的负面影响,危害身体健康。
三、判断标准判断一种物质是否是POPs应当建立科学的判断基准,ICCA(化学品协会国际理事会)推荐的判断基准包括:(1)持久性基准:用半衰期(t1/2)来判断,在水体中为180d,在底泥中为360d,在土壤中为360天;(2)生物蓄积性基准:用生物富集系数来判断,BCF>5000;(3)关于远距离迁移并返回到地球上的基准:半衰期2d(空气中)以及蒸汽压在0.01~1kpa;(4)判断在偏远的极低地区一种物质是否存在的基准:该物质在水体中质量浓度大于10ng/L。
最新持续性有机污染物(POPs)

POPs 全球归趋机制探讨
POPs 在区域或全球的迁移和循环
全球蒸馏
全球蒸馏( Global distillation) 。 最早提出这个概念的是 Goldber g , 他用这个概念来解释 DDT通过大气传播从陆地迁移到海洋的现象。
蚱蜢效应( Grasshopper effect)
Wania认为化合物的配的影响可能甚至比 POPs的排放地和传播途径更重要
在大气中,POPs 或者以气体的形式存在, 或者吸附在悬浮颗粒 物上, 发生扩散和迁移, 导致 POPs 的全球性污染。
大气PCBs浓度
农村(台南) 2.5ng/m³
城市(台南) 4.51ng/m³
工业区(台南) 5.91ng/m³
水体/ 沉积物中的持久性有机污染物
水和沉积物是 POPs 聚集的主要场所之一, 世界绝大多数的城市污水, 水库、 江河和湖海都不同程度地受到 POPs的污染。
来源
农药,施用于土壤和作物中(666) 金属冶炼、垃圾焚烧以及五氯苯酚和多氯联苯的生产
危害
导致动植物以及人类的死亡、畸形儿、中枢及周围神经系统损 伤、生殖系统及免疫系统伤害等
定义、来源、危害、特性
特性
持久性
在环境中对正常的生物降解、光解和化学分解作用有较强的抵抗能力, 因此排放在环境中,可以在大气、水体、土壤等环境中长久存在,参与全 球的物质能量循环。
远距离迁移性
半挥发性,在大气中以蒸汽形式存在或吸附在大气颗粒物上,在大气 环境中不断地挥发、沉降、再挥发,进行远距离迁移,全球范围的污染。
生物蓄积性
亲脂疏水性物质,污染物浓度在生物体内随着食物链延长而升高。
POPs种类
种类及污染现状
2001 年 5 月 23 日,在瑞典首都签署的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》( 简称《公约》) ,最初规 定消减和淘汰12种(类)物质,包括三大类:杀虫剂、工业化学品、生产中的副产品
持久性有机污染物监测与治理

通过加入特定的化学药剂,使污染物与药剂发生化学反应,形成沉淀 物,再通过沉淀、过滤等方法去除。
生物处理方法
总结词 活性污泥法
生物膜法 厌氧生物处理法
利用微生物代谢作用去除污染物的方法
利用活性污泥中的微生物群体对污染物进行吸附和降解,达到 净化水质的目的。
通过在生物反应器内培养微生物膜,使污染物在膜上被吸附和 降解,达到净化水质的目的。
污染控制技术
研究和发展针对持久性有机污染物的处理和净化技术,包括吸附 、催化燃烧、生物降解等。
综合治理技术
结合多种技术手段,发展综合治理方案,实现对持久性有机污染 物的全面控制和治理。
未来研究方向
新型污染物的发现与鉴定
随着工业化和城市化进程的加速,新型持久性有机污染物的出现和 鉴定将成为研究重点。
应急监测
在发生突发事件或污染事故时 ,进行实时监测,评估污染状 况和影响。
研究监测
针对特定研究目的,进行长期 或周期性的监测,以深入了解 持久性有机污染物的分布和变 化规律。
03
持久性有机污染物的治理
物理处理方法
01
02
03
04
总结词
利用物理原理去除污染物的方 法
吸附法
利用吸附剂(如活性炭)吸附 污染物,达到净化水质的目的
全球范围内的污染监测与治理
加强国际合作,开展全球范围内的持久性有机污染物监测与治理研 究,共同应对全球环境问题。
生态修复与补偿机制
研究持久性有机污染物对生态环境的长期影响,探索生态修复和补 偿机制,促进生态环境的可持续发展。
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持久性有机污染物监测与治理
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2023-12-30
持久性污染物pops与斯德哥尔摩公约

3. 《关于POPs的斯德哥尔摩公约》
①
国际行动背景
美加有毒物质控制战略(BNS)和北美自由贸易协议(NAFTA) 海洋区域协定
1995年,保护北海环境的“Esbjerg 宣言”, “保护东北大西洋
环境的奥斯陆-巴黎协定(OSPAR)”等.....
联合国欧洲经济委员会 “POPs议定书”
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。
北半球POPs 的主要传播途径
洋流 Ocean currents 气流 Air trajectories
河流 Riverine inputs
USA Russia
Canada
Greenland
Norway
55°N
UNEP
杀虫剂POPs执法检查培训
持久性有机污染物(POPs)与『斯德哥尔摩公约』
刘建国
北京大学环境科学与工程学院 2009.7
内容提纲
1. 2OPs特性、污染和危害
POPs公约(《斯德哥尔摩公约》)
问题背景
1930’s以来,人工化学品急剧增长,现已达1000万种 以上,有10余万种进入环境。 自60-70年代,在南极和北极开始检测到了DDT、PCBs 等POPs类有毒污染物。 目前POPs污染已遍及全球,严重威胁着人类生命健康 和生态环境,成为重大的全球性环境问题之一。
值得注意的几方面 PFOS主要用于产品生产的工艺过程中, 随后被 清 洗掉。在大部分情况下,产品中不含 PFOS。
工艺过程需要 PFOS
原料: 不含PFOS 产品: 不含PFOS 清洗后PFOS被排出 在调查过程中注意收集生产过程中关于PFOS的信息。
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谢绍东 北京大学环境科学系
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持久有机污染物 What are POPs
持久存在于环境中,通过食物网积聚, 并对人类健康及环境造成不利影响的化 学物质。 学物质
POPs在水生物种中的生物浓缩系数或生物 积累系数大于5000,如无生物浓缩系数和 生物积累系数数据,则logKow值大于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
吃虾的动物体内又 把浓度提高10倍
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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POPs公约禁用的十二种POPs物质
POPs Treaty Identifies 12 POPs Slated for Elimination
杀虫剂类 艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、毒杀芬、 七氯、DDT、六氯苯、氯丹和灭蚁灵 工业化学品 多氯联苯 六氯苯 副产物 二噁英、(多氯二代苯并)呋喃
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滴滴涕(DDT)
是一种无色的、经接触传递的杀虫 药剂,当被吞食或被表皮吸收时对 人类和动物有毒; 对人类和动物有毒; 在土壤中残留10至15年 ; 全球累积消费量大约30万吨; 65国家禁止,26国家限制生产和使 用; 二战期间曾广泛在部队与平民中用 于防止疟疾、伤寒及其它由昆虫传 染的疾病 ,并在多种农业作物中广泛 使用 。
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⌦远距离环境迁移性
(Potential for long-range environmental transport )
监测数据显示,POPs具有向一环境受体迁移 的潜力,且可能已通过空气、水或迁徙物种 进行了远距离环境迁移;环境转归特性和/ 或模型结果显示,该化学品具有通过空气、 水或迁徙物种进行远距离环境迁移的潜力, 以及转移到远离物质排放源地点的某一环境 受体的潜力。对于通过空气大量迁移的化学 品,其在空气中的半衰期应大于两天。
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多氯联苯 (Polychlorinated Biphenyls )
对鱼类具有毒性 ; 土壤半衰期10天-1.5年; 估计全球累积消费量100200万吨; 在115个报告国家中,有1 个国家禁止,45个国家限 制生产和使用; 为工业化学品,用于工业 中液体载热剂,变压器、 电容器、涂料、无碳复印 纸及塑料等添加剂。
灭蚁灵(Mirex )
可能是一种致癌物质 ; 半衰期长达10年 ; 有52个国家禁止,10个国 家限制生产和使用灭蚁灵; 是一种杀虫剂,以前主要用 于控制庄稼地、牧场、森林 和建筑物中的白蚁和蚂蚁。 它还可在塑料、橡胶及电子 产品中用作火焰延缓剂。
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毒杀芬(Toxaphene )
致癌物质 ,引起甲状腺肿瘤和癌 症; 土壤中持续存在12年; 估计全球累积消费量133万吨; 115个报告国家中,有57个国家 禁止,12个国家限制生产和使用 毒杀芬; 作为一种杀虫剂用于棉花、谷 物、水果、坚果和蔬菜,也用于 控制家畜所寄生的扁虱和螨虫。
艾氏剂(Aldrin )
致癌,致命剂量5克; 全球累积消费量大约24万 吨; 有72个国家禁止,10个国家 限制生产和使用; 是一种用于控制苗圃和建筑 物中的白蚁、蝗虫、玉米食 虫及其它害虫的杀虫剂,它 对鸟类、鱼类和人都有致命 危害。
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氯丹(Chlordane )
影响神经系统,损害免疫 系统 半衰期长达一年 全球累积消费量大约7万 吨; 57国禁止,17国限制生产 和使用; 用以控制白蚁、蚂蚁或独 角仙等的广谱杀虫剂。
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POPs的基本特性
Physical and Chemical Properties of POPs
⌦持久性(Persistence) Persistence
POPs在水中的半衰期大于2个 月、在土壤中的半衰期大于6个 月或在沉积物中的半衰期大于6 个月。
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⌦生物累积性(Bio-accumulation)
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七氯 (Heptachlor )
一种可能的致癌物质,损害 生殖系统 ; 土壤半衰期 2 年; 有59个国家禁止,11个国家 限制生产和使用;
一种杀虫剂,用于控制白蚁和蚂 蚁,主要是杀死土壤中的昆虫和 白蚁,也广泛用于杀死棉花害 虫、蝗虫、农作物害虫及携带疟 疾的蚊子。
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六氯化苯(Hexachlorobenzene )
人类合成的化学品有700万种, 约10余万种进入环境
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人类合成的化学品有700万种,约10余万种进入环境
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持久性有机污染物的性质
Physical and Chemical Properties of POPs
是一种半挥发有机物; 水溶性较低,而脂溶性高; 在环境中降解缓慢、滞留时间长; 通过生物放大和食物链的输送作用对动 物和人体健康构成直接威胁; 可通过大气、水的输送而影响到区域和 全球环境。
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狄氏剂(Dieldrin )
有很大毒性 ,特别是对蛙 类; 半衰期为5年 ; 全球累积消费量24万吨; 65国家禁止,26国家限制生 产和使用; 主要用于控制白蚁及纺织品 害虫,同时也用于控制昆虫 引起的疾病以及农作物土壤 中的昆虫。
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异狄氏剂(Endrin )
土壤中半衰期持续存在12 年; 对鱼类、水生无脊椎动物 和植物有剧毒; 67国家禁止,9国家限制 生产和使用; 用于喷洒在棉花和谷物等 农作物的叶子上,同时也 用于控制老鼠和野鼠等啮 齿类动物。
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二噁英和呋喃
(Dioxins and Furans )
一种致癌或致畸杂环族碳氢化合物,损害 生殖和免疫系统 ; 土壤半衰期: 10-12年; 人类无意生成的物质。
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危害
急性中毒作用 ; 慢性中毒作用 ; 在人体内蓄积 。
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谢谢!
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因其具有很强的亲脂憎水性,可以沿食物链逐 级放大,导致低浓度存在于大气、水、土壤的 POPs物质通过食物链对处于最高营养级的人 类的健康造成严重损害; 因其具有半挥发性,致使能在大气环境中长距 离迁移,并通过所谓的“全球蒸馏效应”和“蚱 蜢跳效应”沉积到地球的偏远极地地区,导致 全球范围的污染传播。
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12态系统产生毒性影响, 对肝、肾等脏器和神经系统、内分泌系 统、生殖系统等有急性和慢性毒性; 具有致癌性、生殖毒性、神经毒性、内 分泌干扰特性等,并且由于其持久性, 这种危害一般都会持续一段时间。
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POPs危害的主要途径
Main Approach of POP’s Impact on Environment and Human Health
损害免疫和生殖系统 ; 土壤半衰期: 2.7-22.9年; 目前,在所有的食品种类中都发现有 HCB存在 ; 估计全球累积消费量100-200万吨; 在115个报告国家中,有59个国家禁 止,9个国家限制生产和使用HCB;
用于种子处理,可用于杀死影 响农作物根部的真菌,也广泛 用于控制小麦黑穗病。
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