持久性有机污染物研究毕业论文.doc

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1、荆州理工职业学院毕业论文（设计）题 目： 持久性有机污染物 班 级： 11精细化学品制造技术 学 号： 2011320001 姓 名： 指导教师： 2013年10月 31 日指导教师姓名职称职务所在系部化学与建筑工工程系指导教师评语：指导教师 (签章) 年 月 日成 绩：指导教师 (签章) 年 月 日毕 业 论 文 任 务 书班 级 11精细化学品制造技术 学生姓名 学 号 2011320001 指导教师 发题日期： 2013 年 10 月 31 日 完成日期：2014 年6 月 25 日题 目 持久性有机污染物 1. 本论文的目的、意义 通过在化工厂的实习，查询资料，最后撰写毕业论文，培养了

2、我综合运用所学课程的理论知识和专业技能进行分析和解决持久性有机污染物的一些实际问题。对其技术设备和工艺有了一定的了解。 2. 学生应完成的任务 学生必须熟悉设计的课题，参加毕业实习，调研收集有关资料撰写毕业论文 , 论文内容应包括： 概述 （持久性有机污染物的来源及种类）；工艺技术方案（工艺技术方案的选择，工艺流程简述）；结束语及参考文献。毕业设计（论文）工作要求.对学员的要求，在深入实际的基础上，运用此学知识，独立完成具有一定质量的毕业论文 。 3. 参考资料 1DavidO.什么是持久性有机污染物?持久性有机污染物控制研究会论文集D.北京:国家环保局,2001.9.2李宝惠.淘汰持久性有机

3、污染物(POPs)最新进展J.广东环境,2001,101:40241.3苏丽敏,袁星.持久性有机污染物(POPs)及其生态毒性的研究现状与展望J.重庆环境科学,2003,25(9):62264.4任仁.斯德哥尔摩公约禁用的12种持久性有机污染物J.大学化学,2003,18(3):37241.5张祖麟.闽江口持久性有机污染物多氯联苯的初步研究J.环境科学学报,2002,22(6):7882791.6 康跃惠,盛国英.珠江澳门河口沉积物柱样中有机氯农药的垂直分布特征J.环境科学,2001,22(1):81285.7 龚钟明.天津市郊污灌区农田土壤中的有机氯农药残留J.农业环境保护,2002,21(

4、5):4592461. 前 言根据荆州理工职业学院2014届毕业生的专业毕业设计任务书，本设计主要针对持久性有机污染物的来源，对其进行处理及预防的相关内容进行了有益的探索。 持久性有机污染物品质问题已经成为当前环境领域的一个热点，从20世纪70年代末开始，国内外的科研人员在这方面做了大量的工作，针对持久性有机污染物的调查和改善，世界各国的科研工作者开展了大量的研究工作。我国在这一领域起步得较晚，但已取得了一定的成果。在污染物实验测定方面，王玲玲等人针对几种典型的室内空气质量进行监测，并就室内装修对空气质量的影响进行了研究。结果表明室内空气适量状况不容乐观，PM10是不同类型室内空气的共同特征污

5、染因子，PM10和细菌总数是公共场所的特征污染因子，室内装修是造成甲醛和苯系物等挥发性有机物的主要原因，朱利中等人采集并测定了杭州市不同地区、不同户家庭室内空气中具有代表性的多环芳烃，分析了室内空气中PAH污染现状、存在形态、来源及来源因素；戴树桂等人深入研究了室内苯系物的污染源种类、污染物的发生、迁移转化等环境行为，在预防和改善室内空气污染，减轻对人体健康的危害具有重要意义。另外，邹越等人从建筑学的角度分析了室内空气污染的原因，并在建筑设计和构造方面提出了改善空气质量的建议，林锦基指出影响空调房间环境的因素，提出了改进的措施 DavidO.什么是持久性有机污染物?持久性有机污染物控制研究会论

6、文集D.北京:国家环保局,2001.9.。此外，中国消费者学会等于2001年初对北京部分装修红藕的室内环境状况进行入室测试，并就消费者在装修中存在的问题进行了问卷调查，与此同时，浙江省消费者协会与杭州市疾病预防控制中心也在杭州开展了对心装修家庭室内环境质量的调查测试，2001年8月6日中消协公布了对北京、杭州部分居室内空气抽样检测的调查，结果表明不少有害物质超标十分严重，目前，室内空气污染已被世界银行列为全球是个最关键的环境问题之一，全球每年因此而导致死亡的人数达280万人。现代人每天80%的时间都是在室内度过的室内环境质量与人体健康密切相关，故研究室内环境状况，控制室内环境污染，提倡居室绿色

7、装修对维护人体健康具有重要意义。目 录绪 论71.持久性有机污染物的研究81.1.1持久性81.1.2远距离传输性81.1.3生物蓄积性91.2持久性有机污染物的种类及污染现状91.2.1大气中的持久性有机污染物91.2.2水体/沉积物中的持久性有机污染物91.2.3土壤中的持久性有机污染物101.2.4生物中的持久性有机污染物101.3POPs在区域或全球的迁移和循环101.3.1POPs全球归趋机制探讨全球蒸馏(Globaldistillation)101.3.2蚱蜢效应(Grasshoppereffect)101.3.3POPs全球归趋的其它影响因素111.4POPs的预测模型111.4

8、.1POPs的生物降解模型111.4.2生物吸收富集模型111.4.3POPs的QSAR模型定量构效关系法121.5控制POPs的研究对策122持久性有机物染物及其危害132.1对免疫系统的危害133持久性有机污染物的处理143.1生物修复方法143.2 热技术143.3 物理方法153.4 化学方法154.持久性有机污染物的防治技术及研究164.1 持久性有机污染物的防治技术164.1.1开展POPs的生产、排放、使用、库存和污染场地的调查164.1.2开展降解技术科学研究174.1.3研究和开发替代品174.1.4 减少POPs物质的使用和排放174.1.5开展痕量检测174.1.6 PO

9、Ps 的热技术184.1.7 POPs 的生物修复技术184.1.8 POPs的焚烧技术194.1.9开展宣传教育204.1.10健全法律法规20五.持久性有机污染物污染防治“十二五”规划205.1项目总体情况205.2项目组织管理保障情况215.3项目工作思路215.3.1工作要求215.3.2提交成果225.3.3效益要求23参考文献24致 谢 词25绪 论持久性有机污染物是一种有害有机污染物成分，对人类在从事产业经济领域内各个行业的生产、资源生产，包括人体健康等都有着相当大的危害。因此，对于我国环境监测工作而言，持久性有机污染物的数据采样、研究控制等是一项重要工作课业研究内容。本文针对于

10、此，简要介绍了持久性有机污染物的主要特性、分类、以及其在我国环境监测控制现状等相关问题展开了研究分析，以期通过持续性有机污染物控制对策的着力研究，能够较好强其控制在可控范畴内，保障人们身体健康与正常办公作业。持久性有机污染物必然具备的主要特性带有持久性。而除了持久性这一特征外，它还伴有生物蓄积性、一定程度的挥发性、以及远距离实现可迁移等性质或特征。因此，持久性有机污染物如果不能科学控制，未能掌握正确、系统、科学防控手段，势必会影响着国家环境监测组织工作的顺利开展，更会给人们身心健康造成负面影响。近年来，POPs已经对全球环境建设的持续发展造成了重大威胁，所以不论是学术界、工业界、还是社会公众等

11、组织群体都对其极为关注。即持久性有机污染物在被推向社会组织机构及公众极为关注的焦点同时，我国环境监测及相关组织机构对其加以控制并着力研究十分重要。关键词：持久性有机物；污染；控制 1.持久性有机污染物的研究目前,POPs污染已成为越来越突出的环境问题,成为世界各国关注的环境焦点。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),标志着人类全面开始了削减和淘汰POPs的国际合作 李宝惠.淘汰持久性有机污染物(POPs)最新进展J.广东环境,2001,101:40241.。本文对POPs的概念、特点、来源、危害、迁移循环模式等作一综述,为人们深入研究、管理和控

12、制POPs提供参考。1.1持久性有机污染物定义来源危害及特性持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants)简称POPs,具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,难降解、可发生长距离迁移,并能在环境中持久存在的天然或人工合成的有机污染物质。一方面由于农用的需要,人们生产POPs,并施用于土壤和作物中;另一方面,金属冶炼、垃圾焚烧以及五氯苯酚和多氯联苯的生产,将POPs带入环境。POPs大多对人类和动物有较高毒性,可导致动物以及人类的死亡、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。1.1.1持久性POPs在环境中对于正常的生物降解、光解和化学分解作用有较强抵抗能

13、力,因此它们一旦排到环境中,可以在大气、水体、土壤和底泥等环境中长久存在,这是POPs在全球迁移循环主要原因。1.1.2远距离传输性POPs具有半挥发性,它们易于从土壤、生物体和水体中挥发到大气中并以蒸气形式存在或吸附在大气颗粒物上,又由于它们在气相中很难发生降解反应,所以会在大气环境中不断地挥发、沉降、再挥发,进行远距离迁移后而沉积。这一特性使POP影响到全球范围,特别是极地地区,表现出所谓的“全球蒸馏效应”、“蚱蜢跳效应”。1.1.3生物蓄积性POPs是亲脂疏水性物质,这就意味着它们易于进入生物体的脂肪组织,并且积累的浓度会随着食物链的延长而升高,即生物放大作用研究发现生物放大作用可使最高

14、级的哺食者体内的POPs浓度比环境中的浓度高很多个数量级。1.2持久性有机污染物的种类及污染现状关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约最初规定削减和淘汰12种(类)物质,包括三大类:杀虫剂 苏丽敏,袁星.持久性有机污染物(POPs)及其生态毒性的研究现状与展望J.重庆环境科学,2003,25(9):62264.。农药是P0Ps的一个非常重要来源,虽然现在许多发达国家已不断减少具有持久性和生物富集性化学品的使用,但许多发展中国家,尤其是热带地区的国家,还在大量使用这类农药共9种,包括艾氏剂(aldrin)；氯丹(chlordane)；灭蚁灵(mirex)；滴滴涕(DDT)；狄氏剂(dihedron

15、)；异狄氏剂(en2drin)；七氯(heptachor)；六氯苯(HCB)；毒杀芬(toxa2phene)；工业化学品包括多氯联苯(PCBs)和六氯苯(HCB)。PCBs用作电器设备如变压器、电容器、充液高压电缆和荧光照明整流以及油漆和塑料中,是一种热交流介质,也是某些工业过程非故意生产的副产品；生产中的副产品包括二噁英(PCDDs)和呋喃(PC2DFs)。二噁英类物质的来源包括城市垃圾、医院废弃物、木材及废家具的焚烧,汽车尾气、有色金属生产、铸造和炼焦、发电、水泥、石灰、砖、陶瓷、玻璃等工业。1.2.1大气中的持久性有机污染物在大气中POPs或者以气体的形式存在,或者吸附在悬浮颗粒物上,发

16、生扩散和迁移,导致POPs的全球性污染。调查表明,德国每天从空气中沉积落地的颗粒物中的二噁英浓度在536PgTEQ/m3(TEQ为总毒性当量)；台湾南部农村大气PCBs浓度为2.50ng/m3,台湾南部城市大气PCBs浓度为4.51ng/m3,台湾南部工业区大气PCBs浓度为5.91ng/m3。1.2.2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 任仁.斯德哥尔摩公约禁用的12种持久性有机污染物J.大学化学,2003,18(3):37241.。研究表明,在德国城市污水中都存在PCDD/Fs。我国

17、西藏南迦巴瓦峰表层沉积物、东海岸三个出海口的沉积物、太湖湖区表层沉积物、广东大亚湾表层沉积物、大连湾表层沉积物、珠江三角洲地区河流表层沉积物、珠江澳门河口沉积物均不同程度地受到POPs的污染。1.2.3土壤中的持久性有机污染物土壤是植物和一些生物的营养来源,土壤中的POPs无疑会导致POPs在食物链上发生传递和迁移。已经在世界各国土壤中都发现了POPs。对天津市郊污灌区农田土壤的检测表明,有机氯农药的检出率均为100%,其中污灌菜地的污染状况最为严重,六六六残留量达4.04g/kg,DDT达2.70g/kg,普遍高于其它地块,表现出污灌的显著影响,无污水灌溉的旱地污染较轻。1.2.4生物中的持

18、久性有机污染物对我国生产的各类食品中调查表明,蛋、乳制品及植物油等脂类农产品中有机氯农药总量仍很高；目前无论海洋生物还是陆地物种,无论是低等的浮游生物或动物,还是人类自身,都遭受到POPs的污染和威胁。2000年对广州和香港经济较为发达地区的研究表明,母乳中六六六、DDT残留量仍显著高于美国、德国、瑞典和西班牙等发达国家张祖麟.闽江口持久性有机污染物多氯联苯的初步研究J.环境科学学报,2002,22(6):7882791.。1.3POPs在区域或全球的迁移和循环1.3.1POPs全球归趋机制探讨全球蒸馏(Globaldistillation)最早提出这个概念的是Goldberg,他用这个概念来

19、解释DDT通过大气传播从陆地迁移到海洋的现象。从全球来看,由于温度的差异,地球就像一个蒸馏装置,在低、中纬度地区,由于温度相对高,具有半挥发性的POPs挥发速率大于沉积速率,使得它们不断进入到大气中,并随着大气运动不断迁移,当温度较低时,沉积速率大于挥发速率,POPs最终在较冷的极地地区积累下来。这就表明,不论在什么地方使用或释放POPs,两极地区都将成为全球POPs的汇。1.3.2蚱蜢效应(Grasshoppereffect)Wania认为化合物的物理化学特性以及一些与冷暖有关的环境因素对POPs“全球分配”的影响可能甚至比POPs的排放地和传播途径更重要,尤其是POPs在向高纬度迁移的过程

20、中会有一系列相对短的跳跃过程,因为在中纬度地区季节变化明显,在温度较高的夏季POPs易于挥发和迁移,而在温度较低的冬季,POPs又易于沉降下来,总体表现出跳跃式跃迁。1.3.3POPs全球归趋的其它影响因素大气的稀释作用,能把POPs从释放源带到“清洁”地区(POPs没有大量使用或释放);物理去除作用,如一部分POPs会埋于或吸附于土壤、泥炭或沉积物中,这部分POPs不参与全球迁移和循环；在土壤或沉积物中,形成键合残留物,这部分POPs也不参与全球循环；POPs的化学反应,尤其是和大气中OH的反应,不同地区的反应速率是不同的;生物降解,发生在土壤、沉积物、水、食物链中,一定的生物降解作用,使一

21、小部分POPs也不参与全球循环;空气-界面交换过程,POPs在大气与各介质表面进行交换时,影响交换速度的因素较复杂,有些还不十分清楚,这就增加了预测POPs在全球变化趋势的难度。1.4POPs的预测模型1.4.1POPs的生物降解模型POPs在生物体内的降解速率是很低的,只通过生物降解实验来收集能反映POPs在生物体内降解转化的速率数据是不容易的 康跃惠,盛国英.珠江澳门河口沉积物柱样中有机氯农药的垂直分布特征J.环境科学,2001,22(1):81285.。将来的研究重点应该放在降解模型的建立,即利用生物、物理、化学等学科知识和现代化的模拟、计算手段把一些多变的信息综合成生物降解动力学速率常

22、数,建立有效的生物降解模型。1.4.2生物吸收富集模型生物吸收富集模型描述有机化学品被生物吸收的模型有很多,但对POPs来说许多模型可能太复杂,因为POPs是非极性的,易于蓄积在脂肪中,迁移流动性不强,而且要不断完善生物吸收模型还需要知道生物体的生物能转化、繁殖方式、生长速率等方面的信息,虽然这些一直是自然科学的基础研究,但还需进行细致精确的研究。1.4.3POPs的QSAR模型定量构效关系法(QSAR)是目前研究化学品生物毒性效应的一种较好方法,它的原理是根据具有相似结构的化学品应有相似的活性,所以化学品的特异毒性效应与它们的结构和理化特性有关。在研究POPs时,如要用实验测得所有有关POP

23、s的数据是不可能的,利用已有数据建立QSAR模型,就可预测未知POPs的毒性效应,这种方法能节省大量的人力和时间,对用实验难于测定其毒性效应的POPs更是一种行之有效的方法。1.5控制POPs的研究对策(1)利用微量气体/颗粒等界面领域上的专门技术,加强POPs在空气界面上的交换描述和定量研究POPs基于温度的物理化学性质,提高其物理化学性质数据库的可靠性,采用量子化学理论和建立有关性质的模型,提高模型的精密性和实用性。(2)进一步研究新的未知的POPs(特别是POPs的代谢物)的立体异构体分析技术,从传统的详细研究POPs转移到研究POPs的代谢物和新类别。(3)POPs的有害影响常体现在高

24、级肉食动物上,探索POPs来源的分类和摄入途径,根据质量守恒定律建立食物链的生物提取和转移模型,开展POPs对人类和野生动物的定量影响和毒性机理研究。(4)开展POPs降解机理研究,包括生物降解分子模型,开发针对POPs的专门去除和修复技术,研究环境样品中持久性有机污染物的采样、提取和分析方法,在排放“三废”时,建立针对POPs的环境监测指标。(5)研究土壤、沉积物和地下水中POPs的形态和特性,建立全球范围的POPs的详细清单,丰富POPs的数据库,补充更新世界各地的POPs的浓度和释放数据,建立环境中POPs的污染和归属模型。(6)各地区都应对POPs的生产、使用、分布、排放、贮藏、污染场

25、地等进行详尽调查,得到量化结果,这样可以对POPs进行全球范围内的分类、预算和建模,以便采取国际行动,确定逐步淘汰POPs的方案。(7)应加强国际间的紧密合作。一方面应尽量使关于POPs的实验方法、标准和程序达到国际上的统一;另一方面,由于发展中国家或经济处于转轨时期的国家的能力有限,而目前POPs的使用和释放大部分是在这些国家中,所以发达国家应该给发展中国家一定的资金和技术支持,使其有能力加强对POPs的研究和管理,提供必要的信息和数据,从而为POPs的全球归趋研究奠定基础。2持久性有机物染物及其危害2.1对免疫系统的危害POPs会抑制免疫系统的正常反应、影响巨噬细胞的活性、降低生物体的病毒

26、抵抗能力对内分泌系统的危害多种POPs被证实为潜在的内分泌干扰物质它们与雌激素受体有较强的结合能力会影响受体的活动进而改变基因组成对生殖和发育的危害生物体暴露于POPs会出现生殖障碍、先天畸形、机体死亡等现象其他毒性POPs还会引起一些其他器官组织的病变导致皮肤表现出表皮角化、色素沉着、多汗症和弹性组织病变等症状还可能会致癌龚钟明.天津市郊污灌区农田土壤中的有机氯农药残留J.农业环境保护,2002,21(5):4592461.。所以POPs对野生动物和人体健康造成不可逆转的严重危害。我国POPs现状分析我国属于POPs生产、使用和排放大国主要的POPs产品有:氯丹、滴滴涕DDT、六氯苯六六六、

27、三氯苯、七氯、灭蚁灵、多氯联苯、毒杀芬、二恶英和苯并呋喃共10种。目前氯丹、灭蚁灵基本已不再作为农药生产和使用但作为消灭白蚁的特效药目前仍在用于建筑、水坝保护中DDT作为三氯杀螨醇的原料三氯杀螨醇是一种高效低毒的重要农药产品对其他作物和天敌无害。尽管现在已开始研究三氯杀螨醇的替代产品但还没有其他产品可以完全替代DDT作为药品也还有少量使用主要用于控制传染病六六六作为农药已禁止使用但六六六、三氯苯作为五氯酚钠的中间体一些化工厂仍在生产停止、限制三氯苯、六氯苯将直接影响五氯酚钠的产量而五氯酚钠作为杀螺药防止血吸虫病和灭生性除草剂需求量很大可目前五氯酚钠的生产没有找到可以替代的生产工艺。而对于非故意

28、生产的二恶英、呋喃等涉及到我国的钢铁、有色金属、垃圾焚烧、水泥、造纸、化工等众多国民经济支柱产业。多氯联苯尽管不再使用但现在仍有含有多氯联苯的电器在使用中并且已经废旧的电器设备没有得到有效管理有些不知去向有些多氯联苯已经泄露造成环境污染。再者由于我国对大气、水体、土壤和底泥等环境介质中的POPs缺少系统的调查和监测目前对其污染状况或背景值分布并不十分清楚因此控制POPS难度很大。但我国政府部门也采取了相应的措施也做出了相应的计划。争取将POPs的危害降到最小。POPs的案例1976年7月10日意大利塞维索的伊克梅萨化工厂逸出三氯苯酚其中含有剧毒化学品二恶英简称TCDD造成严重的环境污染使多人中

29、毒。厂周围8.5ha范围内所有居民被迁走1.5km内植物均被填埋在数公顷土地上铲除掉几厘米厚的表土层。二恶英毒性比DDT高出1万倍有致癌和致畸作用。事隔多年后当地居民中畸形儿仍大为增加。由于TCDD已渗透到工业和生活中难以防范故这次事故发生后引起了公众恐慌。总结从以上POPs的危害可以看出防止持久性有机污染迫在眉睫。这需要政府部门的引导和法制法规的强化与制定也需要我们自生提高环保意识这样才能让POPs远离我们的生活。 3持久性有机污染物的处理3.1生物修复方法 一直以来，生物法是治理有机物污染的一种比较理想的方法。它的主要原理是通过生物作用，将土壤、地下水或海洋中的有机污染物降解成CO2和H2

30、O或转化为其他无害物质。植物修复的原理是利用植物能忍耐和超量积累环境中污染物的能力，通过植物的生长来清除环境中的污染物，是一种经济、有效、非破坏型的污染土壤修复技术。但到目前为止，植物修复还不能达到完全修复POPs污染环境的目的。微生物修复是利用微生物的代谢活动把POPs 转化为易降解的物质甚至矿化，微生物修复具有操作简便、易于就地处理等优点，但选择性较高，且耗时较长，并且许多微生物体内缺乏有效的生物降解酶。动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留POPs，并通过自身的代谢作用，把部分POPs分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。 3.2 热技术 焚

31、烧是处置POPs中多氯联苯（PCBs）的基本方式，这类技术主要包括:高温过燃烧技术、等离子体高温分解技术、红外脱毒技术、熔盐脱毒技术、原位玻璃化技术、超临界水氧化技术等。2000年颁布的国家标准危险废物焚烧污染控制标准中，对PCBs污染物的焚烧做出了明确的规定，即：炉温1200，停留时间2.0 s，燃烧效率99.9%，焚毁去除率99.999 9%。所有这些措施，保证了PCBs废物的有效环境管理和处理，减少了PCBs的环境风险。焚烧法适用于处理大量高浓度的持久性有机物，但如果管理操作不善，可能会产生比原物质毒性更大的毒物如二噁英等。垃圾焚烧技术目前是中国处理城市固体垃圾普遍采用的方法，但是在对城

32、市垃圾和固体废物焚烧后的飞灰和烟道气的检测中发现，焚烧过程中会产生二噁英等剧毒有机污染物。所以对于含POPs的废物的焚烧技术还有待于更进一步的深入研究。3.3 物理方法 物理方法通常有吸收法、洗脱法、萃取法、蒸馏法和汽提法等。物理法可对POPs起到浓缩富集并部分处理的作用，常作为一种预处理手段与其他处理方法联合使用。物理方法操作相对简便，适用于高浓度POPs工业废水或废液及事故性污染的处理。但它只能使污染物发生形态变化，不能从根本上解决POPs的污染问题。物理法可对污染物起到浓缩富集并部分处理的作用，常用做一种预处理手段与其它处理方法联合使用 李国刚,李红莉.持久性有机污染物在中国的环境检测现

33、状J.中国环境检测,2004(4):53260.。 3.4 化学方法 化学方法在POPs污染治理中的应用较多，主要有湿式、声化学、超临界水氧化法、超声波氧化法、紫外光解技术、光催化法等。此外，人们还尝试了电化学法、微波、放射性射线等高新技术，发现它们对多氯联苯、六氯苯、五氯苯酚以及二噁英都有很好的去除作用。 电化学氧化技术是近年来中国处理POPs利用的一种新技术。电化学氧化技术借助具有电催化活性的阳极材料，能有效形成氧化能力极强的羟基自由基(-OH)，既能使POPs发生分解并转化为无毒性的可生化降解物质，又可将之完全矿化为二氧化碳或碳酸盐等物质。该项技术应用于POPs 废水处理，不仅可弥补其他

34、常规处理工艺的不足，还可与多种处理工艺有机结合提高水处理经济性。 超临界水氧化法是充分利用水温度和压力超过647.3K和22.5MPa时就达到超临界状态，具有高度选择性、可压缩性和强溶解力的特性。在此条件下，有机物、氧和水均相混合开始自发氧化，在很短的时间内，99%以上的有机物能被迅速氧化成水、二氧化碳等小分子。光催化法是单独使用紫外光或者和其他方法（如臭氧法、二氧化钛法等）联合使用将有机物催化氧化。近年来，半导体二氧化钛和紫外光的光催化氧化难降解有机污染物成为人们研究的重点和热点。这种处理过程的主要原理为：当光敏半导体二氧化钛在一定能量的光照下，被激发出电子空穴对，它们可以与吸附表面的氧及水

35、反应生成氢氧自由基，氢氧自由基具有极强的氧化作用，能使有机物降解。提示：持久性有机污染物会对人体和环境产生巨大的危害，而且具有污染源广、难以降解、易于积蓄的特点，要从根本上解决其带来的一系列环境和社会问题，决非一朝一夕可以做到的。要彻底解决持久性有机污染物的危害，我们应当努力禁止POPs的生产和使用，寻找替代品，严格管理和控制垃圾废物的焚烧，加强POPs在环境中的降解、迁移转化和归宿的研究力度，对已经受到污染的土壤、水体等进行及时、有效的治理，同时寻找更加有效的治理方法，建立良好的POPs预测模型，进行生物效应研究和生态风险的评价，做好新产品的毒性研究和安全性评价，谨防新的持久性有机污染物的出

36、现和累积。4.持久性有机污染物的防治技术及研究 持久性有机污染物(POPs)，是指在环境中难以正常的生物降解、光解和化学分解而在环境中长期存在，可进行远距离甚至全球尺度的迁移扩散，通过食物链在生物体内浓缩累积，对人体和环境产生毒性影响的一类有机污染物这些污染物并不是自然界本身就存在的，而是人类自己制造出来的，是工业革命带给我们的产物随着化学工业和农业的发展，环境中POPs研究越来越受到人们的关注，尤其是那些在大气中可以远距离迁移，且具有生物富集性和高毒性的物质因此，开展对POPs防治技术的研究，具有十分重要的意义。化合物排放出来进入环境的速度及在空气、水和土壤中的浓度受化合物本身的物理、化学性

37、质（包括化合物持久性）和环境的特性所制约，部分有机物在环境中滞留时间很短，而部分有机物则相对较长，二者之间的区别主要在于其半衰期不同。半衰期（T1/2）通常指污染物在环境中降解50所需的时间，持久性物质在水中的半衰期大于2个月、或在土壤中的半衰期大于6个月、或在水体沉积物中的半衰期大于6个月。持久性有机污染物在环境中滞留的时间较长。虽然人类在19701980年代已开始陆续禁止生产和使用具有持久性的有机污染物，但20多年过去了，仍可在植物、水环境的沉积物以及水生物体检测到它们的存在，龚钟明等对天津地区土壤中六六六的残留进行调查发现：虽然在1980年代已禁止使用，但由于此前曾大量使用过该类物质，2

38、001年进行的土样分析时发现六六六还存留有1030，此外，在部分地区这些污染物的含量及其危害性还处于上升趋势。 4.1 持久性有机污染物的防治技术 4.1.1开展POPs的生产、排放、使用、库存和污染场地的调查 投入一定的人力、财力和物力，就POPs和其他相关替代品以及潜在的POPs的生产、使用、库存情况，进行适当的调研，查明POPs的来源和向环境中排放的情况；掌握POPs对人类健康、环境、社会经济的影响以及排放量的减少或消除情况等。 4.1.2开展降解技术科学研究 POPs类有机污染物毒性大、难生物降解、在自然界中存在的时间长，易在生物体内富集滞留，导致人类和动物癌变、畸变及雌性化，用现有环

39、境技术很难处理，降解有机污染物的高效、环境友好的去除方法是国际上十分关注的前沿研究领域，随着中国加入POPs公约和WTO，研究开发有效控制此类有机污染物的新方法具有越来越重要的意义 于慧芳.北京地区人乳有机氯农药蓄积水平的动态研究J.环境与健康杂志,2001,l8(6):3522354.致 谢 词本设计得到了学院的大力帮助和支持，以及老师的细心指导，他们严谨细致 、一丝不苟的作风，一直是我工作学习上的榜样，循循善诱的教导和不拘一格的思路给我无限的启迪。本设计在规定的时间按要求顺利完成，设计中难免有不足之处，请批评指正，提出宝贵意见。 。4.1.3研究和开发替代品 确保农业生产和人们健康生活的需

40、要在农业方面，应积极采用害虫综合治理技术，用天敌杀虫将使用杀虫剂作为下策，不仅降低了成本，减少农作物的残留，还会增加农作物产量和品质；加快无毒害替代物的研制和应用步伐，如中国的白蚁防治行业，目前很多地方还在大量使用氯丹，灭蚁灵更是白蚁治理的当家药剂，应大力推广合成除虫菊酯类作为氯丹的替代物来使用。4.1.4 减少POPs物质的使用和排放 在工业方面，逐渐加大对POPs排放企业的环境管理力度，大力推行清洁生产，淘汰一些落后工艺和产品，积极研发和推广替代品、替代技术和低污染物排放技术，实现“以环境保护优化经济增长”的目标控制有关行业“三废”污染物的排放，堵住源头，以免后患；实施生活垃圾和医疗垃圾无

41、害化处理，严禁垃圾焚烧等，减少二噁英等污染物的排放。4.1.5开展痕量检测 开发针对环境中痕量POPs先进采样技术与设备，建立能与国际接轨的环境中微量或痕量监测技术、质量保证和质量控制体系，提高中国环境检测的技术水平。（1）加强对POPs物质的基础性研究，包括监测分析技术、产生源调查、环境本底数据采集、迁移和毒性、污染发展趋势等方面的研究，最终形成一个全国性的POPs数据信息支持系统和监控网络。（2）全面开展国际合作，通过培训、交换信息及合作研究，尽快提高中国POPs监控技术水平；通过经济和技术帮助，使中国在基础设施能力和处理能力上得到快速提高。(3）加快针对POPs的国家标准的制定和完善，以

42、标准为依据进行POPs污染物的严格管理；增加对POPs污染物处置技术研究的国家资助和指导，研究适合国情的POPs销毁和替代技术，尽可以能减少消除POPs的排放及污染。4.1.6 POPs 的热技术该法多用于多氯联苯（PCBs）和二噁英的处理，尤其适用于处理大量高浓度的持久性有机物这类技术主要包括：高温过燃烧技术、等离子体高温分解技术、红外脱毒技术、熔盐脱毒技术、原位玻璃化技术、超临界水氧化技术等。其基本原理以二噁英类物质为例，是利用二噁英类物质在9001 200 的高温下可发生分解的性质，对于数量较多且较集中的PCBs污染物处理一般采用热分解法来销毁多氯联苯。目前PCBs处置的基本方式仍是焚烧

43、销毁，该法存在着严重不足，若操作管理不善，可能会产生比原物质毒性更大的毒物等，如采用高温过燃烧炉焚烧城市固体垃圾，尽管在9001 200的温度下通过过燃烧可以使焚烧过程中产生的二噁英彻底分解，但是随着排放气逐渐冷至中温，排气中部分被分解的二噁英又会重新合成Buekens 等在研究工业火法冶金过程中二噁英的形成和销毁机理，发现当冶炼炉的气体从1100冷却至 300时，气体中二噁英(PCDD和PCDF)的含量升高了8倍。4.1.7 POPs 的生物修复技术 生物修复技术是目前中国研究的热点。它主要是利用植物、微生物或原生动物等的吸收、转化、清除或降解POPs。生物修复技术主要分为植物修复、微生物修

44、复、动物修复、植物修复POPs 包括根际微生物降解，根表面吸附，植物吸收和代谢等。安凤春等通过比较不同植物对DDT 的吸收发现丹麦产的Taya草和美国产的Titan草的效果最好。近来有研究表明中国南方的桂花对化学烟雾有特殊的抵抗能力，对氯化氢、硫化氢、苯酚等污染物有不同程度的抵抗性，在氯污染区种植48d 后，1kg叶片可吸收氯418g，它还能吸收汞蒸气。虽然POPs的植物修复已取得一定的成果，但是到目前为止，植物修复还不能达到完全修复POPs 污染环境的目的。近来已有一些前沿研究着眼于利用植物、菌类或动物的基因改良植物，以利于植物对特定POPs的修复，而国内对POPs的植物修复研究还刚刚起步，

45、除了PAHs 和DDT方面的研究外，其他方面几乎全是空白，微生物修复是利用微生物的代谢活动把POPs转化为易降解的物质甚至矿化。自从Ahmed等采用无色杆菌(Achromobacter)降解PCBs成功以来，人们已分离出多种能降解PCBs的菌株。李国学等利用高温堆肥降解六六六和DDT，他们发现当对反应条件进行一定的控制时能起到较好的降解作用，对DDT的降解率甚至可以达到100。据有关报道，2004年中国科学院微生物研究所研究获得可用于构建高效降解工业废水中氯代芳烃类化合物微生物菌株的基因资源，并有望进一步推出POPs 微生物修复技术。目前，中国研究大多集中于高效降解菌的筛选和降解机理等方面，微生物修复技术在中国实际应用尚不多见，动物修复是指土壤中的一些大型土生动物和小型动物种群，能吸收或富集土壤中残留POPs，并通过自身的代谢作用，把部分POPs分解为低毒或无毒产物，此方法对土壤条件要求较高。据报道，蚯蚓对六六六、DDT等农药的积累能力一般比外界大10倍，对DDT的积累最高达70倍左右。目前，中国对蚯蚓的环境生态效应研究较多，实际利用蚯蚓修复环境污染并不多见。对于其他的动物修复技术国内更是少有报道生物