水中持久性有機污染物的監測與治理

劉 莎

（山東省環科院環境科技有限公司，濟南 250013）

隨著經濟和社會的不斷發展，各種污染相繼出現，對人類的生存和發展帶來非常嚴重的危害。其中最常見的污染就是持久性有機污染。這種污染物傳播途徑廣泛且難以分解，在通過生物體傳播的過程中還會出現大量積累的情況，對人的生命健康和生態環境都產生了巨大的危害。鑒于環境安全和生存需要，人們要對環境中存在的持久性有機物進行監測分析，并根據監測現狀提出有效的防治措施和治理方法。

1 持久性有機污染物

《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》中對持久性有機污染物的定義是存在于或堆積于動植物體內的、在自然環境中長期循環的對人類有害的化學物質。持久性有機污染物（POPs），具有高毒性、持久性、生物積累性、遠距離遷移性，可以在大氣、水、土壤環境中留存，對人類的生命健康和自然生態都造成了一定的不良影響。聯合國環境規劃署（UNEP）已將持久性有機污染物（POPs）視為世界面臨的最大環境挑戰之一。

持久性有機污染物被發現大量存在于殺蟲劑、工業化學品之中，包括艾氏劑、滴滴涕（DDT）、毒殺芬、苯并呋喃等，這些物質對人體健康和自然環境都會造成不可挽回的危害。相關國際公約要求減少16種持久性有機污染物的排放，同時禁止一部分會產生有機污染物的物質的生產[1]。

2 中國持久性有機污染物的存在情況和監測現狀

2.1 持久性有機污染物的現狀

為了了解我國水環境中的持久性有機污染物的存在狀況，人們對產生和可能產生持久性有機污染物的地方進行實時勘測，并分析其對環境的影響，這對提出有效的治理措施起到非常關鍵的作用。

水環境研究發現，持久性有機污染物在我國水體中的殘留是非常嚴重的[2]。華南地區的地下水源存在大量的有機氯污染物，我國黃浦江等水體的多氯有機物的濃度遠高于發達國家。有調查表明，持久性有機污染物已經污染了高原湖泊，我國西藏的錯那湖也檢測到有機氯成分。中國沿海地區也檢測出多氯聯苯的存在。持久性有機污染物嚴重危害我國的水系統，尤其是南方地區，水體經常出現有機氯含量超標現象，原因是南方降水豐富且水體富營養化嚴重，導致水中含氯量增多。檢測發現，很多南方水體不僅含有大量有機氯，還含有苯類有機物，如多氯聯苯。

2.2 含氯有機農藥

很多含氯有機農藥屬于持久性有機污染物，如艾氏劑、氯丹、滴滴涕、異狄氏劑、六氯苯、滅蟻靈、多氯聯苯、毒殺芬。

艾氏劑能夠去除白蟻等害蟲，但是會對魚類和鳥類造成傷害，還會危害人體健康，甚至可能致癌，已被部分國家禁止生產使用。異狄氏劑作為棉花的殺蟲藥劑，會對魚類造成危害，同樣被禁止生產使用，但國內某些水域仍然可以檢測到，仍有存留。滴滴涕作為殺蟲劑，還可以預防瘧疾等傳播疾病，但會對生物的生殖系統和神經系統造成危害，具有致癌性，已經被大多數國家禁止生產和使用。由于滴滴涕作為殺蟲劑具有較好的效果和較高的性價比，中國仍將其大量應用在農業種植上。由于地區差異，滴滴涕在南方的使用量比北方多。因此，南方水體中大量檢測到此類有機氯農藥。

近年來，各種有毒有害的有機氯農藥已被國家禁止生產和使用，但仍有落后的鄉鎮使用。另外，早年大量使用農藥，已對水環境和土壤環境造成嚴重的傷害。目前，中國有關持久性有機污染物（POPs）的標準中，有機氯農藥污染物主要集中在滴滴涕和六六六，其他污染物如艾氏劑、異狄氏劑等均未涉及，并且多氯聯苯和二噁英類物質的標準也很不全面。

2.3 中國的環境監測發展

近年來，我國在持久性有機污染物（POPs）監測方面取得了巨大的進步，在相關部門的支持下，開展了一系列POPs監測技術研發的科研項目，突破了許多痕量監測方面的技術難題，也制定了相關POPs監測技術的標準條例。環境監測站配備了更多先進設備，極大地提高檢測結果的準確性，擴大了檢測范圍，已經能夠檢測出大部分有機氯農藥物質，包括艾氏劑、異狄氏劑等，整體提高了對持久性有機污染物的監測能力。同時，加大對監測人員的培訓力度，設立實驗室，對監測點的樣品進行收集和處理，以便制定污染防治措施。當前，我國已經全面開展水環境監測工作，積極推動環境監測網絡系統建設，對于持久性有機污染物高風險的區域，加大監測點位布置力度，有效推進環境治理。

但是，我國的環境監測還局限于重點污染排放源的監測。《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》新增列了多種持久性有機污染物，對我國POPs監測技術研發和創新又提出了新要求[3]。人們要大力研發持久性有機污染物監測技術，持續監測我國水環境和人體中POPs的變化趨勢。

3 持久性有機污染物的治理方法

3.1 持久性有機污染物的一般治理辦法

現階段，中國持久性有機污染物覆蓋范圍較廣，人們要積極采取干預手段，降低其環境危壞，避免危害人體健康。持久性有機污染物的富集和濃縮可以采用物理方法，常見的有吸收法、萃取法以及蒸餾法。物理方法較為簡單，但只能使污染物發生形態變化，不能從根本上解決污染問題。物理法常用做預處理手段，與其他處理方法聯合使用。

化學方法在持久性有機污染物的處理方面也有較多的應用，常見的有超聲波氧化法、光催化氧化法、紫外光解技術等。微波、放射性射線和電化學等可處理二噁英、多氯聯苯、五氯苯酚等持久性有機污染物，效果十分顯著。此外，人們可以通過生物循環將持久性有機污染物分解為水、二氧化碳等無害物質。對于含氯、含苯的有機物，人們可以利用等離子高溫分解技術、紅外脫毒技術、超臨界水氧化技術、高溫過燃燒技術等熱處理技術進行無害化處理。

3.2 水環境中的光降解

在水環境中，POPs的降解主要分為兩種形式，即光降解和生物降解。但是，生物降解的效果并不理想，因此持久性有機污染物在水環境中主要發生光降解[4]。水環境中的持久性有機污染物能吸收太陽光，由于自身腐殖質等吸光物質的催化或敏化作用，它會發生光降解反應。光降解可分為直接光降解和間接光降解。

有機污染物的直接光降解是指污染物在吸收光子后本身發生光分解。研究表明，當用313 nm和366 nm的光照射水溶液中的多環芳烴（PAHs）時，PAHs分子結構被破壞，這說明多環芳烴分子在光照下可以發生直接光降解[5]。但直接光降解的速度緩慢，效率較低。持久性有機污染物的間接光降解，是指污染物本身與來自其他組分或自由基的激發態反應來誘導轉化，產生的有機基團與活性自由基發生氧化降解反應，最終污染物完全礦化成CO2和H2O。間接光解是天然水體中POPs光降解的主要途徑，又可細分為光敏化降解和光催化降解。

光催化氧化技術是一種綠色水處理技術，它能夠徹底降解廢水中的有機污染物。光催化氧化是由易于吸收光子能量的中間產物如半導體吸收光能形成激發態，然后誘導反應物分子的氧化過程[6]。光催化氧化通常需要催化劑，光催化劑在光源的照射下產生催化作用，使周圍的水分子、氧氣激發成極具活性的·OH自由基和·O2-自由基，把大分子有機物氧化成H2O和CO2等小分子無機物。光催化氧化降解可以在常溫常壓下氧化分解持久性有機物，不會產生對環境有影響的副產物，同時利用太陽光作為光源進行光降解處理，可以節省能源，并且無二次污染。光催化氧化處理技術具有多種優點，在治理持久性有機污染物方面具有良好的前景。

段文慧等詳述了氧化石墨烯-二氧化鈦（GOTiO2）光催化復合有機膜的原理、制備方法及其在持久性有機污染物治理方面的應用，為減少持久性有機污染物的環境危害提供了新思路[7]。GO-TiO2光催化復合分離膜在可見光下可以有效去除水中二氯苯、諾氟沙星、布洛芬、亞甲基藍等難生物降解有機物。張磊等利用TiO2、In2O3、ZnO等不同種類的納米結構材料作為光催化劑，通過光催化降解，有效地降解了水中的持久性有機污染物[8]。其間討論了反應機理，羥基自由基具有非常高的氧化電位，可將絕大部分POPs氧化。該研究證明光催化氧化技術可以有效降解水中的POPs，它是一項經濟可靠且對環境無害的新處理方式。

4 結語

持久性有機污染物（POPs）在環境的存在會對生態安全和人體健康產生巨大的危害，而且污染物本身具有長期殘留性、高毒性、生物蓄積性和長距離遷移性，其污染的嚴重性和復雜性遠遠超過常規污染物。持久性有機污染物種類繁多，其在水環境中的濃度往往較低，難以實施集中治理和徹底去除。目前，我國持久性有機污染物的監測和處理已取得初步成效，但是要徹底解決POPs的危害，人們必須禁止POPs的生產和使用，開發新產品來替代它。值得注意的是，部分水體和土壤環境已經被嚴重污染，人們必須加大監測力度，實施科學治理。因此，人們要積極研發測定和治理POPs的新方法和新設備，以便有效治理POPs污染，保護生態環境。