功能化石墨烯对水中有机污染物地处理.doc

功能化石墨烯对水中有机污染物的处理 1、相关定义 1.1、持久性有机污染物定义及特性 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,具有长期残留性、生物积累性、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者人工合成的有机污染物质[2]。在过去的 20 多年中国出现了许多严重的环境问题,由于工业发展和城镇人口快速的膨胀, 城市环境压力日益加重,持久性有机污染物已经成为中国高度关注和重视的环境 问题之一[3]。 根据 POPs 的定义,可以得出持久性有机污染物同时具有以下几个方面的特 性。第一,环境持久性:POPs 本身很稳定,在外界各种物理、化学、以及生物方 面的刺激作用下,结构和性质不会发生根本的改变,具有很好的抵抗能力,在普 通条件下非常不容易被降解。当它进入环境体系中,将可以通过土壤、水体和底 泥等环境介质作为载体长期残留和存在,并且可长达数年,几十年甚至更长时间 [4,5]。第二,生物积累性:POPs 属于亲脂憎水性物质,也就是说在水溶液中不溶或 者微溶,而在脂肪中有很好的溶解能力,很容易存在于脂肪当中。脂肪组织是动 物体和人体中含量较高的组织之一,生物体通过环境介质摄入 POPs 后,POPs 就 会累积在脂肪组织中实现 “生物蓄积”,脂肪组织中 POPs 的浓度会较周围介质中 的要高,形成 “生物浓缩”效应。由于食物链中 POPs 的生物体浓缩效应,较高营 养级的生物体比较低营养级的生物体 POPs 浓度要高,人类位于食物链的最高营养 级,也就是说人类生命体中 POPs 的浓度会更高于其他营养级的生物体,这也意味 着人类会受到更深的毒害[6-8]。三,长距离迁移能力:由于 POPs 半挥发性的性质, 它可以通过蒸发后进入大气环境中,以游离状态存在或者吸附到大气中的颗粒物 质上,而且可以在大气循环、水体循环、以及生物体的迁徙中,实现长达成百上 - 1 - 千公里距离的迁移[9,10]。第四,高毒性:这里高毒性主要是说 POPs 对生物体具有 负面效应,而且大部分的 POPs 都属于”三致”物质(致癌、致畸、致突变),动物 和人类在环境介质中接触并摄入 POPs,对其生殖系统、遗传功能、免疫系统、神 经系统、内分泌方面都会有严重的负面影响,会直接或者间接影响人类和其他生 物体的健康和生存[11-16]。 1.2、持久性有机污染物定义和分类 判别标准1.1.1 持久性有机污染物定义和判别标准 POPs 是 persistent organic pollutants 的缩写,中文名称就是”持久性有 机污染物”,是指那些难以通过物理、化学或生物途径降解的有害化学品。联合国 环境规划署根据对各国的征求意见,在专家建议的基础上,将 POPs 的评判标准定 为: 持久性:指通过诸如大气、土壤、水等介质难于降解的性质。以半衰期表示 。 生物蓄积性:指化学品以比在周围环境中高的浓度蓄积在活组织中的特性, 以标靶组织中的浓度与环境中的浓度之比表示。 毒性:指化学品对人体或环境造成危害的特性。 挥发性:指化学品在空气中挥发的能力。 在远距离区域对化学品的测定:据认为这是确定某一化学品是否是全球性 持久性有机污染物的关键性指标。 生物可获得性:根据实地数据或专家的判断,亦建议将此项参数作为判定 持久性有机污染物的指标之一。 社会-经济和其他因素:在应用上述的判定指标对可能入选的化学品进行 评判时,应充分考虑各种社会-经济因素,例如各国所处的不同发展阶段、化学品的 使用区域以及参与使用这些化学品的有关各方等。 国际上由此确定了首批 12 种(类)持久性有机污染物,一般说来,持久性有机污 染物(POPs)狭义上说来就是指这些国际受控污染物,但从广义上说,有机污染物 只要是符合了上述的那些规定,那么也就在持久性有机污染物的范畴内。 1.3、疏水性有机污染物的定义及其基本性质 疏水性有机污染物绝大多数具有理化性质稳定、在自然环境中难溶于水、难 于降解和转化等特点,能在环境中长时间存在并对生态环境造成不利影响。疏水 性有机污染物包括环境中的多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、有机氯(OPs)、 芳香族化合物、以及多种农药在内。它们常具有以下特性: 浙江工业大学硕士学位论文 12 蚯蚓对土壤中疏水有机污染物的动态积累 环境持久性/环境残留期长:大多数HOCs因理化性质稳定、难于自然降解, 在环境中的半衰期长达数月到数十年,在水体、土壤和底泥等环境中长时间富集。 Manirakiza P.等[2]测定鱼脂肪中的有机氯和PCBs含量,所得结果与先前的研究比 较发现这些物质的含量虽逐渐减少但仍然存在。 生物蓄积性:疏水性有机污染物有着较高的辛醇/水分配系数(Kow),具有低 水溶