编辑推荐
适读人群 :本书具有较强的实用性,可供环境科学与工程、化学工程、生态工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也可供高等学校相关专业师生参阅。 随着人们对POPs的环境问题越来越关注及我国履约进程的加快,迫切需要针对我国典型环境中新POPs物质进行生态风险评估,提出环境生态风险控制对策,为我国新POPs物质的环境风险管理提供技术支持。
《典型环境新POPs物质生态风险评估方法与应用》主要阐述了新POPs物质的环境风险评估技术方法,并以相关环保公益课题“新增POPs典型环境暴露风险评估技术研究”的成果为主,重点介绍我国典型水环境如江苏太湖流域与广东东江流域中PBDEs、PFOS、PFOA等新增POPs环境风险评估的应用案列。
《典型环境新POPs物质生态风险评估方法与应用》借鉴了发达国家在化学品生态风险评估领域的经验,结合介绍了我国典型环境中新增POPs物质的概况,筛选出我国新增POPs物质的环境生态风险评估指标与评估方法,推导提出了一些新增POPs物质的环境安全阈值.在野外调查和实验室试验分析的基础上,主要对我国长三角太湖流域全氟化合物(PFOS/PFOA)以及珠三角东江流域多溴联苯醚类化合物(PBDEs)在环境介质和生物体的含量水平和分布特征,进行了生态风险评估。
本书具有较强的实用性,可供环境科学与工程、生态工程、化学工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也供高等学校相关专业师生参阅。
内容简介
《典型环境新POPs物质生态风险评估方法与应用》共分6章,内容包括:新POPs物质的环境风险评估技术的发展概况,并简要描述我国典型流域新POPs物质环境风险评估的技术方法;我国典型流域太湖水环境介质中全氟化合物(PFCs)的环境暴露含量特征;我国典型流域东江水环境及典型电子垃圾拆解场地区域广东清远地区环境介质中多溴联苯醚(PBDEs)的暴露水平特征;我国典型流域环境介质中PFOS、PFOA和PBDEs等主要新POPs物质的环境安全阈值的推导方法技术;针对我国典型区域环境介质中PFOS、PFOA和PBDEs的环境风险评估需求,阐述了我国新POPs物质环境风险评估表征的实例应用;综合论述适用我国新POPs物质的环境风险评估及风险管理措施,主要阐述典型区域新POPs的环境风险管理对策建议等。
《典型环境新POPs物质生态风险评估方法与应用》具有较强的实用性,可供环境科学与工程、化学工程、生态工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也可供高等学校相关专业师生参阅。
作者简介
刘征涛:中国环境科学研究院研究员,环境毒理与生态效应学科带头人.近二十年来,主要从事环境环境毒理学、污染生态效应、环境安全风险评估及相关生态环境基准等领域的研究.近年来主持多项国家自然科学基金、重点基金项目、国家“973”项目、国家“863”项目及国家科技攻关项目、国家环境保护总局项目等10余项.主要有国家自然科学基金面上项目及重点基金项目(如“持久性有机污染物的毒理、暴露水平及区域风险研究”(40332023)等),国家“973”项目课题(如“主要持久性有机污染物(POPs)的环境生态安全特性研究” (2003CB415003)、“河流入海污染物质通量变异及其对流域自然变化和人类活动的影响(2002CB412401)等),“863”项目课题(“重大环境污染事件风险源识别与监控技术” 承担国家环保部课题如“销毁处理日本遗弃化学武器水环境标准的相关毒理学暴露研究”、“典型区域有毒有害有机污染物环境安全性评估与控制对策研究”、“新化学物质风险评估技术体系研究”(200709026)、国家重大水专项课题“流域水环境质量基准与标准技术体系研究”(200807526-03)等.主要论文在国际学术榜刊物(SCI)" Chemosphere"、" Mutation Research"、" Bull. Contam. Toxic."、“Environ.Chem.Toxic.”、“Toxicology Letter”、“中国科学”、“科学通报”等国内外学术刊物发表相关学术论文100余篇.编著“环境安全与健康”(化学工业出版社,2005),“新化学物质环境危害识别快速筛选技术”(化学工业出版社,2010),“水环境质量基准方法与应用”(科学出版社)合著多本,获得国家发明专利10项;并担任“科学通报”、“Chemosphere”、“化学学报”等核心刊物的特约审稿,“环境科学与研究”的编委,编著国内首部有关环境安全与健康的著作“环境安全与健康”(化学工业出版社,2005).2006年获“全国杰出科技人才” 荣誉称号(中宣部、中组部、人事部、科技部联合颁发).
内页插图
目录
第1章新POPs环境风险评估概况001
1.1化学物质环境风险评估发展过程002
1.2国外生态风险评估004
1.2.1美国生态风险评估005
1.2.2欧盟生态风险评估005
1.3我国生态风险评估007
1.4国内外环境生态风险评估比较009
1.5新POPs生态风险评估指标筛选013
1.6新POPs物质生态风险评估018
1.6.1环境暴露评估018
1.6.2环境风险表征020
第2章典型环境介质中全氟化合物暴露特征038
2.1太湖流域水环境中全氟化合物暴露特征038
2.1.1太湖流域水环境概况038
2.1.2太湖水样中PFCs含量与分布特征039
2.1.3太湖沉积物中PFCs含量与分布特征041
2.1.4PFCs在沉积物和水中的分配042
2.2氟工业园区环境中全氟化合物暴露调查044
第3章典型环境介质中多溴联苯醚(PBDEs)暴露特征 052
3.1东江流域环境中多溴联苯醚暴露特征052
3.1.1东江流域水环境概况052
3.1.2水样中PBDEs含量与分布特征054
3.1.3沉积物中PBDEs含量与分布特征059
3.1.4生物样品中PBDEs含量与分布特征063
3.2电子垃圾拆解场地区域多溴联苯醚暴露特征067
3.2.1场地区域空气中PBDEs含量与分布067
3.2.2水体中PBDEs含量与分布特征068
3.2.3沉积物中PBDEs含量与分布特征071
3.2.4土壤中PBDEs含量与分布特征 073
3.2.5环境尘土中PBDEs含量与分布特征076
3.2.6场地生物样品中PBDEs含量与分布特征077
第4章主要新POPs环境安全阈值089
4.1典型PFCs预测效应浓度089
4.1.1全氟辛烷磺酸(PFOS)安全阈值089
4.1.2全氟辛酸(PFOA)安全阈值097
4.2PBDEs的预测效应浓度100
4.2.1四溴联苯醚安全阈值100
4.2.2五溴联苯醚安全阈值102
4.2.3八溴联苯醚安全阈值105
4.2.4十溴联苯醚安全阈值106
第5章典型环境多溴联苯醚和全氟化合物的风险表征108
5.1太湖流域全氟化合物环境风险109
5.1.1流域水环境典型PFCs风险表征109
5.1.2氟工业园区PFCs生态及人体健康风险表征114
5.2东江流域多溴联苯醚环境风险118
5.2.1水环境中PBDEs生态及健康风险表征118
5.2.2电子垃圾拆解场地PBDEs生态及健康风险表征121
第6章典型区域环境新POPs风险管理对策124
6.1新POPs环境风险管理措施124
6.1.1全氟类化合物风险管理124
6.1.2多溴联苯醚类物质风险管理133
6.2新POPs环境风险评估139
6.2.1全氟类化合物评估139
6.2.2多溴联苯醚类物质评估141
6.3新POPs环境生态风险控制对策讨论144
6.3.1我国新POPs环境风险管理状况144
6.3.2我国新POPs生态风险控制对策建议146
参考文献150
前言/序言
持久性有机污染物(POPs),通常是指具有生物脂溶性的蓄积特征、在自然环境中难以降解、对生物体有毒害作用,可通过大气、水、土壤及生物等介质长距离迁移并可较长期累积于环境介质中的一类有机化学物质。由于许多POPs还可能具有对人体健康危害的致畸、致癌、致突变等遗传毒性的“三致”效应,以及对环境中生物体的生殖、发育或内分泌激素系统的干扰毒性作用,其对生态系统及人体健康产生的危害影响可能会较长期持续存在,从而可能对人体健康和自然生态系统产生较严重的环境风险。
随着有关POPs控制的斯德哥尔摩国际公约正式生效,我国面临履约及削减POPs的巨大挑战。公约规定的12种POPs包括艾氏剂、氯丹、滴滴涕、狄氏剂、异狄氏剂和七氯、六氯苯、多氯联苯、灭蚁灵、毒杀芬、多氯代二苯并对二吖恶英、多氯代二苯并呋喃受到了各缔约国的严格管控。2009年在瑞士日内瓦举行的缔约方大会第四届会议决定,将全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸及其盐类(PFOS)、商用五溴联苯醚、八溴联苯醚等9种新增POPs列入公约附件A、B或C的受控范围。至此,已有包括多溴联苯醚、全氟化合物(PFCs)等新POPs物质在内的27种POPs被国际公约禁限用。新增POPs物质中如多溴联苯醚(PBDEs)和全氟辛烷类(PFOS/PFOA)在我国均有大量生产和使用,可能广泛存在于我国多种环境生态介质及人体中。
随着人们对POPs的环境问题越来越关注及我国履约进程的加快,迫切需要针对我国典型环境中新POPs物质进行生态风险评估,提出环境生态风险控制对策,为我国新POPs物质的环境风险管理提供技术支持。
本书主要阐述了新POPs物质的环境风险评估技术方法,并以相关环保公益课题“新增POPs典型环境暴露风险评估技术研究”的成果为主,重点介绍我国典型水环境如江苏太湖流域与广东东江流域中PBDEs、PFOS、PFOA等新增POPs环境风险评估的应用案例。全书共分6章,第1章概述了新POPs物质的环境风险评估技术的发展概况,并简要描述我国典型流域新POPs物质环境风险评估的技术方法;第2章主要阐述我国典型流域太湖水环境介质中全氟化合物(PFCS)的环境暴露含量特征;第3章着重介绍我国典型流域东江水环境及典型电子垃圾拆解场地区域广东清远地区环境介质中多溴联苯醚(PBDEs)的暴露水平特征;第4章主要论述我国典型流域环境介质中PFOS、PFOA和PBDEs等主要新POPs物质的环境安全阈值的推导方法技术;第5章针对我国典型区域环境介质中PFOS、PFOA和PBDEs的环境风险评估需求,阐述了我国新POPs物质环境风险评估表征的实例应用;第6章综合论述适用我国新POPs物质的环境风险评估及风险管理措施,主要阐述典型区域新POPs的环境风险管理对策建议,为我国新增POPs物质的国际履约及有效的环境监管提供技术支持。
感谢环境保护行业公益专项科研课题对本研究工作的资助,也感谢对本书相关内容的完成提供帮助的各位朋友。
限于编著者编著时间和水平,书中难免存在不妥和疏漏之处,敬请读者批评指正。
编著者
2016年9月
环境毒理学前沿:持久性有机污染物(POPs)的演变与新型挑战 本书聚焦于现代化学品对全球环境和生物圈构成的复杂挑战,特别关注那些被认定或潜在认定为“新型持久性有机污染物”(New POPs)的物质。随着全球对早期“经典”POPs(如DDT、多氯联苯等)的严格管控逐步生效,化学工业的替代趋势和新物质的涌现,使得环境风险评估工作进入了一个更为精细和前瞻性的阶段。本书旨在为环境科学、毒理学、化学工程以及政策制定者提供一个全面、深入的分析框架,探讨这些新出现的污染物从源头到生态系统的传递、归趋及其潜在的长期生态毒性。 第一部分:新型POPs的界定、特征与全球管控态势 本部分将首先梳理持久性有机污染物(POPs)的经典定义与判定标准,重点解析《斯德哥尔摩公约》的演进历史及其对现有化学品库的持续筛选机制。随后,我们将深入剖析“新型POPs”的特征,这通常包括全氟和多氟烷基物质(PFASs)、某些溴化阻燃剂的替代品、部分新型农用化学品中间体,以及在工业循环中新发现的内分泌干扰物(EDCs)。 1. 化学结构与持久性机制: 分析新型污染物分子结构中的化学键特性(如C-F键的极高稳定性),解释其在环境介质(水体、土壤、大气)中的超长半衰期。对比传统POPs与新型POPs在环境迁移能力和生物累积潜能上的异同。 2. 全球法规的动态调整: 详细介绍欧盟REACH法规、美国TSCA以及亚洲主要经济体在应对新兴污染物方面的政策框架。探讨“替代品风险”的复杂性——即新物质在解决旧问题时可能带来的不可预见的新风险。 3. 新兴污染物的来源与排放路径: 系统梳理新型POPs在现代工业生产链(如锂电池、半导体制造、高性能涂料)中的应用现状。重点解析其通过废水处理厂(WWTPs)的排放、固体废物填埋渗滤液以及大气气溶胶的非点源扩散路径。 第二部分:环境迁移转化与暴露建模 理解污染物如何在环境中移动和转化,是进行风险评估的基础。本部分侧重于物理化学过程与生态系统动力学的耦合分析。 1. 多介质传输模型(MMTM): 引入先进的化学示踪技术和高分辨率气象数据,建立新型POPs在气-水-土界面间的动态平衡模型。研究低温、高海拔等极端环境对PFASs等物质气相传输的影响。 2. 环境归趋与降解潜力: 考察新型POPs在不同环境条件下的光解、水解和微生物降解效率。特别关注厌氧条件下持久性物质的转化产物(代谢物或降解中间体)的毒性,这些产物往往比母体化合物更具移动性或毒性。 3. 生物富集与食物网传递: 探讨新型污染物在水生和陆生生物体内的吸收、代谢与排泄动力学。构建多营养级食物网中的生物放大因子(BAF)和食物链传递系数(TFTC),评估顶级捕食者所面临的累积风险。 第三部分:生态毒理学效应与亚致死性损伤评估 本部分深入探讨新型POPs对非目标生物体造成的生物学影响,重点超越传统的急性毒性指标,转向慢性、亚致死及跨代影响。 1. 内分泌干扰与生殖毒性: 详细阐述新型POPs如何干扰生物体的激素受体系统。通过对关键物种(如两栖类、鱼类和鸟类)的实验室和野外研究,量化其对繁殖成功率、性别比例失衡以及幼体发育的影响。 2. 免疫系统与遗传毒性: 评估这些化学物质对生物体免疫防御系统的抑制作用,探讨其在增加物种易感性方面的潜在关联。同时,利用基因组学和表观遗传学工具,识别新型污染物诱导的DNA损伤和基因表达谱的长期改变。 3. 生物标志物(Biomarkers)的应用: 介绍和验证新型POPs暴露的特异性生物标志物,如特定酶活性变化、脂质组学分析中的异常信号等,以实现早期、灵敏的生态健康监测。 第四部分:风险表征、管理策略与未来展望 本部分将理论评估转化为实际的风险管理工具,并展望未来研究方向。 1. 基于暴露-效应的风险量化: 建立整合环境浓度数据(PEC)和物种无影响浓度(PNEC)的评估流程,计算风险商(RQ)。特别关注区域热点地区的综合风险评估方法。 2. 污染控制与修复技术: 探讨针对新型POPs的高效去除技术,包括新型吸附材料(如改性活性炭、金属有机框架材料MOFs)、电化学氧化以及高级氧化工艺(AOPs)在处理高浓度工业废水中的应用效果与经济性分析。 3. 前瞻性环境科学: 讨论如何利用高通量筛选(HTS)技术和计算毒理学(In Silico Modeling)来预测“下一代”化学品的潜在持久性与毒性,实现从“污染后治理”向“污染前预防”的转变。强调国际合作在监控跨界污染和推动可持续化学发展中的核心作用。 本书内容严谨,注重实证数据和模型验证,力求为环境风险评估的复杂性提供清晰的路线图。