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POPs在环境中的迁移
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北半球POPs 的主要传播途径
洋流 空气轨迹 江河径流
USA Russia
Canada
Greenland
Norway
55°N
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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)
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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有机农药六六六在食物链中富集
土壤 pg/g <0.3 杂草 pg/g 360 牛奶 人体 pg/g脂肪 pg/g脂肪 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
POPs属于PBTs和PTSs所定义的物质中的一类，除具有 上述概念所界定的持久性、生物累积性和毒性等特征 外，还特别具有半挥发性而可远距离迁移特性。
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PBTs
持久性 Persistence 生物累积性 Bioaccumulation 毒性 Toxicity
POPs
持久性 生物累积性 毒性 半挥发性 易于长距离大气输送和沉降 在释放源和远离源的地区都可以对环境和人类健康 造成不利影响
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POPs的特性
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持久性（Persistent）
水中的半衰期> 2个月
土壤中的半衰期 > 6个月 沉积物中的半衰期 > 6个月； 该化学品具有其它高度持久性

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POPs相关环境参数


LD50： Lethal Dose, 半数致死剂量，指毒物引起一群受试 生物的半数死亡所需的毒物剂量，急性毒性参数。 BCF/BAF： Bioconcerntration Factor/Bioaccumulation Factor，生物富集因子/生物积累因子，生物从周围 环境（水、土壤、大气）富集/积累某种元素或难降 解的物质，这种元素或物质在有机体内浓度与周围 环境中浓度的比例就是生物富集因子/积累因子。
地球与环境科学导论
《持久性有机污染物》
---全球环境问题
主讲：郑刘根/王宁
2013年11月27日
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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
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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。 因持久性，可通过河流、海洋水体或迁徙动物进 行远距离环境迁移。

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。
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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。 KOA：Octanol-Air partition coefficient, 正辛醇-空气分配系数， 表示化学物质在辛醇中浓度和在空 气中浓度的比例。KOA越高，说明该物质蒸气压较低，越易 溶于有机溶剂中，而不易挥发到空气中。 KAW：Henry‘s Law constants, 亨利常数。 Half-life time： 半衰期， 某一元素或物质在环境中消耗（或降解）一半所 需要的时间。
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根据GoldbergE.D.最早提出的“全球蒸馏效应”，加拿大科
学家WaniaF.和MackayD.成功地解释了POPs从热温带地区向寒冷
地区迁移的现象。从全球来看，由于温度的差异，地球就像一 个蒸馏装臵——在低、中纬度地区，由于温度相对高，POPs挥
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脂溶性农药的生物富集放大作用 生物介质 水体 浮游生物 虾 幼鳗 针鱼 鸬鹚 鸥鸟 DDT 浓度（ppm) 0.00005 0.04 0.16 0.28 2.07 26.4 75.5
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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Βιβλιοθήκη 吃虾的动物体内又 把浓度提高10倍
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, 不易分解 高脂溶性：可通过食物链在生物体内累积浓缩 并最终传递到人体 毒性：对人体和生态系统具有毒性危害 半挥发性：远距离传输，影响区域和全球环境
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POPs的生物累积性
吸收（呼吸、皮肤、饮食） 食物链传递过程中具有持久性，不易降解 以很慢的速度被排泄掉
通过周围媒介到生物体内，并通过食物链的生物放大作用达到
中毒浓度。
能在食物链中富集或累积，对有较高营养等级的生物造成影响。
判断标准：在水生物种中的生物浓缩系数（BCF）或生物积累系数 (BAF)大于5000，或如无BCF和BAF数据，则log Kow值大于5。 BAF（BCF）> 5000 或 KOW > 105（104）
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与POPs相关的概念
PTSs：Persistent Toxic Substances，持久性有毒化学物 质； PBTs：Persistent Bioaccumulative Toxic substances，持久 性、生物累积性和毒性物质；
PBTs和PTSs概念更广泛，包括重金属或金属有机物质。
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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全球分馏的产生




多数POPs具有足够挥发性使之可以在平常的环 境温度下，在大气、水、土壤中蒸发和沉降（即循 环） 热带或亚热带的高温可以使POPs从地表挥发出来 高纬度的低温使POPs从大气沉降到土壤和水中 挥发性的强弱→在大气中停留时间的长短→ 污染 物随温度梯度（纬度梯度）沉降下来→全球分馏