水中持久性有机污染物的监测与治理

刘 莎

（山东省环科院环境科技有限公司，济南 250013）

随着经济和社会的不断发展，各种污染相继出现，对人类的生存和发展带来非常严重的危害。其中最常见的污染就是持久性有机污染。这种污染物传播途径广泛且难以分解，在通过生物体传播的过程中还会出现大量积累的情况，对人的生命健康和生态环境都产生了巨大的危害。鉴于环境安全和生存需要，人们要对环境中存在的持久性有机物进行监测分析，并根据监测现状提出有效的防治措施和治理方法。

1 持久性有机污染物

《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中对持久性有机污染物的定义是存在于或堆积于动植物体内的、在自然环境中长期循环的对人类有害的化学物质。持久性有机污染物（POPs），具有高毒性、持久性、生物积累性、远距离迁移性，可以在大气、水、土壤环境中留存，对人类的生命健康和自然生态都造成了一定的不良影响。联合国环境规划署（UNEP）已将持久性有机污染物（POPs）视为世界面临的最大环境挑战之一。

持久性有机污染物被发现大量存在于杀虫剂、工业化学品之中，包括艾氏剂、滴滴涕（DDT）、毒杀芬、苯并呋喃等，这些物质对人体健康和自然环境都会造成不可挽回的危害。相关国际公约要求减少16种持久性有机污染物的排放，同时禁止一部分会产生有机污染物的物质的生产[1]。

2 中国持久性有机污染物的存在情况和监测现状

2.1 持久性有机污染物的现状

为了了解我国水环境中的持久性有机污染物的存在状况，人们对产生和可能产生持久性有机污染物的地方进行实时勘测，并分析其对环境的影响，这对提出有效的治理措施起到非常关键的作用。

水环境研究发现，持久性有机污染物在我国水体中的残留是非常严重的[2]。华南地区的地下水源存在大量的有机氯污染物，我国黄浦江等水体的多氯有机物的浓度远高于发达国家。有调查表明，持久性有机污染物已经污染了高原湖泊，我国西藏的错那湖也检测到有机氯成分。中国沿海地区也检测出多氯联苯的存在。持久性有机污染物严重危害我国的水系统，尤其是南方地区，水体经常出现有机氯含量超标现象，原因是南方降水丰富且水体富营养化严重，导致水中含氯量增多。检测发现，很多南方水体不仅含有大量有机氯，还含有苯类有机物，如多氯联苯。

2.2 含氯有机农药

很多含氯有机农药属于持久性有机污染物，如艾氏剂、氯丹、滴滴涕、异狄氏剂、六氯苯、灭蚁灵、多氯联苯、毒杀芬。

艾氏剂能够去除白蚁等害虫，但是会对鱼类和鸟类造成伤害，还会危害人体健康，甚至可能致癌，已被部分国家禁止生产使用。异狄氏剂作为棉花的杀虫药剂，会对鱼类造成危害，同样被禁止生产使用，但国内某些水域仍然可以检测到，仍有存留。滴滴涕作为杀虫剂，还可以预防疟疾等传播疾病，但会对生物的生殖系统和神经系统造成危害，具有致癌性，已经被大多数国家禁止生产和使用。由于滴滴涕作为杀虫剂具有较好的效果和较高的性价比，中国仍将其大量应用在农业种植上。由于地区差异，滴滴涕在南方的使用量比北方多。因此，南方水体中大量检测到此类有机氯农药。

近年来，各种有毒有害的有机氯农药已被国家禁止生产和使用，但仍有落后的乡镇使用。另外，早年大量使用农药，已对水环境和土壤环境造成严重的伤害。目前，中国有关持久性有机污染物（POPs）的标准中，有机氯农药污染物主要集中在滴滴涕和六六六，其他污染物如艾氏剂、异狄氏剂等均未涉及，并且多氯联苯和二噁英类物质的标准也很不全面。

2.3 中国的环境监测发展

近年来，我国在持久性有机污染物（POPs）监测方面取得了巨大的进步，在相关部门的支持下，开展了一系列POPs监测技术研发的科研项目，突破了许多痕量监测方面的技术难题，也制定了相关POPs监测技术的标准条例。环境监测站配备了更多先进设备，极大地提高检测结果的准确性，扩大了检测范围，已经能够检测出大部分有机氯农药物质，包括艾氏剂、异狄氏剂等，整体提高了对持久性有机污染物的监测能力。同时，加大对监测人员的培训力度，设立实验室，对监测点的样品进行收集和处理，以便制定污染防治措施。当前，我国已经全面开展水环境监测工作，积极推动环境监测网络系统建设，对于持久性有机污染物高风险的区域，加大监测点位布置力度，有效推进环境治理。

但是，我国的环境监测还局限于重点污染排放源的监测。《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》新增列了多种持久性有机污染物，对我国POPs监测技术研发和创新又提出了新要求[3]。人们要大力研发持久性有机污染物监测技术，持续监测我国水环境和人体中POPs的变化趋势。

3 持久性有机污染物的治理方法

3.1 持久性有机污染物的一般治理办法

现阶段，中国持久性有机污染物覆盖范围较广，人们要积极采取干预手段，降低其环境危坏，避免危害人体健康。持久性有机污染物的富集和浓缩可以采用物理方法，常见的有吸收法、萃取法以及蒸馏法。物理方法较为简单，但只能使污染物发生形态变化，不能从根本上解决污染问题。物理法常用做预处理手段，与其他处理方法联合使用。

化学方法在持久性有机污染物的处理方面也有较多的应用，常见的有超声波氧化法、光催化氧化法、紫外光解技术等。微波、放射性射线和电化学等可处理二噁英、多氯联苯、五氯苯酚等持久性有机污染物，效果十分显著。此外，人们可以通过生物循环将持久性有机污染物分解为水、二氧化碳等无害物质。对于含氯、含苯的有机物，人们可以利用等离子高温分解技术、红外脱毒技术、超临界水氧化技术、高温过燃烧技术等热处理技术进行无害化处理。

3.2 水环境中的光降解

在水环境中，POPs的降解主要分为两种形式，即光降解和生物降解。但是，生物降解的效果并不理想，因此持久性有机污染物在水环境中主要发生光降解[4]。水环境中的持久性有机污染物能吸收太阳光，由于自身腐殖质等吸光物质的催化或敏化作用，它会发生光降解反应。光降解可分为直接光降解和间接光降解。

有机污染物的直接光降解是指污染物在吸收光子后本身发生光分解。研究表明，当用313 nm和366 nm的光照射水溶液中的多环芳烃（PAHs）时，PAHs分子结构被破坏，这说明多环芳烃分子在光照下可以发生直接光降解[5]。但直接光降解的速度缓慢，效率较低。持久性有机污染物的间接光降解，是指污染物本身与来自其他组分或自由基的激发态反应来诱导转化，产生的有机基团与活性自由基发生氧化降解反应，最终污染物完全矿化成CO2和H2O。间接光解是天然水体中POPs光降解的主要途径，又可细分为光敏化降解和光催化降解。

光催化氧化技术是一种绿色水处理技术，它能够彻底降解废水中的有机污染物。光催化氧化是由易于吸收光子能量的中间产物如半导体吸收光能形成激发态，然后诱导反应物分子的氧化过程[6]。光催化氧化通常需要催化剂，光催化剂在光源的照射下产生催化作用，使周围的水分子、氧气激发成极具活性的·OH自由基和·O2-自由基，把大分子有机物氧化成H2O和CO2等小分子无机物。光催化氧化降解可以在常温常压下氧化分解持久性有机物，不会产生对环境有影响的副产物，同时利用太阳光作为光源进行光降解处理，可以节省能源，并且无二次污染。光催化氧化处理技术具有多种优点，在治理持久性有机污染物方面具有良好的前景。

段文慧等详述了氧化石墨烯-二氧化钛（GOTiO2）光催化复合有机膜的原理、制备方法及其在持久性有机污染物治理方面的应用，为减少持久性有机污染物的环境危害提供了新思路[7]。GO-TiO2光催化复合分离膜在可见光下可以有效去除水中二氯苯、诺氟沙星、布洛芬、亚甲基蓝等难生物降解有机物。张磊等利用TiO2、In2O3、ZnO等不同种类的纳米结构材料作为光催化剂，通过光催化降解，有效地降解了水中的持久性有机污染物[8]。其间讨论了反应机理，羟基自由基具有非常高的氧化电位，可将绝大部分POPs氧化。该研究证明光催化氧化技术可以有效降解水中的POPs，它是一项经济可靠且对环境无害的新处理方式。

4 结语

持久性有机污染物（POPs）在环境的存在会对生态安全和人体健康产生巨大的危害，而且污染物本身具有长期残留性、高毒性、生物蓄积性和长距离迁移性，其污染的严重性和复杂性远远超过常规污染物。持久性有机污染物种类繁多，其在水环境中的浓度往往较低，难以实施集中治理和彻底去除。目前，我国持久性有机污染物的监测和处理已取得初步成效，但是要彻底解决POPs的危害，人们必须禁止POPs的生产和使用，开发新产品来替代它。值得注意的是，部分水体和土壤环境已经被严重污染，人们必须加大监测力度，实施科学治理。因此，人们要积极研发测定和治理POPs的新方法和新设备，以便有效治理POPs污染，保护生态环境。