環(huán)境荷爾蒙對環(huán)境和人體的危害及其控制措施

紀榮平 呂錫武
（東南大學環(huán)境工程系 南京 210096）

　　摘要：環(huán)境荷爾蒙是對環(huán)境和人體健康危害很大的一類化學物質(zhì)。本文介紹了日常接觸到的環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)的來源、種類、危害，分析了現(xiàn)有污水處理工藝對環(huán)境荷爾蒙的去除效果，提出了相應(yīng)的預(yù)防及控制措施。
　　關(guān)鍵詞：環(huán)境荷爾蒙 有害化學物質(zhì) 優(yōu)先污染物 控制措施

Harm of environmental hormone to environment and human health & controlling measures

Ji Rongping Lu Xiwu
（Department of Environmental Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China）

Abstract: Environmental hormones are a kind of harmful chemicals to environment and human health. This paper reviews the sources, varieties and harms of constantly contacted EH, analyses the removal effect of present wastewater treatment processes and also presents the measures of prevention and controlment.

Key words: environmental hormone; harmful chemicals; priority pollutants; controlling measures

1 概述

　　據(jù)最近的研究表明，一些由于人類活動而釋放到環(huán)境中的化學物質(zhì)，包括許多人工合成的化學物質(zhì)，影響和擾亂生物體內(nèi)固有的內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致內(nèi)分泌障礙，因此將這類環(huán)境中干擾內(nèi)分泌功能的物質(zhì)或能引起類似于激素作用的化學物質(zhì)統(tǒng)稱為環(huán)境荷爾蒙（Environmental hormone），亦稱環(huán)境激素、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。它們雖然與一些對人類和動物危害極大的劇毒物質(zhì)和致癌物質(zhì)不同，但對人類和動物的危害程度絕不亞于前兩者，都屬于危害很大的有害化學物質(zhì)。這類物質(zhì)具有類似雌性激素的作用，若進入生物體內(nèi)，將危害其正常的激素分泌，導(dǎo)致生物體精子量減少，生殖器官出現(xiàn)異常，最終引起生物體生殖能力下降，所以是對全球一切生物最重要的危害物質(zhì)。
　　發(fā)達國家在這方面的研究起步較早，美國于1972年頒布了清潔水法，在1977年的修正案中列出65類129種優(yōu)先控制的有毒化學物質(zhì)名單，1996年美國環(huán)保局（EPA）列出了60種環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)^[1]。歐共體于1975年頒布了控制排放的“黑色”和“灰色”污染物名單，德國于1980年宣布了207個污染水體的化學物質(zhì)名單。日本在1998年對環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)進行了全國性的調(diào)查，公布了68種環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)。1997年世界野生動物基金會（WWF）列出了68種物質(zhì)有內(nèi)分泌紊亂作用^[2]，世界衛(wèi)生組織（WHO）公布了必須控制的75種環(huán)境激素^[3]。而我國在這方面的研究則剛剛起步。

2 環(huán)境荷爾蒙對環(huán)境和人體的危害

　　由于環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)品種多、應(yīng)用廣，在環(huán)境中穩(wěn)定不易被破壞，在生態(tài)環(huán)境中通過食物鏈可被富集，因此其對生物的生長發(fā)育、生殖功能和人類的繁衍已引起人們的高度重視。
2.1 日常接觸到的環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)
　　 農(nóng)藥在消滅和防治農(nóng)作物病、蟲、鼠、草害的同時，給人類也帶來了環(huán)境危害。在WWF提出的68種環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)中，農(nóng)藥有45種，占2/3左右。有機磷農(nóng)藥中的乙基對硫磷（1605）、馬拉硫磷（4049）等，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥中的芐氯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯（速滅殺?。┑?，有機氯農(nóng)藥中的滴滴涕（DDT）及其代謝產(chǎn)物DDE和DDD、林丹（γ-六六六）、β-六氯化苯（β-六六六）、氯丹、七氯、開蓬、狄氏劑、毒殺芬等，除草劑中的2,4,5-涕（2,4,5-T）、2,4-滴（2,4-D）、除草醚、阿特拉津等，用于土壤中殺線蟲的1,2-二溴-3-氯丙烷（DBCP）、涕滅威等都屬于環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)。
　　 在工業(yè)原料及產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中也會接觸到這類物質(zhì)，如：
　　 多氯聯(lián)苯（PCBs）：用于變壓器、電器絕緣材料、塑料和橡膠的軟化劑等。
　　 多溴聯(lián)苯（PBBs）：用于阻燃劑。
　　 烷基酚：用于表面活性劑、洗滌劑。
　　 雙酚A：用于嬰幼兒奶瓶、食品和飲料罐內(nèi)防腐樹脂。
　　鄰苯二甲酸酯類： 包括鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸二乙基酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二已酯（DHP）等，用于塑料增塑劑、粘合劑、涂料、人造革材料、激光等。
　　金屬鎘：用于電鍍材料、顏料、電池、合金等。
　　金屬鉛：用于玻璃、電池、彈丸、表面材料等。
　　金屬汞：用于汞礦冶煉、溫度計、氣壓計、熒光燈、真空管、齲齒填充材料等。
　　還有一些二次污染物，它們本來在環(huán)境中并不存在，主要是由于人類的生活和生產(chǎn)活動排放于環(huán)境中，如焚燒工業(yè)廢棄物和城市垃圾尤其是含氯塑料時，由于不完全燃燒而產(chǎn)生的二惡英類物質(zhì)，如多氯二苯并對二惡英（PCDD）和多氯二苯并呋喃（PCDF），其中毒性最大的為2,3,7,8-四氯二惡英（TCDD）；在石油煉制和煉焦油處理時產(chǎn)生苯并（α）芘；在制造有機氯化合物時的副產(chǎn)物得到八氯苯乙烯等。
2.2 環(huán)境荷爾蒙對環(huán)境和人體的危害
　　 在農(nóng)藥及工業(yè)原料和產(chǎn)品生產(chǎn)及使用過程中，人體均會直接接觸到這類物質(zhì)；同時這類物質(zhì)還以煙塵、氣溶膠顆粒的形式排放到大氣中，再沉積于地表；或隨污水排放到水體；或通過傾倒垃圾和工業(yè)廢渣，形成對大氣、水源、土壤的污染，進而形成對人體的危害。來自邊遠湖泊的魚中含有一定數(shù)量的汞，格棱蘭島上雪中含有一定數(shù)量的鉛，以及北極存在的農(nóng)藥、二惡英和多氯聯(lián)苯等污染物質(zhì)，說明已形成全球性的化學污染。
　　 農(nóng)藥可通過食物鏈在人體內(nèi)形成積累，國內(nèi)外大量的分析結(jié)果證明，在許多水產(chǎn)品、農(nóng)畜產(chǎn)品、食品及人體內(nèi)均檢出有六六六和DDT等有機氯農(nóng)藥的殘留^[4]。

有機氯農(nóng)藥在人體脂肪組織的積累 表1

　　多氯聯(lián)苯（PCBs）及有關(guān)化合物在水中的溶解度很低，將快速地吸附到沉淀物及微細顆粒上，同時也有強烈的生物積累作用，難于生物降解，對生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)有很大的破壞作用，國際癌癥研究機構(gòu)認定為很可能是人體致癌物。 鄰苯二甲酸酯類化合物都有很高的分離系數(shù)，將在水中形成沉淀物并產(chǎn)生生物積累，有些可引發(fā)動物肝組織病變和癌變，這類增塑劑有擾亂生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，對環(huán)境和人體健康有較大影響。
　　 二惡英類物質(zhì)（PCDD、PCDF）非常穩(wěn)定，極難分解和被微生物降解，經(jīng)長期累積，通過食物鏈作用，可在魚及動物體內(nèi)富集，隨食品進入人體。它是已知最毒的污染物之一，其致突變和致癌毒性比黃曲霉素高10倍，其毒性相當于氰化鉀的1000倍。表2列出了一些環(huán)境荷爾蒙對動物和人體的影響。

一些環(huán)境荷爾蒙對動物和人體的影響 表2

3 現(xiàn)有污水處理工藝對環(huán)境荷爾蒙的去除效果

　　迄今為止，已在世界各地的地表水體中鑒別出2000余種有機物，上海黃浦江中鑒別700多種有機物，日本的河水中檢測到雌二醇、鄰苯二甲酸酯類等7種環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)^[2]，武漢東湖也檢測到鄰苯二甲酸酯類化合物 ^[5],說明環(huán)境荷爾蒙已對人類構(gòu)成潛在危害。一般這類物質(zhì)在水中的濃度甚微，反映在COD、BOD、TOC等常規(guī)指標上微不足道，用這些指標不能評價其污染程度和危害，因此一些發(fā)達國家已在排放標準中對其單項濃度做出限制和規(guī)定，使傳統(tǒng)的水處理工藝面臨新的挑戰(zhàn)。
3.1 活性污泥法
　　Petrasek^[6,7]對22種半揮發(fā)性的優(yōu)先污染物和重金屬采用活性污泥法進行了模擬研究，表明活性污泥法不僅可以降解普通的有機物，而且能去除一些環(huán)境荷爾蒙。

活性污泥法對環(huán)境荷爾蒙的去除效果 表3

　　活性污泥法去除有機化學毒物的機理為吸附、吹脫和生物降解作用的綜合結(jié)果，但生物降解和吹脫去除的比例不大，殘留在初沉池和剩余污泥中的污染物含量不低，因此給污泥的最終處理和綜合利用帶來了新的難題。
3.2 其它常用水處理工藝
　　Hannah等人^[8]曾應(yīng)用幾種常用水處理工藝對21種有機毒物進行了研究，結(jié)果表明，生化法優(yōu)于物化法和物理法。

常用水處理工藝對環(huán)境荷爾蒙的去除率 表4

　　呂錫武^[9]采用紫外—微臭氧處理飲用水中有機優(yōu)先污染物，結(jié)果表明UV-microO3工藝對自來水中極難氧化的六氯苯等污染物，取得了較好的處理效果。

4 預(yù)防及控制措施

　　我國是發(fā)展中國家，環(huán)境保護和環(huán)境污染的治理任務(wù)十分繁重。1997年WHO確定了全球必須立即控制和治理以二惡英為代表的十二種具有高殘留、高生物富集、高生物毒性的物質(zhì)，即POPs物質(zhì)（Persistent Organic Pollutants），包括多氯聯(lián)苯、二惡英、呋喃、艾氏劑、狄氏劑、滴滴涕、異狄氏劑、氯丹、六六六、滅蟻靈、毒殺芬、七氯。2001年91個國家（包括我國）贊成通過了《POPs公約》，即《斯得哥爾摩公約》。解決環(huán)境荷爾蒙的根本對策是避免向環(huán)境中釋放這些物質(zhì)，需要我們針對我國污染狀況，有針對性采取預(yù)防及控制措施，以保障人民的身體健康。
　　（1）借鑒先進國家的經(jīng)驗，做好規(guī)劃，盡快制定環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)名單，確定其檢測分析方法，以便進一步開展研究工作。
　?。?）加強對環(huán)境荷爾蒙污染源的管理，建立以排放源為單位的可疑環(huán)境污染化學物質(zhì)排放量登記制度。
　　（3）開發(fā)清潔生產(chǎn)工藝，改革現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，在開發(fā)環(huán)境荷爾蒙污染物質(zhì)替代品的同時，向工業(yè)界提出危害物質(zhì)使用限制，盡量不用或少用這些污染物質(zhì)，整體上控制與減少排放量。
　?。?）加強環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)在生態(tài)環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、降解機理研究，通過生態(tài)治理，降低其對動物和人類的危害。
　?。?）加強食品安全管理，制定嚴格的食品衛(wèi)生標準，特別是食品中農(nóng)藥的允許殘留量，健全法規(guī)，強化市場檢測。
　　（6）加強微生物對環(huán)境荷爾蒙去除機理研究，提高現(xiàn)有污水處理設(shè)施對環(huán)境荷爾蒙的去除效果，最大限度地降低污染物質(zhì)的濃度。
　　（7）加強飲用水安全研究，改革現(xiàn)有的凈化工藝，強化深度處理，同時加強生活飲用水的檢測，確保人民飲用安全健康的自來水。

參考文獻
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