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減排前沿丨被忽視的高揮發(fā)性持久性有機(jī)污染物

 大城小E 2024-09-05 發(fā)布于上海

在對(duì)持久性有機(jī)污染物(POPs)的研究中,研究者對(duì)于其揮發(fā)性的關(guān)注主要集中于物質(zhì)在不同物相之間的分配情況,進(jìn)一步研究其在區(qū)域內(nèi)的分布與轉(zhuǎn)移,而對(duì)其作為揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的特性關(guān)注較少。來自中科院的研究團(tuán)隊(duì)近期在《Environmental Science & Technology》發(fā)表觀點(diǎn)文章,認(rèn)為應(yīng)當(dāng)重視大氣中高揮發(fā)性持久性有機(jī)污染物(HV-POPs)的潛在風(fēng)險(xiǎn),對(duì)其來源、分布及觀測(cè)情況開展全面研究。

什么是HV-POPs?

從大氣化學(xué)揮發(fā)性分類看,POPs實(shí)際上涵蓋了從極低揮發(fā)性有機(jī)化合物(ELVOC)到揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的廣泛范圍。大氣中的許多POPs被認(rèn)為是“半揮發(fā)性的(SVOC)”,意即其在氣相和顆粒相之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配,并具有溫度驅(qū)動(dòng)的空氣-界面交換的趨勢(shì)。但部分新近列入《斯德哥爾摩公約》的POPs具有較高的揮發(fā)性,更易通過大氣進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸,不僅可能影響人類健康,還可能參與二次有機(jī)氣溶膠的形成,進(jìn)而影響氣候和生態(tài)系統(tǒng)。

HV-POPs種類

揮發(fā)性范圍從IVOC(中等揮發(fā)性有機(jī)化合物)到VOC的POPs被定義為HV-POPs。色譜圖顯示其范圍包括六氯丁二烯五氯苯六氯苯,以及部分新污染物如揮發(fā)性甲基硅氧烷氟調(diào)醇。除此之外,超短鏈全氟烷基和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)如三氟乙酸(TFA)及其酯類衍生物,以及超短鏈氯化石蠟(vSCCP,C6-C9)也可能是HV-POPs。許多“傳統(tǒng)的”遺留POPs,如α-六氯環(huán)己烷(α-HCH)和多氯聯(lián)苯(PCB)、多溴聯(lián)苯醚(PBDE)和多氯萘(PCN)的“輕”同系物,也被發(fā)現(xiàn)屬于HV-POPs的范圍。

HV-POPs的重要性

幾種HV-POPs已成為化學(xué)工業(yè)的重要原料和溶劑,應(yīng)用廣泛,產(chǎn)量大,廢棄物處理量大。氯苯廣泛用于農(nóng)藥和染料制造以及電子工業(yè)中作為原料和添加劑。六氯丁二烯被用作化學(xué)溶劑、傳熱劑和液壓系統(tǒng)液體,并可能在氯化溶劑生產(chǎn)過程中無意排放(例如,氯甲烷和全氯乙烯)。甲基硅氧烷也屬于有機(jī)合成中必不可少的成分。研究團(tuán)隊(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,廣州城市空氣樣本中六氯丁二烯濃度與多環(huán)芳烴(PAH)相當(dāng),在四氯乙烯生產(chǎn)周邊地區(qū),六氯丁二烯的濃度甚至超過了職業(yè)接觸限值。

大多數(shù)HV-POP表現(xiàn)出低KOW(10?)和高KOA(10?),使其通過呼吸在生物體內(nèi)累積。六氯丁二烯可形成有毒代謝物,美國(guó)環(huán)境保護(hù)署將其歸類為潛在的人類致癌物(C組)。五氯苯、六氯苯、全氟辛烷磺酸及其前體在母乳和血清中被廣泛檢測(cè)到,并能夠在人類胎盤中積累。

未來方向

高揮發(fā)性持久性有機(jī)污染物能夠在大氣中停留很長(zhǎng)時(shí)間,有利于它們與自由基發(fā)生反應(yīng)。在POPs相關(guān)研究中,研究者可能會(huì)將部分HV-POPs視為“長(zhǎng)壽命”氣體,而忽略其在多種介質(zhì)中的交換與反應(yīng)。應(yīng)當(dāng)考慮使用觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整,從而更好地支持化學(xué)品管理和政策制定。

此外,研究團(tuán)隊(duì)還呼吁將HV-POPs的概念納入《斯德哥爾摩公約》的管理框架,加強(qiáng)國(guó)際合作,制定標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)方案,探索HV-POPs在全球和區(qū)域尺度上的直接和間接大氣傳輸機(jī)制,開發(fā)HV-POPs減排技術(shù),通過多學(xué)科合作和技術(shù)進(jìn)步,更好地評(píng)估HV-POPs的風(fēng)險(xiǎn),并采取有效措施保護(hù)人類健康和生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

Overlooked Highly Volatile Persistent Organic Pollutants in the Atmosphere

Shizhen Zhao, Kevin C. Jones, Roland Weber, Yuwei Xiao, and Gan Zhang

Environmental Science & Technology 2024 58 (32), 14062-14064

DOI: 10.1021/acs.est.4c02731

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