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国内外半挥发性有机物的研究综述

发布时间:2017-03-09 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2184

一、定义及来源

半挥发性有机污染物(Semi-Volatile Organic Compounds, SVOCs )并没有严格的定义,一般指挥发性较弱,不溶于水,而易溶于有机溶剂中,沸点在170~350℃,蒸气压在10-7~0.1 mmHg之间的一大类化合物;也有定义指在室温下沸点高于水的有机物,或在GC上保留时间介于C16~C22之间的有机物。这类化合物大多数呈油状液体,具有脂溶性,易溶于有机溶剂,但也有极性较强的微溶于水(如苯胺、酯类、醛酮类等)。半挥发性有机污染物易在水、土壤、空气、生物等介质中迁移转化,长期存在于水、土壤中,通过生物富集而危害人体健康。半挥发性有机污染物种类较多,包括多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯、氯苯类、硝基苯类、硝基甲苯类、邻苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、氯代苯胺类、氯代烃类、氯代醚类、联苯胺类、氯代联苯胺类、氯代酚类和硝基酚类等。SVOCs来源非常广泛,如化工行业的原料或化工产品的中间体;添加到材料中的各种助剂(增塑剂和阻燃剂等);广泛使用的杀虫剂、杀菌剂、消毒剂;燃料燃烧和交通运输等。随着化工行业的发展及新化学品的不断研制,半挥发性有机污染物种类还在不断增加。《斯德哥尔摩公约》首批控制的12种持久性有机物[POPS,包括滴滴涕、氯丹灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚、六氯苯多氯联苯二噁英多氯二苯并-p-二噁英)、呋喃(多氯二苯并吠喃)]均属于半挥发性有机物。在环境监测领域,由于多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药、二噁英等有机污染物各是一大类普遍关注的污染物,有相对系统独立的标准分析方法(详见本书后续章节或本丛书其他分册),本章所讨论的半挥发性有机污染物指的是硝基苯类、氯苯类、氯酚类、苯胺类、邻苯二甲酸酯类等化合物。

二、半挥发性有机物的污染状况

半挥发性有机物一般易持久存在于环境中,能远距离传输,并具有一定的毒性和生物蓄积作用,通过食物链累积,对人类健康造成有害影响,对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁,为各国普遍关注,列入各国的优控污染物名单。

1.水体中半挥发性有机物的污染状况

迄今为止,世界各国先后提出了900余种水中优先控制污染物。1997年,美国环境保护局(USEPA)在水中筛选出65类129种优先控制污染物,有机化合物达114种,占88%。我国原国家环境保护局1989年制定的“水中优先控制污染物黑名单”中,有14类68种有毒化学污染物,其中有毒有机污染物就有58种,属于半挥发性有机污染物42种,占一半以上。这说明我国的水污染主要以有机物污染为主,其中大多数SVOCs因为具有长期残留性(持久性)、生物蓄积性、高毒性等特性,危害更大。

2009年以来开展的环保重点城市集中式生活饮用水水源地监督性监测数据表明除个别水源地的邻苯二甲酸酯及阿特拉津有检出但未超标外,绝大多数半挥发性有机污染物均未检出。2011年,陈敏和徐爱兰对长江口区域饮用水源水中64种半挥发性有机污染物的含量进行了采样分析,检测出美国EPA优先控制污染物13种,中国68种优先控制污染物中的7种,检出污染物的含量均满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)标准限值要求。但据文献报道,2007年,长江口水体中64种半挥发性有机污染物的含量的检测分析结果:共检出其中的50种SVOCs,主要包括多环芳烃类、酚类、酯类、卤代烃类、取代苯类和醚类;其中包括中国优先控制污染物16种,美国优先控制污染物42种,属于我国《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)控制的有10种。因此,我国地表水中半挥发性有机物的污染状况需要持续关注。

对于地下水水质监测,由于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)中仅涉及三种有机氯农药及苯并[a]花两项半挥发性有机污染物指标,环境监测系统对于地下水中半挥发性有机污染物污染状况关注相对较少,而挥发性有机污染物的监测力度较大,几乎占到了有机化合物总检测数目的90%以上。但据文献报道,王东辉等(2001)对东北地区松花江肇源江段地下水进行了检测,结果表明有机污染物检出定性物质达133种,定量物质达11种;同时检测到其浅层水井也受到不同程度的污染。1999年,戚爱萍和侯继梅(2001)对山东省济南泉域岩溶地区29个监测井点进行有机测试结果表明,共检出有机污染物76种,超过一半的有机化合物属于酞酸酯类和杂环芳烃。2007年,在该地区进行的有机污染物监测中,有机污染物的检出率达93%,其中有机氯农药、氯代烃类检出率分别为60%和57.8%(徐建国等,2009)。这些研究表明我国地下水中半挥发性有机物的污染状况值得关注。

2.大气中半挥发性有机物的污染状况

半挥发性有机物在大气中主要以气态和气溶胶两种形态存在,气态及吸附在细颗粒物上的SVOCs可被人体和动物吸入,对健康有很大危害;同时通过干湿沉降,也可影响地表水体与植物。

目前,对半挥发性有机污染物的研究较少。谭培功等(2004)研究了大气中半挥发性有机物在滤膜、聚氨基甲酸酯泡沫塑料(PUF)和XAD-2三层上的分布,及青岛市大气中SVOCs的组分和主要有机物的浓度。研究结果显示,大气中的部分四环和五环以上的多环芳烃主要吸附在滤膜层,而大部分SVOCs吸附在PUF层,XAD-2吸附的有机物主要是三甲苯和单体蔡;冬季大气中主要的有机物是四环以下的多环芳烃的烷基取代物和多种烷基酚,可能的来源是燃煤和交通,而夏季中检不出酚类化合物,这与酚类化合物主要来源于燃煤有关;冬夏两季大气中均能检出与交通有关的己内酸胺。申剑等(2010)对郑州市大气环境中半挥发性有机污染物分布规律进行了初步研究。他们在郑州市交通密集区、工业区、居民文化区等不同功能区设置监测点位,分春、夏、秋、冬4季对大气环境中半挥发性有机污染物的污染状况进行初步研究。其结果表明:郑州市大气环境中共检出半挥发性有机物185种,其中烷烃类62种、多环芳烃类54种、酯类18种、苯酚9种、醛酮类9种、不饱和烯烃5种、有机酸6种,其他杂环类22种;不同季节半挥发性有机物检出数量的变化趋势为:冬季>秋季>春季>夏季;不同功能区SVOCs检出数量变化趋势为:交通密集区>工业区>混合区>文化区>对照区。

这些研究结果表明,主要来源于交通污染源的多种半挥发性有机物己经广泛分布于城市大气中,污染状况较为严重,己危害到人类的身体健康。故应该加强对大气中半挥发性有机物的监控,严格要求企业达标排放。

3.土壤中半挥发性有机物的污染状况

半挥发性有机污染物能够从水体或土壤中通过蒸发进入大气环境或者吸附在大气颗粒物上,在大气环境中进行远距离迁移,所具备的半挥发性又使其不会永久停留在大气中,并能重新回到地面,且该过程可以反复多次地发生,所以可以在空气中长距离的传递,并可以在很远的地方沉降下来。

在水中,微量的半挥发性有机物可以溶解,但绝大多数会附着在有机颗粒上,沉降在底泥中。因此,土壤和底泥可以称为半挥发性有机物的“源”和“汇’。

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