難降解有機污染物的分類及來源
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發布日期：2023-11-13
所謂難生物降解，是相對于易生物降解而言的。"難"、"易"是針對所在的體系而確定的。對于自然生態環境系統，如果一種化合物滯留可達幾個月或幾年之久，被認為是難以生物降解的，對于人工處理系統，例如在活性污泥法中，如果一種化合物通過一定的處理，還未能分解或去除，則同樣認為它是難以生物降解的。
難降解有機污染物主要來自各種各樣工業生產過程，按其化學組成可分為以下幾類。
(1）多環芳烴類（ PAH ）化合物
多環芳烴是指兩個以上的苯環連在一起的化合物，兩個以上苯環連在一起可以有兩種方式：一種是非稠環型，如聯苯等；另一種是稠環型，如荼、蕙。多環芳烴是數量多、分布廣、與人們關系最密切、對人的健康威脅最大的環境致癌物。
天然環境中的火山活動噴發的一些礦物成分構成了多環芳烴的天然本底。但是，近代社會人類大規模的工業生產活動則造成了當今全球范圍內的多環芳烴的嚴重污染。多環芳烴人為污染主要來源于以下3個方面。
①焦化及石油化工等工業生產企業的煉焦、石油裂解、非煤焦油提煉等工藝過程中產生大量的多環芳烴，因而其廢水中含有這類的物質。
②現代交通工具﹣﹣汽車、飛機等各種機動車輛及內燃機排出的廢氣含有相當量的多環芳烴，因此，在現代化的大都市中，多環芳烴對大氣的污染也頗為嚴重。
③工業鍋爐、家庭及生活爐灶等產生的煙塵中含有大量的多環芳烴。此外，人類在日常生活中吸煙，食物煎、烘、熏以及居民室內燃煤和木柴烤火等也有大量的多環芳烴產生。
由各種來源排放到環境中的多環芳烴，從全球范圍來估計，單就苯并芘［ a ］每年就高達5000余噸，如此之大的多環芳烴排放量，終于造成了今天這樣嚴重的污染。
多環芳烴是最早被發現的環境致癌物。在目前已經發現的環境致癌物中，多環芳烴占了約1/3以上。研究表明，環境中致癌的多環芳烴有200多種，其中致癌性最強的有苯并花、7,12﹣二甲基苯蔥、二苯并［ a , h ］蔥及3﹣甲基膽蔥。
由于多環芳烴類物質在環境中性質穩定，致癌性強，因此受到人們特別的重視，并對其致癌機理進行了-廣泛的研究，許多學者先后采用 K 區理論、彎區理論、雙區理論分析和解釋了多環芳烴結構與致癌性的關系，這對致癌機制的闡述、致癌物的預測以及指導藥物合成具有重要意義。
（2）雜環類化合物
雜環化合物是一類其環上由兩種或更多種原子所構成的有機環狀化合物。環上除碳原子外、其他雜原子通常為氧、硫、氮原子，環數由一元環、二元環至多元雜環，而且環上還可以附有各類取代基，這樣就構成了雜環化合物龐大的家族體系，雜環化合物的數目在全部有機化合物中占1/3以上，是一類重要的有機化合物。
含有雜環化合物的工業廢水主要有： a ．焦化及石油化工企業的工業廢水，這種廢水都含有一定量的雜環化合物，如在焦化廢水中含有座味、吡啶、咪唑等雜環化合物； b ．染料廢水，如現在廣泛應用的染料靛藍、陽丹士林等都是雜環化合物； c ．橡膠工業廢水，橡險工業常利用雜環化合物（如賑啶及其衍生物）作抗氧劑及硫化促進劑； d ．農藥廢水，含有吐啶衍生物、苯并咪唑衍生物、密啶衍生物、噠嗪衍生物等； e ．制藥廢水，許多合成藥都是各類雜環的衍生物。
(3）有機氰化物
最常見的有機氰化物有丙烯腈、乳腈等，主要存在于石油化工及人造纖維等工業廢水中，另外在焦化工業煤氣洗滌廢水中也含有一定量的有機氰化物。煤氣發生爐廢水含氧100~500mg/ L （以焦化或無煙煤為原料），高爐煤氣洗滌廢水含氰兒十毫克每升。有機玻璃單體合成廢水則含氰達數百至數千毫克每升。有機脂化物在水中能降解為氰離子和氫氰酸，因此毒性與無機氰同樣強烈。
(4）有機合成高分子化合物
隨著現代合成化學工業的發展，人工合成有機物的種類日益增多，其中相當一部分高分子的合成有機物具有很穩定的結構，難以被微生物所降解，能在環境中長期存在并積累，形成潛在的威脅，有的更具有"三致"作用或其他毒性。
①多氯聯苯多氯聯苯（ PCB ）是人工合成的有機氯化物，由氯置換聯苯分子中的氫原子而成。多氯聯苯耐酸、耐堿、耐腐蝕。由于其具有較好的穩定性、絕緣性、不燃性等特點，廣泛用于工業上作為潤滑油、絕緣油非熱載體、增塑劑、油漆油墨等的添加劑。通常以廢油、渣漿、涂料剝皮工業液體的滲漏和廢棄等形式進入環境，污染生態系統，并通過食物鏈的傳遞和富集進入人體。其急性中毒癥狀為腹瀉、脫水、中樞神經系統抑制，直至死亡。關于多氯聯苯的致癌作用也在深入研究。
②合成洗滌劑合成洗滌劑的基本成分是表面活性劑。早期應用的表面活性劑，多為長鏈型即硬型烷基苯磺酸鈉，簡稱 ABS 。因其烷基上帶有許多鏈及具有一個4級碳原子難以被微生物分解。之后，人們改變了合成洗滌劑的結構，制成軟型洗滌劑，其代表為直鏈烷基苯磺酸鹽（ LAS )，生物降解性能有所提高。
在廢水處理廠，由于合成洗滌劑大量發泡，會妨礙生物處理的凈化放果。合成洗滌劑不僅應用于日常家庭生活中，也廣泛用于紡織纖維工業、造紙工業、皮革廠、金屬洗滌廠、食品制造等。因此有許多工業廢水含有合成洗滌劑成分。
③增塑劑主要為肽酸酯類化合物，是合成塑料的主要成分，屬于難以生物降解的化合物，也是有毒污染物。工業廢水將肽酸酯類增塑劑帶入自然環境，它們通過食物鏈進入人體后，能引起中毒性腎炎，對中樞神經系統也有抑制和麻醉作用。
④合成農藥目前，世界上生產、使用的合成農藥已達1000多種，全世界化學農藥的產量（以有效成分計）約2.0x10t，主要是有機氯、有機磷和氨基甲酸酯等，其中除草劑8.0X105t（占40%)，殺蟲劑7.0x105t（占35%)，殺菌劑4.0x105t（占20%)，其他約1.0x10%t。大量合成農藥進入環境，將引起生態環境的破壞，給人類帶來有害的影響。農藥對人體健康可產生急性、亞急性和慢性中毒，因農藥的毒性而異。急性中毒可能導致死亡。
現將幾種主要農藥的危害性分述如下。
1）有機氯農藥是具有毒性的很難降解的有機物，包括應用最早、最廣的殺蟲劑 DDT 和六六六，以及林丹、甲氧滴滴涕、氯丹、七氯、艾氏劑、狄氏劑等。這類農藥排放進人環境后為土壤顆粒所吸附，半衰期可長達數年。而且環境中水生生物對有機氯農藥具有很強的富集能力，有機氯農藥通過食物鏈進入人體后，能在肝、腎、心臟等組織中蓄積。由于其脂溶性大，所以它在脂肪中蓄積最多，達一定濃度后即會顯示出毒性，還會影響下一代健康。
由于有機氯農藥的脂溶性、毒性強、難以降解等原因，在許多國家已經禁止或限制生產和使用。但由于生態系統的物質循環，早已造成了全球性的環境污染，它對環境影響可能還將持續很長一段時間。
2）有機磷農藥是為取代有機氯農藥而發展起來的農藥。有機磷農藥比有機氯農藥容易降解，但是毒性較高的物質，其毒性機理是對生物體的膽堿酯酶有抑制作用，導致神經功能紊亂，出現呼吸困難、瞳孔縮小、肌肉痙攣、神志不清等﹣系列癥狀，研究表明有機磷農藥具有致癌及致畸作用。
3）由于各國對有機氯農藥實行禁止、限用，有機磷農藥又出現昆蟲抗藥性等問題，因而有機合成的氨基甲酸酯類農藥得以大規模推廣使用。目前一般認為氨基甲酸酯類農藥與前兩者相比是一種高效、低毒、低殘留的農藥，但有些產品殘留仍較持久，而且亦有毒性及致癌作用。
⑤合成染料目前世界各國所用的染料主要是合成染料，年產量估計為8.0x105t，而且染料的品種和數量還在不斷增長，染料工業是重要的精細化工企業，有許多行業都要使用各種不同的染料，如紡織、印染、造紙、非食品工業等，從而向環境排放了大量含各種合成染料的廢水。
合成染料不僅色度高，而且有相當部分染料是難以生物降解的，有些已被證明對人體有毒性。英、美等國已禁止生產有致癌性的聯苯胺、甲苯胺、乙苯胺等。濃度高時，所有染料對微生物都有抑制作用，而陽離子染料在低濃度時也有抑制作用。
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