單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用,1,（優(yōu)選）計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用,（優(yōu)選）計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用,2,POPs種類及來(lái)源,1,POPs特性及污染現(xiàn)狀,2,POPs的微生物降解,3,POPs檢測(cè)技術(shù),4,POPs種類及來(lái)源1POPs特性及污染現(xiàn)狀2POPs的微生物,3,美國(guó)越戰(zhàn),“,橙劑,”,事件,上世紀(jì)60年代至70年代，美國(guó)曾在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中大量使用一種被稱為橙劑(Agent Orange)的脫葉劑,導(dǎo)致了美國(guó)歷史上最大規(guī)模的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境健康影響調(diào)查,確認(rèn)橙劑中含有的二惡英雜質(zhì)具有潛在的急性、亞急性和長(zhǎng)期毒性;而對(duì)越南飽受脫葉劑危害地區(qū)的事后調(diào)查,更發(fā)現(xiàn)大量流產(chǎn)、死胎、新生兒畸形等案例。,美國(guó)越戰(zhàn)“橙劑”事件 上世紀(jì)60年代至7,4,日本米糠油事件,1968 年,日本福岡和長(zhǎng)崎地區(qū)發(fā)生米糠油中毒事件,出現(xiàn)大量,“,油癥,”,皮膚病患者,是因?yàn)槿藗兂粤吮欢嗦嚷?lián)苯(PCBs)和二惡英污染的食用油。,日本米糠油事件 1968 年,5,臺(tái)灣米糠油事件,11 年后臺(tái)灣再次發(fā)生2 000人的米糠油中毒事件,原因是在米糠油脫色除味處理中采用日本生產(chǎn)的PCBs 混合液作為導(dǎo)熱劑,因滲漏使米糠油受到PCBs 和二惡英的污染,在,“,油癥,”,患者的組織和血液樣品中檢出了高濃度的二惡英。,臺(tái)灣米糠油事件,6,意大利二惡英事件,1976 年,意大利Seveso 一家化工廠發(fā)生爆炸事故,居民暴露在高劑量的二惡英之中,主要健康問(wèn)題是出現(xiàn)氯痤瘡(chloracne),意大利二惡英事件 1976 年,7,比利時(shí)污染雞事件,1999 年,比利時(shí),“,污染雞,”,事件極大地沖擊了比利時(shí)、德國(guó)、法國(guó)、荷蘭等國(guó)的畜牧業(yè)和食品出口貿(mào)易,引起了消費(fèi)者的極大恐慌。經(jīng)大規(guī)模檢測(cè)和調(diào)查證實(shí),比利時(shí)的動(dòng)物飼料在生產(chǎn)過(guò)程中使用了含二惡英的脂肪原料。此次二惡英污染事件所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)10 億歐元,在世界范圍內(nèi)造成了強(qiáng)烈反響,提高了公眾對(duì)環(huán)境二惡英的關(guān)注程度。,比利時(shí)污染雞事件1999 年,比利時(shí)“污染雞,8,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用培訓(xùn)課程課件,9,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用培訓(xùn)課程課件,10,50 ng/m3，臺(tái)灣南部城市大氣PCBs 質(zhì)量濃度為4.,一、殺蟲(chóng)劑類，主要為艾氏劑（aldrin）、狄氏劑（dieldrin）、異狄氏劑（Endrin）、氯丹（chlordane）、七氯（heptachlor）、滅蟻靈(mirex)、毒殺芬(toxaphene)、滴滴涕(DDT)和六氯苯（HCB）；,持久性有機(jī)污染物（Persistent Organic Pollutants,簡(jiǎn)稱POPs)：是指在環(huán)境中難以分解，能夠在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，可以通過(guò)各種傳輸途徑而進(jìn)行全球尺度的遷移擴(kuò)散，通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)累積放大，對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生毒性影響的一類有機(jī)污染物。,1968 年,日本福岡和長(zhǎng)崎地區(qū)發(fā)生米糠油中毒事件,出現(xiàn)大量“油癥”皮膚病患者,是因?yàn)槿藗兂粤吮欢嗦嚷?lián)苯(PCBs)和二惡英污染的食用油。,人類合成的化學(xué)品有700萬(wàn)種，約有10余萬(wàn)種進(jìn)入環(huán)境。,1991 年對(duì)中國(guó)生產(chǎn)的各類食品中六六六、DDT 殘留量調(diào)查表明，禁用10 年后DDT 在食物中的殘留水平高于六六六，蛋、乳制品及植物油等脂類農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)氯農(nóng)藥總量仍很高，水產(chǎn)品中殘留量也高達(dá)57 g/kg。,高濃度的二惡英可致畸，引起人的肝、腎損傷及出血。,和還原脫氯（reduction dehydrogenation）。,1968 年,日本福岡和長(zhǎng)崎地區(qū)發(fā)生米糠油中毒事件,出現(xiàn)大量“油癥”皮膚病患者,是因?yàn)槿藗兂粤吮欢嗦嚷?lián)苯(PCBs)和二惡英污染的食用油。,來(lái)源于印染和助劑工業(yè)向環(huán)境釋放的一些化學(xué)物質(zhì)的污染。,POPs 在土壤中的污染,當(dāng)二惡英達(dá)到109ngkg時(shí)，易發(fā)生癌癥，超過(guò)8倍時(shí)發(fā)生率更高。,Mulchandani等將脂蛋白(Lpp)的信號(hào)序列的前九個(gè)氨基酸連到外膜蛋白(OmpA)的跨膜區(qū)，構(gòu)建成LppOmpA基因融合系統(tǒng)，將OPH展示定位到Ecoli的表面表面表達(dá)OPH的細(xì)胞可有效水解對(duì)硫磷和對(duì)氧磷，而不受細(xì)胞膜擴(kuò)散限制，比胞內(nèi)同樣OPH表達(dá)水平的細(xì)胞水解活性高7倍。,低水溶性、高脂溶性的特點(diǎn)，導(dǎo)致POPs從周圍媒介中富集到生物體內(nèi)，并通過(guò)食物鏈的生物放大作用達(dá)到中毒濃度。,利用基因工程技術(shù)定點(diǎn)改造OPH產(chǎn)生的突變體H254R、H257L、H254RH257L的每個(gè)活性位點(diǎn)只含有一個(gè)金屬離子，改變后的酶對(duì)內(nèi)吸磷(PS健)的水解作用提高了230倍。,首先是化合物在微生物細(xì)胞膜表面的吸附，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡；,1981 年2 月5 日,美國(guó)紐約州1 座18 層的辦公大樓發(fā)生變壓器火災(zāi),變壓器的冷卻劑中含有PCBs（多氯聯(lián)苯）類物質(zhì),對(duì)大樓的封鎖和清理雖然歷時(shí)1 年、耗資2 千萬(wàn)美元仍未能達(dá)到辦公使用要求。,1997 年6 月16日,韓國(guó)政府強(qiáng)制關(guān)閉3 家國(guó)有大型垃圾焚燒處理廠,原因二惡英排放嚴(yán)重超標(biāo)。,50 ng/m3，臺(tái)灣南部城市大氣PCBs 質(zhì)量濃度為4.1,11,什么是POPs？,持久性有機(jī)污染物（Persistent Organic Pollutants,簡(jiǎn)稱POPs)：是指在環(huán)境中難以分解，能夠在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，可以通過(guò)各種傳輸途徑而進(jìn)行全球尺度的遷移擴(kuò)散，通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)累積放大，對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生毒性影響的一類有機(jī)污染物。,人類合成的化學(xué)品有700萬(wàn)種，約有10余萬(wàn)種進(jìn)入環(huán)境。,什么是POPs？持久性有機(jī)污染物（Persistent Or,12,POPs,的種類（,kinds,）,聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署,(UNEP),和瑞典政府于,2001,年,5,月,23,日在瑞典的斯德哥爾摩聯(lián)合主持召開(kāi)全權(quán)代表會(huì)議，包括中國(guó)在內(nèi)的,90,個(gè)國(guó)家的代表簽署了關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約。,首批列入公約控制的,POPs,的,12,種可分三類：,POPs的種類（kinds）聯(lián)合國(guó)環(huán),13,一、殺蟲(chóng)劑類，主要為艾氏劑（,aldrin,）,、狄氏劑（,dieldrin,）,、異狄氏劑（,Endrin,）,、氯丹（,chlordane,）、七氯（,heptachlor,）,、滅蟻靈,(mirex),、毒殺芬,(toxaphene),、滴滴涕,(DDT),和六氯苯（,HCB,）；,二、工業(yè)化學(xué)品類，主要為六氯苯,(HCB),和多氯聯(lián)苯,(PCBs),；,三,、,副產(chǎn)品類，主要是二噁英類,(PCDDs),和呋喃類,(PCDFs),。,一、殺蟲(chóng)劑類，主要為艾氏劑（aldrin）、狄氏劑（di,14,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用培訓(xùn)課程課件,15,計(jì)算機(jī)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用培訓(xùn)課程課件,16,人生活在二惡英存在的環(huán)境，易發(fā)生癌癥，在某些特定人群中。,如液壓油、潤(rùn)滑劑和增塑劑及農(nóng)用塑料制品等的使用。,聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)和瑞典政府于2001年5月23日在瑞典的斯德哥爾摩聯(lián)合主持召開(kāi)全權(quán)代表會(huì)議，包括中國(guó)在內(nèi)的90個(gè)國(guó)家的代表簽署了關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約。,POPs的特性(properties),自20世紀(jì)80年代可以從黃桿Flavobacterium sp.,三、副產(chǎn)品類，主要是二噁英類(PCDDs)和呋喃類(PCDFs)。,洞庭湖底泥中五氯酚最高含量顯著高出全國(guó)用藥區(qū)沉積物中五氯酚含量中位數(shù)462 g/kg 的上千倍。,POPs的生物降解性(Biodegradability),1988 年調(diào)查的中國(guó)土壤有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留狀況，呈現(xiàn)南方中原北方空間格局，南北差距較為顯著，平均殘留水平南方相當(dāng)于北方的3.,不同種類的微生物，其降解芳香族類化合物的途徑不盡相同，好氧微生物與厭氧微生物降解芳香化合物的代謝途徑就完全不同。,3 ngTEQ/m3（深圳），100 ngTEQ/m3（重慶）。,研究表明，有機(jī)氯類污染物在華北地區(qū)地下水中普遍檢出；,有機(jī)磷農(nóng)藥(organophosphorus pesticide)的微生物降解,有機(jī)磷農(nóng)藥(organophosphorus pesticide)的微生物降解,2%，平均殘留20 g/kg。,熱穩(wěn)定性（800度以上才會(huì)被降解，1000度以上才能破壞其結(jié)構(gòu)）,和還原脫氯（reduction dehydrogenation）。,POPs的特性(properties),汽油和柴油引擎汽車的尾氣顆粒物中都存在POPs。,POPs,的來(lái)源,(source),來(lái)源于印染和助劑工業(yè)向環(huán)境釋放的一些化學(xué)物質(zhì)的污染。如液壓油、潤(rùn)滑劑和增塑劑及農(nóng)用塑料制品等的使用。,化學(xué)農(nóng)藥和化肥的污染，如廣泛使用的各類殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、化肥制劑等。,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的激素，如植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等都可產(chǎn)生污染。,來(lái)源于金屬冶煉、垃圾的焚燒和廢水的排放，如二惡英,(PCDDs,和,PCDFs,的統(tǒng)稱,),主要來(lái)源于垃圾的焚燒。,人生活在二惡英存在的環(huán)境，易發(fā)生癌癥，在某些特定人群中。PO,17,POPs,的特性,(properties),持久性。一般在水中的半衰期大于,2,個(gè)月，在土壤中的半衰期大于,6,個(gè)月。,生物積蓄性。低水溶性、高脂溶性的特點(diǎn)，導(dǎo)致,POPs,從周圍媒介中富集到生物體內(nèi)，并通過(guò)食物鏈的生物放大作用達(dá)到中毒濃度。,遷移性。,POPs,所具有的半揮發(fā)性使得它們能夠以蒸汽形式存在或者吸附在大氣顆粒上，便于在大氣環(huán)境中做遠(yuǎn)距離的遷移，同時(shí)這一適度揮發(fā)性又使得它們不會(huì)永久停留在大氣中，能夠重新沉降到地球上。,高毒性。,POPs,大都具有“三致,(,致癌、致畸、致突變,),”效應(yīng)。,POPs的特性(properties)持久性。一般在水中的半,18,POPs,對(duì)人體的危害,(Hazard),研究表明，持久性有機(jī)污染物（,POPs,）對(duì)肝、腎等臟器和神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等有急性和慢性毒性，具有致癌性、生殖毒性、神經(jīng)毒性、內(nèi)分泌干擾特性等，并且由于有持久性，這種危害一般都會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。,POPs對(duì)人體的危害(Hazard)研,19,POPs,在中國(guó)的污染現(xiàn)狀（,Pollution Status in China,）,中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在,20,世紀(jì),60,80,年代大量生產(chǎn)和使用的農(nóng)藥主要是有機(jī)氯農(nóng)藥，斯德哥爾摩公約中所列的九種用作殺蟲(chóng)劑的,POPs,中，滴滴涕、七氯、氯丹、毒殺芬和六氯苯等五種產(chǎn)品在中國(guó)曾大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)，而且滴滴涕、氯丹、滅蟻靈和六氯苯目前仍在少量生產(chǎn)和使用。,POPs在中國(guó)的污染現(xiàn)狀（Pollution Status,20,1.,POPs,在土壤中的污染,土壤是植物和一些生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，土壤中的,POPs,無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致,POPs,在食物鏈上發(fā)生傳遞和遷移。中國(guó)農(nóng)業(yè)土壤在禁用,DDT,和六六六,20,年后，一些地區(qū)最高殘留量仍在,1 mg/kg,以上。,1988,年調(diào)查的中國(guó)土壤有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留狀況，呈現(xiàn)南方,中原,北方空間格局，南北差距較為顯著，平均殘留水平南方相當(dāng)于北方的,3.3,倍。南方和中原地區(qū)菜地中殘留量均高于農(nóng)田，南方尤為突出。,1.POPs 在土壤中的污染,21,2.POPs,在水體中的污染,研究表明，有機(jī)氯類污染物在華北地區(qū)地下水中普遍檢出；遼河中下游水體中多氯有機(jī)物濃度高于國(guó)外相應(yīng)的濃度，沉積物中多氯有機(jī)物濃度與國(guó)外部分水體沉積物中的多氯有機(jī)物濃度基本相當(dāng)；中國(guó)東海岸,3,個(gè)出海口的沉積物中也存在,POPs,；珠江主干廣州河段沉積物總,DDT,的含量均明顯高于全球近岸表層沉積物中總,DDT,的含量范圍（,0.1 g/kg,44 g/kg),；香港維多利亞港和海岸線的沉積物也存在