環(huán)境荷爾蒙對(duì)環(huán)境和人體的危害及其控制措施

紀(jì)榮平 呂錫武
（東南大學(xué)環(huán)境工程系 南京 210096）

　　摘要：環(huán)境荷爾蒙是對(duì)環(huán)境和人體健康危害很大的一類(lèi)化學(xué)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(lái)源、種類(lèi)、危害，分析了現(xiàn)有污水處理工藝對(duì)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(xué)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(lèi)活動(dòng)而釋放到環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，包括許多人工合成的化學(xué)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(lèi)環(huán)境中干擾內(nèi)分泌功能的物質(zhì)或能引起類(lèi)似于激素作用的化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為環(huán)境荷爾蒙（Environmental hormone），亦稱(chēng)環(huán)境激素、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物。它們雖然與一些對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物危害極大的劇毒物質(zhì)和致癌物質(zhì)不同，但對(duì)人類(lèi)和動(dòng)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(xué)物質(zhì)。這類(lèi)物質(zhì)具有類(lèi)似雌性激素的作用，若進(jìn)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(duì)全球一切生物最重要的危害物質(zhì)。
　　發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的研究起步較早，美國(guó)于1972年頒布了清潔水法，在1977年的修正案中列出65類(lèi)129種優(yōu)先控制的有毒化學(xué)物質(zhì)名單，1996年美國(guó)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(guó)于1980年宣布了207個(gè)污染水體的化學(xué)物質(zhì)名單。日本在1998年對(duì)環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)進(jìn)行了全國(guó)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(dòng)物基金會(huì)（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(guó)在這方面的研究則剛剛起步。

2 環(huán)境荷爾蒙對(duì)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(guò)食物鏈可被富集，因此其對(duì)生物的生長(zhǎng)發(fā)育、生殖功能和人類(lèi)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(chóng)、鼠、草害的同時(shí)，給人類(lèi)也帶來(lái)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(jī)磷農(nóng)藥中的乙基對(duì)硫磷（1605）、馬拉硫磷（4049）等，擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥中的芐氯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯（速滅殺?。┑?，有機(jī)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(kāi)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(chóng)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(guò)程中也會(huì)接觸到這類(lèi)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(shù)脂。
　　鄰苯二甲酸酯類(lèi)： 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(jì)、氣壓計(jì)、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(lái)在環(huán)境中并不存在，主要是由于人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)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(shí)，由于不完全燃燒而產(chǎn)生的二惡英類(lèi)物質(zhì)，如多氯二苯并對(duì)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(shí)產(chǎn)生苯并（α）芘；在制造有機(jī)氯化合物時(shí)的副產(chǎn)物得到八氯苯乙烯等。
2.2 環(huán)境荷爾蒙對(duì)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(guò)程中，人體均會(huì)直接接觸到這類(lèi)物質(zhì)；同時(shí)這類(lèi)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(guò)傾倒垃圾和工業(yè)廢渣，形成對(duì)大氣、水源、土壤的污染，進(jìn)而形成對(duì)人體的危害。來(lái)自邊遠(yuǎn)湖泊的魚(yú)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(shuō)明已形成全球性的化學(xué)污染。
　　 農(nóng)藥可通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)形成積累，國(guó)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(jī)氯農(nóng)藥的殘留^[4]。

有機(jī)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(xì)顆粒上，同時(shí)也有強(qiáng)烈的生物積累作用，難于生物降解，對(duì)生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)有很大的破壞作用，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)認(rèn)定為很可能是人體致癌物。 鄰苯二甲酸酯類(lèi)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(dòng)物肝組織病變和癌變，這類(lèi)增塑劑有擾亂生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，對(duì)環(huán)境和人體健康有較大影響。
　　 二惡英類(lèi)物質(zhì)（PCDD、PCDF）非常穩(wěn)定，極難分解和被微生物降解，經(jīng)長(zhǎng)期累積，通過(guò)食物鏈作用，可在魚(yú)及動(dòng)物體內(nèi)富集，隨食品進(jìn)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(dāng)于氰化鉀的1000倍。表2列出了一些環(huán)境荷爾蒙對(duì)動(dòng)物和人體的影響。

一些環(huán)境荷爾蒙對(duì)動(dòng)物和人體的影響 表2

3 現(xiàn)有污水處理工藝對(duì)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(jī)物，上海黃浦江中鑒別700多種有機(jī)物，日本的河水中檢測(cè)到雌二醇、鄰苯二甲酸酯類(lèi)等7種環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)^[2]，武漢東湖也檢測(cè)到鄰苯二甲酸酯類(lèi)化合物 ^[5],說(shuō)明環(huán)境荷爾蒙已對(duì)人類(lèi)構(gòu)成潛在危害。一般這類(lèi)物質(zhì)在水中的濃度甚微，反映在COD、BOD、TOC等常規(guī)指標(biāo)上微不足道，用這些指標(biāo)不能評(píng)價(jià)其污染程度和危害，因此一些發(fā)達(dá)國(guó)家已在排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其單項(xiàng)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(duì)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(jìn)行了模擬研究，表明活性污泥法不僅可以降解普通的有機(jī)物，而且能去除一些環(huán)境荷爾蒙。

活性污泥法對(duì)環(huán)境荷爾蒙的去除效果 表3

　　活性污泥法去除有機(jī)化學(xué)毒物的機(jī)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(lái)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(duì)21種有機(jī)毒物進(jìn)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(duì)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(jī)優(yōu)先污染物，結(jié)果表明UV-microO3工藝對(duì)自來(lái)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(guó)是發(fā)展中國(guó)家，環(huán)境保護(hù)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(gè)國(guó)家（包括我國(guó)）贊成通過(guò)了《POPs公約》，即《斯得哥爾摩公約》。解決環(huán)境荷爾蒙的根本對(duì)策是避免向環(huán)境中釋放這些物質(zhì)，需要我們針對(duì)我國(guó)污染狀況，有針對(duì)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(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，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(cè)分析方法，以便進(jìn)一步開(kāi)展研究工作。
　?。?）加強(qiáng)對(duì)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(xué)物質(zhì)排放量登記制度。
　?。?）開(kāi)發(fā)清潔生產(chǎn)工藝，改革現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，在開(kāi)發(fā)環(huán)境荷爾蒙污染物質(zhì)替代品的同時(shí)，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(qiáng)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(jī)理研究，通過(guò)生態(tài)治理，降低其對(duì)動(dòng)物和人類(lèi)的危害。
　?。?）加強(qiáng)食品安全管理，制定嚴(yán)格的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，特別是食品中農(nóng)藥的允許殘留量，健全法規(guī)，強(qiáng)化市場(chǎng)檢測(cè)。
　　（6）加強(qiáng)微生物對(duì)環(huán)境荷爾蒙去除機(jī)理研究，提高現(xiàn)有污水處理設(shè)施對(duì)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(qiáng)飲用水安全研究，改革現(xiàn)有的凈化工藝，強(qiáng)化深度處理，同時(shí)加強(qiáng)生活飲用水的檢測(cè)，確保人民飲用安全健康的自來(lái)水。

參考文獻(xiàn)
1．Jones,Tammy,U．S．EPA ,Las Vegas, NV, Private Communication, December 12,1996
2．齊文啟等．環(huán)境荷爾蒙研究的現(xiàn)狀及其監(jiān)測(cè)分析[J]．現(xiàn)代科學(xué)儀器,2000（4）：32-38
3．保毓書(shū)．環(huán)境因素與生殖健康［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．245－253
4．孫鐵銜等．污染生態(tài)學(xué)［M］．北京：科學(xué)出版社，2001．73-74
5．唐非等．東湖源水與自來(lái)水中致突變性物質(zhì)比較［J］．中國(guó)給水排水，2002,18（7）：5-7
6．Petrasek,A．C．,Kugelman, I．J．et al． Fate of toxic organic compounds in wastewater treatment plants [J]．JWPCF,1983, 55（10）：1286-1296
7．Petrasek,A．C．,Jr．, Kugelman,I．J． Metals removals and partitioning in conventional wastewater treatment plants[J]．JWPCF,1983,55（9）：1366-1372
8．Hannah,S．A．,Austem B．M．,et al．Comparative removal of toxic pollutants by six wastewater treatment process [J]．JWPCF,1986,58（1）：27-34
9．呂錫武,孔青春．紫外—微臭氧處理飲用水中有機(jī)優(yōu)先污染物[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),1997,17（4）:377-380