天津市新污染物治理基礎(chǔ)能力建設(shè)可行性分析

天津市新污染物治理基礎(chǔ)能力建設(shè)可行性分析加強新污染物治理基礎(chǔ)能力建設(shè)加強本市新污染物治理的監(jiān)督、執(zhí)法和監(jiān)測能力建設(shè)。探索建立本市新污染物環(huán)境調(diào)查監(jiān)測和風(fēng)險評估技術(shù)體系。積極組織申報符合良好實驗室規(guī)范的化學(xué)物質(zhì)危害測試實驗室。廣泛深入開展新污染物治理政策宣貫和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，重點開展新污染物調(diào)查、監(jiān)測、篩查、評估、監(jiān)管、執(zhí)法等專業(yè)技能理論與實踐培訓(xùn)，加快補齊業(yè)務(wù)短板。提升執(zhí)法裝備標準化水平和執(zhí)法人員業(yè)務(wù)水平。實行人才定期交流機制，鼓勵項目合作，聯(lián)合培養(yǎng)人才。培育一支業(yè)務(wù)精湛、視野開闊、結(jié)構(gòu)合理的新污染物治理人才隊伍。新污染物的研究概況近10年關(guān)于我國新污染物的研究數(shù)量總體呈現(xiàn)遞增趨勢，這從側(cè)面說明了我國新污染物的問題愈發(fā)受到學(xué)術(shù)界的重視，但關(guān)于污染水平定量分析的研究平均每年仍不足30篇。這也在一定程度上反映了我國對新污染物的監(jiān)測技術(shù)依然相對落后，尚難以開展全域性的新環(huán)境污染物監(jiān)測。雖然關(guān)于新污染物研究的文獻數(shù)量較多，但絕大多數(shù)的文獻聚焦在對新污染物的種類、特征識別以及新污染物對動植物、人體健康的影響作用分析等方面。對于區(qū)域污染水平的定量研究則相對較少。新污染物的承載載體較多，如動植物、水體、大氣、沉積物等，并且不同載體所采用的計量單位均不同。以內(nèi)分泌干擾物為例，其在水體中的濃度通常用ng/L表示，而在沉積物中則是ng/kg，這導(dǎo)致不同載體中的污染物濃度數(shù)值之間難以換算。因此，本研究重點選取以水環(huán)境中新污染物為研究對象的文獻進行梳理，提取不同水體中的污染物濃度值。另外，由于存在基于同一水體開展研究的不同文獻得出的新污染物濃度數(shù)值不同和不同新污染物類別在同一水體中濃度不同等問題，本研究在提取數(shù)值時遵循以下原則。一是將新污染物分為內(nèi)分泌干擾物、全氟化合物、微塑料三大類分別進行整理，在這三大類中，如果存在污染物小類別數(shù)值不一致的情況，則選取小類別中較大的濃度值作為提取結(jié)果。二是如果在不同年份對同一水體的某類新污染物存在多項研究結(jié)果，則提取年份最近的研究結(jié)果。三是如果對同一水體某類新污染物實施研究的年份也一樣，則選取所有研究結(jié)果中較大的新污染物濃度值作為提取結(jié)果。新污染物的危害隨著大量化學(xué)品進入生產(chǎn)和使用，新污染物種類越來越多。僅就一些常見新污染物進行分析，就足見其危害之大。全氟類化合物。代表性產(chǎn)物有全氟辛烷磺酸和全氟辛酸，大量應(yīng)用于化工、紡織、涂料、皮革、合成洗滌劑、炊具制造、紙制食品包裝材料等諸多與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的產(chǎn)品中。研究表明，這兩類物質(zhì)具有導(dǎo)致神經(jīng)行為缺陷、生殖發(fā)育障礙、器官損傷、代謝紊亂以及各種激素分泌失調(diào)等多種癥狀的毒性，乳腺、睪丸、胰和肝腫瘤與其有關(guān)。溴化阻燃劑。廣泛應(yīng)用于電器線路板、建筑材料、泡沫、室內(nèi)裝潢、家具、汽車內(nèi)層、裝飾織物纖維等各種產(chǎn)品中，遇熱后容易揮發(fā)到周圍空氣中并隨著食物鏈富集和放大，具有內(nèi)分泌干擾毒性、發(fā)育神經(jīng)毒性和免疫毒性，可致癌、致畸和致突變。內(nèi)分泌干擾物。又稱環(huán)境激素，用于生產(chǎn)增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、農(nóng)藥等精細化工產(chǎn)品，具有生殖和發(fā)育毒性，干擾生物體的內(nèi)分泌活動，造成致癌、生殖缺陷、神經(jīng)行為異常等，能導(dǎo)致雄體雌化、生殖能力下降直至種群滅絕。飲用水消毒副產(chǎn)物。飲用水消毒副產(chǎn)物特別是氯化消毒副產(chǎn)物，大多具有致癌或致突變性。這些副產(chǎn)物的濃度與膀胱癌、結(jié)腸癌、直腸癌、乳腺癌有直接關(guān)系，還可導(dǎo)致出生體重偏低、自然流產(chǎn)、子宮發(fā)育遲緩等潛在的生殖和發(fā)育方面出現(xiàn)問題。此外，常見的新污染物還有藥品、微塑料、個人洗護用品、人造納米材料、汽油添加劑、防污涂料及添加劑等。它們在海洋、淡水水體、土壤、地下水、室內(nèi)外空氣、沉積物中廣泛分布，在蔬菜、魚類、野生動物等生物介質(zhì)和人體血液、乳汁、尿液等人體介質(zhì)中也被大量檢出，嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境和人體健康。新污染物治理難點目前，新污染物的特點、可能導(dǎo)致的健康危害以及引發(fā)相關(guān)疾病的分子機制仍是一個國際性科學(xué)難題。隨著工業(yè)快速發(fā)展和各類化學(xué)品的大量生產(chǎn)使用，一些新污染物對公眾健康和生態(tài)環(huán)境的危害正逐步顯現(xiàn)。（一）新污染物的環(huán)境危害或環(huán)境風(fēng)險具有隱蔽性短期危害不明顯，長期來看，即使在環(huán)境中以較低濃度存在，也可能對人民群眾身體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大風(fēng)險。（二）新污染物種類繁多，來源廣泛我國現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)約4．5萬余種，其在生產(chǎn)、加工使用、消費和廢棄處置的全過程都可能存在環(huán)境排放。此外，新污染物還可能來源于無意產(chǎn)生的污染物和環(huán)境降解產(chǎn)物。（三）新污染物的環(huán)境風(fēng)險當前末端處理技術(shù)無法有效去除新污染物，尤其是常規(guī)廢水處理技術(shù)對部分未納入排放標準的新污染物去除率低，可能造成環(huán)境直排。同時，末端治理無法實現(xiàn)對新污染物的全過程環(huán)境風(fēng)險管控。新型污染物來源（一）工業(yè)污染源工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的含新型污染物的污水排入水體，進而影響飲用水水質(zhì)。（二）給水系統(tǒng)污染源例如雙酚A（BPA）、烷基酚、鄰苯二甲酸酯類（PAEs）、多環(huán)芳烴類（PHAs）等內(nèi)分泌干擾物會從塑料配水管道溶入水體。氯消毒會增加多環(huán)芳烴從煤焦油瀝青涂層的配水管道浸出的可能性，從而污染飲用水水源。（三）污水處理系統(tǒng)排水污染由于污水處理廠的常規(guī)處理工藝對內(nèi)分泌干擾物通常不能達到良好的去除，導(dǎo)致痕量的內(nèi)分泌干擾物排入地表水體，進而污染到飲用水水源。（四）醫(yī)院污水醫(yī)院污水常含有各種藥物、放射性核素、溶劑及消毒劑等，造成水源污染。（五）垃圾填埋場滲濾液由于個人護理產(chǎn)品、含有添加劑的日常用品廢棄物等的填埋處理，造成了垃圾填埋場滲濾液中含有各種類型的新型污染物，如果處理不當可能造成水源污染。新污染物的分析技術(shù)進展（一）POPs樣品前處理技術(shù)ＰＯＰｓ的前處理主要包括提取和凈化兩個部分。樣品的提取技術(shù)是樣品前處理的第一步，主要針對固體和液體兩類樣品。對于固體或半固體樣品，常用的提取方法有索氏提取、微波輔助萃?。ǎ停粒牛?、加速溶劑萃?。ǎ粒樱诺取鹘y(tǒng)的索氏提取仍然是提取固體樣品中痕量ＰＯＰｓ最常用的方法，國際標準方法ＥＵ／ＣＥＮＥＮ－１０４８（歐盟）、ＪＩＳＫ０３１１（日本）和ＵＳＥＰＡ１６１都推薦采用索氏提取。與索氏提取相比，微波輔助萃取和加速溶劑萃取技術(shù)實現(xiàn)了自動化，大大節(jié)約了人力與時間成本，并且所需的有機溶劑較少，一般為１０～５０ｍＬ，是一種綠色環(huán)保的提取方式，但是這兩種萃取方式需要配置精密昂貴的儀器，并且在提取過程中溫度不能太高，如高溴代多溴聯(lián)苯醚（ＰＢＤＥｓ）的提取溫度不能超過３００℃，否則易發(fā)生脫溴反應(yīng)，導(dǎo)致在實際應(yīng)用時受限。對于液體樣品，常用的提取方法有液液萃?。ǎ蹋蹋牛?、固相萃?。ǎ樱校牛┑龋@兩種方法需使用大量有機溶劑，并且存在大量干擾物質(zhì)，如用于提?。校拢模牛髸r有很多多氯聯(lián)苯（ＰＣＢｓ）、多氯萘（ＰＣＮｓ）和其他含溴化合物的干擾物質(zhì)存在。近年來，新的提取技術(shù)不斷出現(xiàn)，如液相微提取（ＬＰＭＥ）、分散液液微萃?。ǎ模蹋蹋停牛蔚挝⑤腿。ǎ樱模停牛⒅锌绽w維液相微萃?。ǎ龋疲蹋校停牛┖凸袒瘧腋∮袡C液滴微萃?。ǎ樱疲希停牛?。這些技術(shù)作為液液萃取的替代手段，克服了液液萃取提取過程中費時費力、需大量有機溶劑的缺點，回收率較高（可達９０％以上），目標物得到了有效的提取與分離，減少了儀器分析過程中的基質(zhì)效應(yīng)，都是快速、簡便、高效的提取技術(shù)。但其不足之處在于，為了獲得滿意的提取效果，需要極其復(fù)雜的優(yōu)化過程。為了克服固相萃取需要使用大量有機溶劑的缺點，衍生出一系列無需有機溶劑或只需少量有機溶劑的提取技術(shù)，如填充吸附微量萃?。ǎ停牛校樱?、基質(zhì)固相分散萃?。ǎ停樱校模⒋判怨滔嗷|(zhì)分散萃?。ǎ停停樱校模?、攪拌棒吸附萃取（ＳＢＳＥ）和固相微萃?。ǎ樱校停牛?，但這些技術(shù)也存在成本高、易交叉污染等缺點。樣品的凈化處理過程直接影響著分析的準確度和靈敏度，總的來說，凈化過程主要包括除去待測樣品中目標物以外的脂類物質(zhì)、硫化物和測定過程的干擾物質(zhì)等。一般而言，樣品中的脂類物質(zhì)用濃硫酸或凝膠滲透色層柱（ＧＰＣ）去除，而硫化物通常在提取過程中加入還原銅或叔丁基醇、亞硫酸鹽去除。進一步的凈化步驟可利用多層復(fù)合層析柱相合或固相萃取柱加以解決，在洗脫過程中常用的洗脫溶劑有弱極性正己烷、丙酮、二氯甲烷、甲苯或其混合溶劑。（二）POPs儀器分析技術(shù)目前環(huán)境介質(zhì)中ＰＯＰｓ的主流檢測技術(shù)為色譜法，根據(jù)目標物的性質(zhì)，常見的檢測方法有氣相色譜－電子捕獲檢測器（ＧＣ－ＥＣＤ）、氣相色譜－質(zhì)譜（ＧＣ－ＭＳ）、高分辨氣相色譜－高分辨質(zhì)譜（ＨＲＧＣ－ＨＲＭＳ）、全二維氣相色譜－飛行時間質(zhì)譜（ＧＣ×ＧＣ－ＴＯＦＭＳ）、液相色譜－質(zhì)譜（ＬＣ－ＭＳ）和液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜（ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ）等。對于ＰＯＰｓ，如多溴聯(lián)苯醚（ＰＢＤＥｓ）、短鏈氯化石蠟（ＳＣＣＰｓ）、全氟化合物（ＰＦＣｓ）等，這些同系物數(shù)量眾多，結(jié)構(gòu)相似，組分十分復(fù)雜，并且由于分析儀器和標準物質(zhì)的局限性，對其分離檢測造成了極大的困擾。（三）PPCPs樣品前處理技術(shù)PPCPs分析采集的環(huán)境樣品包括水樣、底泥及水生生物，并且要進行及時預(yù)處理。不同的樣品預(yù)處理步驟不完全相同，水樣主要經(jīng)過固相萃取或固相微萃取。固相萃取方法基于固液分離萃取原理，具有有機溶劑使用量少、簡單快速、分離效率高、重復(fù)性好等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于環(huán)境介質(zhì)中新型污染物的分析。固相微萃取技術(shù)的主要原理是使用一根具有交聯(lián)二甲基硅醚聚合物材料涂層的開口毛細管柱捕集被分析物。底泥樣品的處理包括風(fēng)干、研碎、抽提、濃縮、分離、凈化等，而生物樣品還需冷凍干燥，固體樣品一般采用索氏抽提、超聲萃取和加速溶劑萃取進行提取。（四）PPCPs的儀器分析技術(shù)ＰＰＣＰｓ的殘留分析始于２０世紀９０年代，衍生后的氣相色譜是當時最主要的分析手段，然而大多數(shù)抗生素類、激素類和神經(jīng)類藥物具有較強極性、低揮發(fā)性以及遇熱不穩(wěn)定性，并不適合用ＧＣ－ＭＳ析。近年來，ＨＰＬＣ－ＭＳ特別是ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ成為環(huán)境介質(zhì)中ＰＰＣＰｓ的主要分析方法，應(yīng)用ＬＣ－ＭＳ分析ＰＰＣＰｓ及其代謝產(chǎn)物的最大問題是缺少標準物質(zhì)和難以獲得可檢索的數(shù)據(jù)庫，ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ成為主流的分析手段。ＭＳ／ＭＳ檢測器的選擇性反應(yīng)監(jiān)測模式使分析的靈敏度和選擇性得到了提高，從而使檢測限低至ｎｇ／Ｌ級。此外，ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ可以同時分析不同結(jié)構(gòu)的ＰＰＣＰｓ，但分析中的最大問題就是基質(zhì)效應(yīng)，在富集和濃縮樣品中目標物ＰＰＣＰｓ時往往有共存干擾物質(zhì)存在，這些干擾物質(zhì)會影響儀器的分析精度、靈敏度和方法檢出限，造成測定結(jié)果不準確。由于ＰＰＣＰｓ種類繁多，而目標物質(zhì)往往是有限的，因此，如何從復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)中準確識別和定量更多種類的ＰＰＣＰｓ物質(zhì)是面臨的一大難題。自２００１年以來，高分辨率質(zhì)譜在未知物和非靶標篩查、鑒定與定量中一直扮演著重要的角色。（五）DBPs的前處理技術(shù)ＤＢＰｓ為親水性物質(zhì)，須將其分離后才可進樣。采用適當?shù)那疤幚砑夹g(shù)將樣品萃取、濃縮并去除干擾物質(zhì)，是準確檢測ＤＢＰｓ的前提。樣品濃縮的方法包括固相萃取、固相微萃取、液液提取、吹掃捕集（揮發(fā)性ＤＢＰｓ）、ＸＡＤ樹脂萃?。ㄝ^大數(shù)量的水）等。（六）DBPs的儀器分析技術(shù)美國ＥＰＡ發(fā)布了一系列關(guān)于ＤＢＰｓ的標準方法，包括ＥＰＡ５０２．２、ＥＰＡ５２４．２和ＥＰＡ５５１．１針對三鹵甲烷和其他揮發(fā)性消毒副產(chǎn)物，如鹵代醛、鹵代乙腈、鹵化氰（ＣＮＸ）、鹵代酮、鹵代酰胺和鹵代硝基甲烷（ＨＮＭｓ）等。ＥＰＡ５５２．１、ＥＰＡ５５２．２和ＥＰＡ５５２．３用于分析鹵代乙酸。三鹵甲烷的分析測定多采用ＧＣ－ＭＳ或ＧＣ－ＥＣＤ。鹵代乙酸的檢測方法分為兩類：一類為衍生后用氣相色譜進行分析，ＥＰＡ５５２．１、ＥＰＡ５５２．２和ＥＰＡ５５２．３均采用此方法，它具有靈敏度高、準確性好、檢測限低等優(yōu)點，但存在衍生試劑對人體有害、操作過程繁瑣等缺點，使其應(yīng)用受到一定的限制。另一類為直接進樣測定法，應(yīng)用最多的是液相色譜法。分析鹵代乙腈多采用ＥＰＡ５５１．１中推薦的ＧＣ－ＥＣＤ方法。飲用水中的鹵代呋喃酮濃度很低，通常只有ｎｇ／Ｌ級，且具有熱不穩(wěn)定性，檢測比較困難，一般采用衍生試劑進行衍生化，再用ＧＣ－ＭＳ檢測。中國也制定了一系列測定ＤＢＰｓ的標準方法，這些標準方法均包含在國家標準ＧＢ／Ｔ５７５０．１０—２００６中?？偠灾?，ＰＯＰｓ、ＰＰＣＰｓ、ＤＢＰｓ等新型有機污染物不斷地在世界各地的環(huán)境介質(zhì)中檢出，有關(guān)新型有機污染物在環(huán)境中的含量水平與時空分布特征一直是研究熱點，它不但具有理論意義，而且為根本上控制環(huán)境污染和治理具有指導(dǎo)意義。但目前而言，新型環(huán)境污染物的分析檢測技術(shù)還不完善，即便是現(xiàn)有的較為成熟的分析方法也有一定的發(fā)展空間。開發(fā)更有效的和針對性強的樣品純化方法并結(jié)合更準確、靈敏的儀器分析技術(shù)是新型有機污染物環(huán)境分析領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。新污染物的種類新污染物是指由人類活動造成的，目前已明確存在但尚無法律法規(guī)和標準予以規(guī)定或規(guī)定不完善的，危害生活和生態(tài)環(huán)境的所有在生產(chǎn)建設(shè)或者其他活動中產(chǎn)生的污染物。常見的新污染物包括環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EDCs）、全氟化合物（PFCs）、微塑料等。相較于傳統(tǒng)的二氧化硫、氮氧化物等污染物，大部分新污染物持久性、累積性、遷移性的特征更為明顯，其能在環(huán)境中持久存在，治理難度遠超傳統(tǒng)的污染物。（一）內(nèi)分泌干擾物內(nèi)分泌干擾物是指環(huán)境中存在的能干擾人類或野生動物內(nèi)分泌系統(tǒng)并導(dǎo)致其異常的物質(zhì)。內(nèi)分泌干擾物進入人體后可干擾體內(nèi)天然激素的合成、分泌、運輸、結(jié)合、反應(yīng)和代謝等，進而導(dǎo)致人體生殖器障礙、行為異常、生殖能力下降，甚至死亡。內(nèi)分泌干擾物多為有機污染物及重金屬物質(zhì)。另外，日常人們所食用的肉類、飲料、罐頭等食品中也都含有內(nèi)分泌干擾物，