环境荷尔蒙对环境和人体的危害及其控制措施

环境荷尔蒙对环境和人体的危害及其控制措施

纪荣平 吕锡武
（东南大学环境工程系 南京 210096）

　　摘要：环境荷尔蒙是对环境和人体健康危害很大的一类化学物质。本文介绍了日常接触到的环境荷尔蒙物质的来源、种类、危害，分析了现有污水处理工艺对环境荷尔蒙的去除效果，提出了相应的预防及控制措施。
　　关键词：环境荷尔蒙 有害化学物质 优先污染物 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

　　据最近的研究表明，一些由于人类活动而释放到环境中的化学物质，包括许多人工合成的化学物质，影响和扰乱生物体内固有的内分泌系统，导致内分泌障碍，因此将这类环境中干扰内分泌功能的物质或能引起类似于激素作用的化学物质统称为环境荷尔蒙（Environmental hormone），亦称环境激素、环境内分泌干扰物。它们虽然与一些对人类和动物危害极大的剧毒物质和致癌物质不同，但对人类和动物的危害程度绝不亚于前两者，都属于危害很大的有害化学物质。这类物质具有类似雌性激素的作用，若进入生物体内，将危害其正常的激素分泌，导致生物体精子量减少，生殖器官出现异常，最终引起生物体生殖能力下降，所以是对全球一切生物最重要的危害物质。
　　发达国家在这方面的研究起步较早，美国于1972年颁布了清洁水法，在1977年的修正案中列出65类129种优先控制的有毒化学物质名单，1996年美国环保局（EPA）列出了60种环境荷尔蒙物质^[1]。欧共体于1975年颁布了控制排放的“黑色”和“灰色”污染物名单，德国于1980年宣布了207个污染水体的化学物质名单。日本在1998年对环境荷尔蒙物质进行了全国性的调查，公布了68种环境荷尔蒙物质。1997年世界野生动物基金会（WWF）列出了68种物质有内分泌紊乱作用^[2]，世界卫生组织（WHO）公布了必须控制的75种环境激素^[3]。而我国在这方面的研究则刚刚起步。

2 环境荷尔蒙对环境和人体的危害

　　由于环境荷尔蒙物质品种多、应用广，在环境中稳定不易被破坏，在生态环境中通过食物链可被富集，因此其对生物的生长发育、生殖功能和人类的繁衍已引起人们的高度重视。
2.1 日常接触到的环境荷尔蒙物质
　　 农药在消灭和防治农作物病、虫、鼠、草害的同时，给人类也带来了环境危害。在WWF提出的68种环境荷尔蒙物质中，农药有45种，占2/3左右。有机磷农药中的乙基对硫磷（1605）、马拉硫磷（4049）等，拟除虫菊酯类农药中的苄氯菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯（速灭杀丁）等，有机氯农药中的滴滴涕（DDT）及其代谢产物DDE和DDD、林丹（γ-六六六）、β-六氯化苯（β-六六六）、氯丹、七氯、开蓬、狄氏剂、毒杀芬等，除草剂中的2,4,5-涕（2,4,5-T）、2,4-滴（2,4-D）、除草醚、阿特拉津等，用于土壤中杀线虫的1,2-二溴-3-氯丙烷（DBCP）、涕灭威等都属于环境荷尔蒙物质。
　　 在工业原料及产品的生产过程中也会接触到这类物质，如：
　　 多氯联苯（PCBs）：用于变压器、电器绝缘材料、塑料和橡胶的软化剂等。
　　 多溴联苯（PBBs）：用于阻燃剂。
　　 烷基酚：用于表面活性剂、洗涤剂。
　　 双酚A：用于婴幼儿奶瓶、食品和饮料罐内防腐树脂。
　　邻苯二甲酸酯类： 包括邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）、邻苯二甲酸二乙基酯（DEHP）、邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二已酯（DHP）等，用于塑料增塑剂、粘合剂、涂料、人造革材料、激光等。
　　金属镉：用于电镀材料、颜料、电池、合金等。
　　金属铅：用于玻璃、电池、弹丸、表面材料等。
　　金属汞：用于汞矿冶炼、温度计、气压计、荧光灯、真空管、龋齿填充材料等。
　　还有一些二次污染物，它们本来在环境中并不存在，主要是由于人类的生活和生产活动排放于环境中，如焚烧工业废弃物和城市垃圾尤其是含氯塑料时，由于不完全燃烧而产生的二恶英类物质，如多氯二苯并对二恶英（PCDD）和多氯二苯并呋喃（PCDF），其中毒性最大的为2,3,7,8-四氯二恶英（TCDD）；在石油炼制和炼焦油处理时产生苯并（α）芘；在制造有机氯化合物时的副产物得到八氯苯乙烯等。
2.2 环境荷尔蒙对环境和人体的危害
　　 在农药及工业原料和产品生产及使用过程中，人体均会直接接触到这类物质；同时这类物质还以烟尘、气溶胶颗粒的形式排放到大气中，再沉积于地表；或随污水排放到水体；或通过倾倒垃圾和工业废渣，形成对大气、水源、土壤的污染，进而形成对人体的危害。来自边远湖泊的鱼中含有一定数量的汞，格棱兰岛上雪中含有一定数量的铅，以及北极存在的农药、二恶英和多氯联苯等污染物质，说明已形成全球性的化学污染。
　　 农药可通过食物链在人体内形成积累，国内外大量的分析结果证明，在许多水产品、农畜产品、食品及人体内均检出有六六六和DDT等有机氯农药的残留^[4]。

有机氯农药在人体脂肪组织的积累 表1

　　多氯联苯（PCBs）及有关化合物在水中的溶解度很低，将快速地吸附到沉淀物及微细颗粒上，同时也有强烈的生物积累作用，难于生物降解，对生物体的内分泌系统有很大的破坏作用，国际癌症研究机构认定为很可能是人体致癌物。 邻苯二甲酸酯类化合物都有很高的分离系数，将在水中形成沉淀物并产生生物积累，有些可引发动物肝组织病变和癌变，这类增塑剂有扰乱生物体内分泌系统的功能，对环境和人体健康有较大影响。
　　 二恶英类物质（PCDD、PCDF）非常稳定，极难分解和被微生物降解，经长期累积，通过食物链作用，可在鱼及动物体内富集，随食品进入人体。它是已知最毒的污染物之一，其致突变和致癌毒性比黄曲霉素高10倍，其毒性相当于氰化钾的1000倍。表2列出了一些环境荷尔蒙对动物和人体的影响。

一些环境荷尔蒙对动物和人体的影响 表2

3 现有污水处理工艺对环境荷尔蒙的去除效果

　　迄今为止，已在世界各地的地表水体中鉴别出2000余种有机物，上海黄浦江中鉴别700多种有机物，日本的河水中检测到雌二醇、邻苯二甲酸酯类等7种环境荷尔蒙物质^[2]，武汉东湖也检测到邻苯二甲酸酯类化合物 ^[5],说明环境荷尔蒙已对人类构成潜在危害。一般这类物质在水中的浓度甚微，反映在COD、BOD、TOC等常规指标上微不足道，用这些指标不能评价其污染程度和危害，因此一些发达国家已在排放标准中对其单项浓度做出限制和规定，使传统的水处理工艺面临新的挑战。
3.1 活性污泥法
　　Petrasek^[6,7]对22种半挥发性的优先污染物和重金属采用活性污泥法进行了模拟研究，表明活性污泥法不仅可以降解普通的有机物，而且能去除一些环境荷尔蒙。

活性污泥法对环境荷尔蒙的去除效果 表3

　　活性污泥法去除有机化学毒物的机理为吸附、吹脱和生物降解作用的综合结果，但生物降解和吹脱去除的比例不大，残留在初沉池和剩余污泥中的污染物含量不低，因此给污泥的最终处理和综合利用带来了新的难题。
3.2 其它常用水处理工艺
　　Hannah等人^[8]曾应用几种常用水处理工艺对21种有机毒物进行了研究，结果表明，生化法优于物化法和物理法。

常用水处理工艺对环境荷尔蒙的去除率 表4

　　吕锡武^[9]采用紫外—微臭氧处理饮用水中有机优先污染物，结果表明UV-microO3工艺对自来水中极难氧化的六氯苯等污染物，取得了较好的处理效果。

4 预防及控制措施

　　我国是发展中国家，环境保护和环境污染的治理任务十分繁重。1997年WHO确定了全球必须立即控制和治理以二恶英为代表的十二种具有高残留、高生物富集、高生物毒性的物质，即POPs物质（Persistent Organic Pollutants），包括多氯联苯、二恶英、呋喃、艾氏剂、狄氏剂、滴滴涕、异狄氏剂、氯丹、六六六、灭蚁灵、毒杀芬、七氯。2001年91个国家（包括我国）赞成通过了《POPs公约》，即《斯得哥尔摩公约》。解决环境荷尔蒙的根本对策是避免向环境中释放这些物质，需要我们针对我国污染状况，有针对性采取预防及控制措施，以保障人民的身体健康。
　　（1）借鉴先进国家的经验，做好规划，尽快制定环境荷尔蒙物质名单，确定其检测分析方法，以便进一步开展研究工作。
　　（2）加强对环境荷尔蒙污染源的管理，建立以排放源为单位的可疑环境污染化学物质排放量登记制度。
　　（3）开发清洁生产工艺，改革现有生产工艺，在开发环境荷尔蒙污染物质替代品的同时，向工业界提出危害物质使用限制，尽量不用或少用这些污染物质，整体上控制与减少排放量。
　　（4）加强环境荷尔蒙物质在生态环境中的迁移、转化、降解机理研究，通过生态治理，降低其对动物和人类的危害。
　　（5）加强食品安全管理，制定严格的食品卫生标准，特别是食品中农药的允许残留量，健全法规，强化市场检测。
　　（6）加强微生物对环境荷尔蒙去除机理研究，提高现有污水处理设施对环境荷尔蒙的去除效果，最大限度地降低污染物质的浓度。
　　（7）加强饮用水安全研究，改革现有的净化工艺，强化深度处理，同时加强生活饮用水的检测，确保人民饮用安全健康的自来水。

参考文献
1．Jones,Tammy,U．S．EPA ,Las Vegas, NV, Private Communication, December 12,1996
2．齐文启等．环境荷尔蒙研究的现状及其监测分析[J]．现代科学仪器,2000（4）：32-38
3．保毓书．环境因素与生殖健康［M］．北京：化学工业出版社，2002．245－253
4．孙铁衔等．污染生态学［M］．北京：科学出版社，2001．73-74
5．唐非等．东湖源水与自来水中致突变性物质比较［J］．中国给水排水，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．吕锡武,孔青春．紫外—微臭氧处理饮用水中有机优先污染物[J].中国环境科学,1997,17（4）:377-380