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垃圾焚化爐並非二惡英污染唯一元凶,農藥和PCB產品也是“共犯”

2013年02月25日08:29    來源:人民網-財經頻道

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二惡英類物質的排放量近年來在日本大幅減少。2005年11月,日本環境省公布的2004年推測值為“341克∼363克-TEQ/年”(TEQ表示二惡英類物質毒性當量),較上年減少了10%左右。開始進行推算的1997年為“7680克~8135克”,在7年時間內減少了95%以上。

以廢棄物焚化爐為中心進行了規制,由此,二惡英類物質的排放量從1997年到2004年,在8年時間內減少了95%以上。

對二惡英類物質排放量驟減起到了重要作用的是廢棄物焚化相關規制。1997年12月,日本根據《大氣污染防止法》和《廢棄物處理法》開始實施規制, 2000年1月開始又施行了《二惡英類對策特別措施法》。1997年,出自焚化爐的二惡英類物質排放量佔整體的9成以上,因此接連對焚化爐的廢氣排放標准進行了強化。

從排放量來看,在1997年到2004年的7年時間內,普通廢棄物焚化爐的二惡英類物質排放量從“5000克”減少到“64克”,產業廢棄物焚化爐也從“1500克”驟減至“69克”。這與產業領域排放量最大的煉鋼電爐的“64克”處於同一水平。大氣污染濃度也從“0.54皮克”(皮克=1萬億分之1克)大幅下降至“0.074皮克”。從這些數字可以看出,焚化爐規制發揮了很大作用。

不過,這僅僅是就年排放量這一“流量”而言。在考慮難以自然分解的二惡英類物質的影響時,過去排放並積累在環境中的“存量”是很重要的因素。尤其是日本人,攝取二惡英類物質的途經主要是食品,來自魚類和貝類的佔85%以上。與魚類及貝類污染直接相關的水質及底質(河流及港灣等水體底部表層物質)污染產生的影響較大。

連續測定的大氣(48處)、水質(1340處)、底質(961處)平均濃度。大氣僅含有二惡英類物質中的多氯代二苯並對二惡英(PCDDs)及多氯二苯並?喃(PCDFs)。作為單位的TEQ是毒性當量,是換算為毒性最強的PCDD(2,3,7,8-TCDD)得出的值。皮克(pg)是1萬億分之1克。

近年來,通過實際對水質及底質進行調查的研究結果相繼証實,過去噴洒的農藥、廢棄的PCB產品等垃圾焚燒以外的其他污染發生源也產生了很大影響。從存量來看,排放源的主犯並不僅僅是焚化爐。

對下一代的影響是確定毒性的標准

二惡英類物質是多氯代二苯並對二惡英(PCDDs)、多氯二苯並?喃(PCDFs)以及屬於PCB的共面PCB這3種物質的總稱。PCDDs和PCDFs就是所謂的二惡英,再加上具有同樣毒性的共面PCB。

這3種物質的結構均是氯原子與苯環結合。根據氯原子數量及所處位置的不同,總共存在222種異構體,其毒性強弱各不相同。

例如,在PCDDs中,苯環與4個氯原子結合形成的物質是四氯二苯並二惡英(TCDD),隨著氯原子結合位置的不同,存在22種異構體(參照下圖)。現在認為二惡英類物質的222種異構體中,有29種具有毒性。

二惡英類物質是氯原子與2個苯環結合構成的多氯代二苯並對二惡英(PCDDs)、多氯二苯並?喃(PCDFs)與共面PCB的總稱。根據氯原子數量及所處位置的不同,存在222種異構體,其毒性各不相同(其中29種被認為有毒)。

這些異構體混合存在於環境中。因此,要評估二惡英類物質的毒性,需要換算為毒性當量(TEQ)。

具體而言,將異構體中毒性最強的“2,3,7,8-TCDD”作為“1”,確定每種異構體的相對毒性強度(TEF:毒性當量系數)。用異構體量乘以系數,然后進行合計便可求出TEQ。

關於二惡英類物質的毒性,通過動物實驗,已經確定除了急性毒性外,還具有致癌性,並會對免疫和生殖系統產生影響等,具有廣泛的毒性。 不過,目前尚未完全查明對人體的危害。日本國立環境研究所特別客座研究官森田昌敏說:“現在研究人員之間已經達成共識的,是容易對胎兒及嬰幼兒產生影響。” 二惡英類物質會與名為“芳香烴受體”(簡稱Ah受體)的人體蛋白質結合,其結合體會影響基因的顯現,在人長大之后有可能出現精子減少及學習能力下降等症狀。因此森田研究官稱:“充分考慮了與Ah受體的結合性,以及通過動物實驗掌握的急性毒性等因素,確定了TEF。”

異構體構成分析是調查污染發生源的手法之一。雖然統稱為二惡英類物質,但如上文所述,其中包括很多種類。有些是在焚燒廢棄物時產生,有些是在制造農藥時生成,隨著生成過程的不同,其構成也各不相同。異構體構成分析就是利用這些性質徹底查明發生源的方法。

分析物質構成,掌握發生源

通過異構體構成分析,首先指出了農藥影響的,是橫濱國立大學教授中西?子(產業綜合研究所化學物質風險管理中心負責人)的研究組。

該研究組對東京灣的底質進行了調查,於1998年公布了調查結果,底質所含二惡英類物質的來源45%是大氣沉澱(焚化爐及工廠排放物),31%為農藥五氯苯酚(PCP),24%為其他物質。

之后又查明,農藥草枯醚(CNP)中也含有二惡英類物質。這些農藥在1960年代到1970年代作為除草劑被廣泛使用。據中西?子研究組推算,在停止使用之前,約有590公斤(TEQ當量)二惡英類物質被排放到了環境中。目前每年的總排放量約為350克,從這一點便能看出農藥的影響有多大。

還有調查也証實了發生源不僅僅是焚化爐。,東京都環境科學研究所分析研究部部長佐佐木裕子說:“從對魚類及貝類的污染來看,過去丟棄的包括變壓器及電容器等在內的PCB產品影響也比較大。”

東京都環境科學研究所分析了底質污染中的異構體構成。比較農藥、焚化爐及PCB產品的構成,分析了發生源。五氯苯酚(PCP)與草枯醚(CNP)是農藥。上圖僅比較了與毒性無關的濃度,下圖換算為了毒性當量(TEQ)。

上圖是該研究所2003年對東京都內的河流及東京灣水體底部積存的二惡英類物質異構體構成進行分析得出的結果的一部分。比較了農藥(PCP、CNP)、焚化爐(廢氣及灰分)和PCB產品的構成,分析了發生源。

從未換算為TEQ的總濃度來看,東京灣多摩川河口海域二惡英類物質的來源農藥為35%,焚化爐佔25%,PCB產品佔40%。其中,有些場所像野川琥珀橋一樣,來自PCB產品的異構體佔接近8成。

不過,換算成TEQ之后,就有8成以上是出自焚化爐。這是因為,與出自焚化爐的異構體相比,出自PCB產品的毒性相對較低。看到這裡,大家或許會認為焚化爐的影響最大,但事情並沒有這麼簡單。

共面PCB會進行生物濃縮

這是因為,日本人攝取的二惡英類物質的85%是來自受污染的魚貝類,考慮到對魚貝類的污染這一因素,除了毒性強弱,進入魚貝類體內的難易程度也是關鍵。從這點來看,主要出自PCB產品的共面PCB的影響變得非常重要。

大部分二惡英類物質是通過食品進入人體內。其中接近9成來自魚類及貝類。不過,日本人的平均攝取量為每公斤體重每天大約攝取1.35pg-TEQ,遠遠低於攝取一生也不會影響健康的一日最大可攝取量(TDI)4pg-TEQ。

佐佐木部長解釋道,其原因在於“與PCDDs和PCDFs相比,共面PCB分子較小,因此易於被攝取,其濃縮率在浮游生物中為100倍,魚類則高達1000倍以上”。即便在水質及底質中的污染相對較輕,也會通過食物鏈逐漸濃縮在生物體內。

東京都環境科學研究所通過分析魚類污染發生源的其他調查發現,以鱸魚為例,進行TEQ換算后,共面PCB污染佔到88%。其中來自PCB產品的佔83%,來自焚化爐的佔5%。

日本於1997年開始實施規制,當時僅將焚化爐當作“主犯”。不過,通過上述分析結果,人們已經認識到,對包括實施規制前的焚化爐排放物、農藥及PCB產品等過去累積的污染物質採取對策,也具有重要性。

還有意見指出,日本在排放源對策方面尚不夠完善。像部分化學工廠等,此前未掌握具體情況、未列入規制對象的發生源相繼被發現。可以說,在流量及存量兩方面,依然需要進一步採取相關對策。(日經能源環境網 供稿) 

(責任編輯:值班編輯、庄紅韜)

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