內分泌干擾(gānrǎo)物概述2010-10-24環境科學與工程第一頁，共二十五頁。編輯課件目錄(mùlù)定義(dìngyì)、種類及來源1分類(fēnlèi)2特性及分布3危害4352控制措施6去除處理第二頁，共二十五頁。編輯課件定義(dìngyì)內分泌干擾物((EndocrineDisruptingChemicals,即EDCs),也稱為環境激素（EnvironmentalHormone），是一種外源性干擾內分泌系統的化學物質，指環境中存在的能干擾人類或動物內分泌系統諸環節并導致異常效應的物質，它們通過攝入、積累等各種途徑，并不直接作為有毒物質給生物體帶來異常影響，而是類似雌激素對生物體起作用，即使數量極少，也能讓生物體的內分泌失衡，出現種種異常現象。這類物質會導致動物體和人體生殖器障礙(zhàngài)、行為異常、生殖能力下降、幼體死亡、甚至滅絕。第三頁，共二十五頁。編輯課件種類(zhǒnglèi)內分泌干擾物多為有機污染物，及重金屬物質。我們使用的農藥(nóngyào)大約70%-80%屬于內分泌干擾物；我們所使用的塑料，其中大部分的穩定劑和增塑劑也屬于內分泌干擾物；日常人們所食用的肉類、飲料、罐頭等食品中也都含有內分泌干擾物。常見的內分泌干擾物包括有機錫、二乙基人造雌性激素、多溴聯苯醚(PBDEs)、六溴環十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)、二惡英(dioxin)、雙酚A（BisphenolA）與其衍生物、多氯聯苯（Polychlorinatedbiphenyls，PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、壬基酚(Nonylphenol，NP)等，另外有研究指出環境污染物中的鎘(Cd)、鉛(Pb)和汞(Hg)等重金屬產物亦為可疑的內分泌干擾物。第四頁，共二十五頁。編輯課件分類(fēnlèi)內分泌干擾物的分類通常根據其干擾內分泌功能來劃分，如雌激素干擾物、雄激素干擾物、甲狀腺素干擾物、糖皮質激素干擾物、胰島素干擾物、腎上腺皮質激素干擾物、生長激素干擾物、植物雌激素等。這樣的分類，對同一化學物可能會重復(chóngfù)出現，如PCBs既可能具有雌激素效應又具有干擾甲狀腺素的效應。如果以化學結構體系和對機體損傷效應終點來劃分，不僅會遇到“重復”，更會失去干擾內分泌效應的特征。1997年美國環保局根據動植物生態、人群流行病學調查和體內、外實驗研究結果，將人和動物內分泌干擾相關化學物劃分為已確認的EDCs、可能的EDCs和可疑的EDCs3類。但這樣做明顯地受到時間限制，不可能包括新確定的(如糖皮質激素干擾物砷）和由于資料的完善而出現的類別更動。第五頁，共二十五頁。編輯課件特性(tèxìng)內分泌干擾物化學結構穩定，又不易生物降解，具有很高的環境滯留性。無論存在于空氣、水還是土壤中，都能強烈地吸附于顆粒上，借助于食物鏈不斷富集，對生態環境造成危害。內分泌干擾物具有高親脂性或脂溶性，通過食物鏈富集于動物和人類的脂肪和乳汁中，并可通過胎盤傳遞到胎兒(tāiér)或通過母乳傳遞到嬰兒。日本厚生省在1998年8月的一份報告中指出，在日本婦女乳汁中發現環境激素含量甚高，是嬰兒可容許最高吸收量的26倍。第六頁，共二十五頁。編輯課件分布(fēnbù)內分泌干擾物廣泛存在于大氣(dàqì)、水體和土壤等環境介質中，分布在地球圈，世界各地都能覓到其蹤跡。上世紀90年代初，在喜馬拉雅山的雪域里檢測到DDT，在海洋、湖泊的匯集地區及熱帶雨林都發現環境激素對生物的危害。越是人類社會發達的地區，化工產品、工業產品的利用率越高，危害程度越嚴重。日本環境廳1997年對境內107條河流進行了調查，其中74條河流含環境激素，占68%。在大部分河流中能檢測到已經禁止使用25年的DDT。第七頁，共二十五頁。編輯課件危害(wēihài)內分泌系統與神經系統和免疫系統是機體的三大(sāndà)信號傳遞系統，在調節機體各種功能、維持內環境相對穩定中起著重要作用。激素是內分泌腺的天然產物，在血中以很低濃度傳遞，與靶細胞受體結合，發揮對機體功能的調節作用。因此具有干擾內分泌功能的環境污染物，在比引起中毒或其它器官損害低得多的水平，即可產生危害。內分泌干擾物的作用機制具有的一些相同性質：通過識別天然激素的結合位點模擬其作用；通過阻斷天然激素的生理作用位點來抑制或拮抗其作用；直接或間接與相關的激素發生反應；改變激素的天然合成方式；改變激素受體的數量水平。第八頁，共二十五頁。編輯課件不同的生物種類或不同的內分泌干擾物所產生的影響不一樣，但可以歸納為以下4點：內分泌干擾物對胚胎、胎兒和新生幼體的影響與其對成體的影響可以完全不同；內分泌干擾物產生的效應，常常出現在下一代身上，而不是(bùshi)表現在直接受污染的這一代身上；對處于發育中的生物體來說，內分泌干擾物的作用時機是決定性的；雖然受到內分泌干擾物的關鍵性污染發生在胚胎發育期，但明顯的效應可能要到成年后才會表現出來。內分泌干擾物影響體內激素的合成、分泌、傳遞、結合、啟動以及消除等環節，從而對個體的生殖、發育以及行為產生多方面的影響。第九頁，共二十五頁。編輯課件對野生動物的影響(yǐngxiǎng)內分泌干擾物是大多野生動物瀕危的主要原因。野生動物最早出現“陰盛陽衰”現象，動物世界已處于雄性退化、乃至滅絕的危機之中。上世紀60年代中期，發現美國80%的白頭雕類失去生育能力。70年代在加拿大出現大量畸形的海鷗，在非洲發現睪丸滯留在腹腔的雄豹。80年代美國佛羅里達洲發現鱷魚孵化率大大下降，幸存的鱷魚陰莖短小，生殖能力低下，一些魚類的生殖器始終不能發育，還有一些魚類完全不能繁殖，雌雄同體率增高。許多證據表明：鳥類和魚類出現甲狀腺功能障礙；鳥類、魚類、水生甲殼類動物和哺乳類的生殖能力銳減；鳥類、魚類和龜鱉類卵的孵化率下降或孵化后出現嚴重的畸形和殘疾；鳥類行為異常(yìcháng)；鳥類、魚類和哺乳類里有雄性雌性化或雌性雄性化傾向；鳥類和哺乳類的自身免疫系統遭到損害等。第十頁，共二十五頁。編輯課件對人類生殖系統(shēnɡzhíxìtǒnɡ)的影響引起男性生殖能力下降近50年來，全球范圍內人類精子數量正在不斷下降，精液量不斷減少。有報告表明出生時間和精子數目存在明顯的負相關：出生年度越遲，平均精子數目越少，畸形精子的比例明顯上升。除精子數下降、精液量減少外，精子正常形態率、活動率都呈明顯下降趨勢。這種急劇的變化不可能是由于遺傳因素引起的，毫無疑問(háowúyíwèn)與環境因素有關。第十一頁，共二十五頁。編輯課件男子女性化程度加劇男性體內雌激素的增加，意味著一定程度的女性化，雌激素對男性而言是“滅頂之災”。日本厚生省在對中小學生體檢時，發現男孩的肌肉張力、握力、爆發力、耐久力均呈下降趨勢，體能、體質今非昔比，呈女性化趨勢。更令人擔憂的是，科學家還沒有找到有效的辦法(bànfǎ)來解決男子女性化和人體內雌激素過量問題。從對不同動物，包括兩棲類、鳥類、嚙齒類、犬、牛、羊、恒河猴等的觀察發現，雄激素或高濃度的雌激素都可以導致這些動物的雌性在行為上的雄性化，并減少其雌性行為。第十二頁，共二十五頁。編輯課件其它生殖系統問題內分泌干擾物和婦女的許多生殖問題有聯系，包括流產、子宮外孕、月經失調、子宮內膜增生、子宮內膜異位等生殖系統病變。由于內分泌干擾物的過量攝取(shèqǔ)，引起女性的性早熟：美國48.3%的黑人女孩、14.7%的白人女孩在8歲以前就有月經初潮。許多資料表明：內分泌干擾物可引起睪丸發育中斷、永久性性功能障礙、隱睪、睪丸癌、陰莖發育不全、尿道下裂等。第十三頁，共二十五頁。編輯課件對發育(fāyù)的影響在生物體發育的過程中，激素具有極其重要的作用，而在子宮內發育的哺乳動物對出生前母體內激素水平的微小變化具有極其敏感的反應能力。出生前對細胞、器官、腦乃至行為進行永久性編輯的是激素，激素在許多方面為個體的未來制定了方向。發育過程中出現的任何內分泌系統的紊亂，都可能改變正常(zhèngcháng)發育，而且發生的變化是典型的不可逆過程。環境中通常的激素干擾物的水平不會導致細胞死亡或傷害DNA，這些化合物攻擊的目標是體內通訊系統中奔走不停的化學信息—激素。由于激素信息控制著包括從性分化到腦組織形成等許多重要的發育過程，在出生前和出生后的早期階段激素干擾化合物具有特別的危險性。對成人不產生危害的低濃度污染物，對胚胎卻可產生致命的影響。激素產生化學反應的濃度極其微量，例如雌二醇—激素效果最顯著的雌激素，用10-6

或10-9已經沒有太大的意義，通常用的10-12。因此，激素水平的微小波動對生物有機體也可能帶來災難性后果。正常水平的雌激素會促進發育，但當其過量時，就會引起體內大混亂。第十四頁，共二十五頁。編輯課件對神經(shénjīng)行為的影響化學物質在體內的富集，在導致明顯的身體疾患和畸形之前，就可能引起人類學習能力和行為的重大變化。胚胎期和出生后兩年是腦和神經系統發育的重要時期，在這一時期如果甲狀腺素的水平異常，發育過程就會出現障礙而導致永久性的損害，包括精神癡呆、不太明顯的行為異常、注意力分散、學習能力下降、多動癥。PVB類化學物質可通過干擾甲狀腺素而影響腦的發育，由甲狀腺素異常導致的危害取決于激素干擾的時機和干擾的程度。極低水平—低到通常不認為是有毒的水平—的PCB或二惡英類化合物就可能改變母親和胎兒的甲狀腺功能，由此進一步導致胎兒神經系統的發育障礙。在己烯雌酚與人類行為的相關研究中發現，己烯雌酚可影響個體的性行為取向，受到污染(wūrǎn)的女性有24%具有同性戀傾向。第十五頁，共二十五頁。編輯課件對免疫系統的影響(yǐngxiǎng)上世紀80年代后期，在海洋動物里發生了一連串的疫病，成千上萬的海豹、海豚和鼠海豚遇害。對死亡動物的解剖發現，這些動物的免疫系統都很脆弱，體內都含有高濃度的諸如PCB類的合成化學物質，所有這些物質都是免疫反應(fǎnyìng)的抑制劑。海洋動物大量死亡的原因可能是由于污染物質抑制了免疫系統。和生殖系統一樣，在出生前的發育階段，免疫系統也容易受到環境激素的影響。動物實驗提示：食用含有二惡英的青魚兩年后，海豹出現了免疫機能下降和抗病毒能力減弱等癥狀，T細胞的反應能力也降低了25%—60%。多氯聯苯、有機氯農藥、二惡英可影響人類免疫功能，表現為亢進或抑制。受到己烯雌酚污染的女性更可能發生自身免疫性疾病，和由于免疫系統調節機能缺陷引起的其它疾病。第十六頁，共二十五頁。編輯課件對腫瘤發生的影響(yǐngxiǎng)近20年來，乳腺癌和前列腺癌的發生率在大多數國家急劇上升，例如從1980年到1987年，美國乳腺癌的發病人數猛增了32%，50年前女性患乳腺癌的機會每20人里只有(zhǐyǒu)1個，現在卻是1/8；從1973年到1991年，前列腺癌增加了127%，每年平均上升2.9%。激素在這兩種癌癥中起著重要作用，動物實驗證明：高水平雌激素和前列腺疾病有聯系。很多種類的殺蟲劑和類似的化合物很明顯地影響雌激素代謝，因而導致乳腺癌和其它子宮內膜腫瘤的增加。第十七頁，共二十五頁。編輯課件努力(nǔlì)政府應該制定政策和法律，禁止生產和使用內分泌干擾物類化合物，并從制度和經濟上提供支持，來控制、回收和清除這些化合物。內分泌干擾物對人類的危害所涉及(shèjí)的學科廣泛，需要盡快開展多學科的研究。醫學、生物學、化學、生態學、流行病學、毒理學等學科的學者應該攜起手來，共同來制止環境激素的蔓延與影響。建立安全基準，保護最容易受到危害的胎兒和幼兒。改革農藥和化肥的生產和使用方法，盡量減少化學物質：在畜牧業生產中盡量不使用化學添加劑和激素類物質；重新設計城市的草坪，均勻劃一、不長一根雜草的草坪有餑于大自然豐富多彩的天性。第十八頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術傳統處理工藝傳統處理工藝(絮凝、沉淀、過濾和氯消毒)可以去除約60％的NP（壬基酚與環氧乙烷加成物），主要是通過絮凝吸附和氯氧化兩種途徑實現的，其中氯氧化作用可能大于吸附作用。雙酚A也可以通過氯氧化去除。采用氯氧化技術去除酚類內分泌干擾物的一個很大缺點在于氯化副產物潛在的毒性問題。如NP的氯消毒混合物具有(jùyǒu)雌激素拮抗作用，雙酚A的氯消毒副產物具有雌激素協同作用，且其內分泌干擾作用遠遠大于雙酚A本身。第十九頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術殼聚糖絮凝劑的絮凝作用(zuòyòng)先進行氧化，然后用殼聚糖絮凝處理，氯酚的去除率可達95％以上。用殼聚糖處理多氯聯苯或其他農藥可以取得良好效果。殼聚糖分子單體中的氨基極易形成銨離子，對過渡金屬有良好的螯合作用。用含殼聚糖的三元復合固體絮凝劑處理含Cu30mg／L、Zn15mg／L的混合廢水，Cu和Zn的去除率都可達95％以上。由此可見，采用殼聚糖絮凝劑去除某些內分泌干擾物技術上是可行的。第二十頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術活性炭、膨潤土和沸石的吸附作用活性炭對溶解度小、親水性差、極性弱的有機物，如苯類化合物、酚類化合物等具有較強的吸附能力。活性炭對生化法和其他化學法難以去除的有機物，如形成色度和異嗅的物質、亞甲藍表面活性劑、農藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類等有良好的去除效果。硝酸氧化對活性炭進行改性，能顯著增強活性炭吸附苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有機物的性能。采用顆粒活性炭可以有效去除NP。膨潤土和沸石的主要成分都是硅鋁酸鹽，由于具有可為陽離子和水分子所占據的晶穴，膨潤土和沸石具有較強的吸附性和較高的離子交換能力。膨潤土和沸石在苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯濃度為0.1mg／mL時，平衡吸附量可達35—350mg／kg，經過(jīngguò)溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)改性后對兩者的吸附量將分別提高10倍和40倍。沸石對極性物質如氨氮、三氯甲烷有很好的去除能力，而非極性吸附劑活性炭對大部分有機物有良好的去除效果，兩者的吸附性能具有互補性，可組合使用對微污染原水進行深度處理，改善水質。沸石一活性炭組合工藝對水中苯酚、陰離子洗滌劑(LAS)和三氯甲烷的去除率分別在60％、89％、99％以上。第二十一頁，共二十五頁。編輯課件處理(chǔlǐ)技術高級氧化法（AOP）UV／H2O2體系對三氯酚處理3h后去除率能達100％，對阿特拉津15min后的降解率可達99％；O3/

H2O2體系對去除地下水中苯化合物、鄰