持久性有機(jī)污染物到底有多持久?怎么判定?如何測(cè)算?
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】眾所周知,持久性有機(jī)污染物(以下簡稱POPs)具有四大特征,環(huán)境持久性、生物累積性、遠(yuǎn)距離遷移能力和高毒性。
所謂環(huán)境持久性,指的是POPs難以通過生物降解、光解、化學(xué)降解等被降解,在大氣、水體或土壤環(huán)境中具有較長的存留時(shí)間。
化學(xué)品的環(huán)境持久性到底有何判定標(biāo)準(zhǔn)?又如何來測(cè)算呢?5月17日,在山東省青島市舉辦的“第十七屆持久性有機(jī)污染物論壇暨化學(xué)品環(huán)境安全大會(huì)”主旨報(bào)告環(huán)節(jié),POPs專委會(huì)委員、大連理工大學(xué)陳景文教授分享了最新研究進(jìn)展。
圖為陳景文教授在大會(huì)主旨發(fā)言環(huán)節(jié)作報(bào)告。
環(huán)境持久性判定,把測(cè)算“搬出”實(shí)驗(yàn)室外是巨大挑戰(zhàn)
化學(xué)品在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,提高人類生活質(zhì)量方面,發(fā)揮了重要作用。然而,化學(xué)品的環(huán)境暴露以及在生物體的內(nèi)暴露,也對(duì)人體健康和生態(tài)健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。
化學(xué)品的環(huán)境暴露和生物內(nèi)暴露,與化學(xué)品的環(huán)境持久性密切相關(guān)。防控化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn),防范化學(xué)品成為新污染物,需要評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)化學(xué)品的環(huán)境持久性,從而做到精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污。
然而,測(cè)算化學(xué)品的環(huán)境持久性并非易事。當(dāng)化學(xué)品進(jìn)入環(huán)境成為污染物后,經(jīng)歷多種遷移和轉(zhuǎn)化過程,在大氣、水體和土壤等多介質(zhì)環(huán)境中賦存。在實(shí)驗(yàn)室模擬條件下測(cè)算化學(xué)品的環(huán)境持久性,很難真實(shí)地模擬多介質(zhì)環(huán)境,測(cè)算的結(jié)果距離達(dá)到真正意義上的準(zhǔn)確還有一定差距。
陳景文表示,由于環(huán)境的多介質(zhì)特性、污染物的多過程行為、環(huán)境因子對(duì)污染物行為影響的復(fù)雜性,將實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的降解速率外推至實(shí)際環(huán)境系統(tǒng)是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作,也是當(dāng)前環(huán)境化學(xué)家們持續(xù)攻關(guān)的方向。
另一方面,化學(xué)品種類眾多,在其生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、應(yīng)用、廢物處置等全生命周期中,都會(huì)向環(huán)境中釋放。因此,采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模擬來評(píng)價(jià)化學(xué)品的環(huán)境持久性,不僅效率低、成本高,還存在耗時(shí)長等缺點(diǎn)。
陳景文表示,當(dāng)前,實(shí)驗(yàn)室測(cè)定已難以匹配既有及新化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和新污染物治理的需求,研究高效的持久性預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的新方法、新技術(shù)迫在眉睫。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),構(gòu)建污染物預(yù)測(cè)方法和模型或成新思路
此背景下,陳景文教授提出,可以應(yīng)用環(huán)境計(jì)算毒理學(xué)進(jìn)行化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與管理,基于機(jī)理引導(dǎo)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的路徑,實(shí)現(xiàn)化學(xué)品和新污染物環(huán)境持久性的篩查和預(yù)測(cè)。
所謂機(jī)理引導(dǎo),是從化學(xué)品的環(huán)境多介質(zhì)行為入手,構(gòu)建化學(xué)品在大氣、水體、土壤中的降解轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)的預(yù)測(cè)模型,以及多介質(zhì)環(huán)境模型,來實(shí)現(xiàn)化學(xué)品環(huán)境持久性的模擬預(yù)測(cè)。
而數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),則是基于已有的持久性化學(xué)品清單及數(shù)據(jù),構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型來篩查持久性化學(xué)品。這方面,需要注重?cái)?shù)據(jù)庫的搭建。
陳景文詳細(xì)介紹了團(tuán)隊(duì)在環(huán)境計(jì)算毒理學(xué)方面的研究進(jìn)展,包括模擬預(yù)測(cè)化學(xué)品環(huán)境光化學(xué)持久性、構(gòu)建水解反應(yīng)模型以評(píng)價(jià)水解產(chǎn)物毒性與風(fēng)險(xiǎn)、采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建集成模型用于持久性化學(xué)品的篩查等。研究成果為篩查持久性化學(xué)品,防控其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支持,為幫助評(píng)價(jià)化學(xué)品環(huán)境持久性,助推持久性有機(jī)污染物、新污染物治理提供了新思路。
圖為陳景文教授作報(bào)告。
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