EDCs類(lèi)化學(xué)品環(huán)境問(wèn)題
1、前言
環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)是指干擾維持體內(nèi)平衡、生殖、成長(zhǎng)及行為的荷爾蒙的合成、分泌、運(yùn)輸、結(jié)合、作用及消除的外源性物質(zhì),也被稱(chēng)為 “環(huán)境荷爾蒙”(Environmental Hormone),或者譯作“環(huán)境激素”。
環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的研究很早就已經(jīng)出現(xiàn), 20世紀(jì)30年代,在英國(guó)《自然》雜志上就發(fā)表過(guò)兩篇關(guān)于合成雌激素的論文,但是當(dāng)時(shí)人們只注重其應(yīng)用價(jià)值,很少考慮到所合成的化合物進(jìn)入環(huán)境后可能會(huì)對(duì)人類(lèi)及野生動(dòng)物健康帶來(lái)的影響。1960年Carson的《Silent Spring》是環(huán)境科學(xué)上的一個(gè)里程碑,書(shū)中對(duì)DDT等難降解有機(jī)氯類(lèi)農(nóng)藥引發(fā)的生態(tài)災(zāi)難的闡述,引起了全世界公眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注。隨后關(guān)于新合成化學(xué)品危害人類(lèi)及動(dòng)物健康的研究紛紛迅速而廣泛地開(kāi)展起來(lái)。1980s,Colborn發(fā)現(xiàn)生活在污染環(huán)境中的魚(yú)、短吻鱷及鳥(niǎo)的生殖系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的病變。1995年,Minnesota學(xué)生發(fā)現(xiàn)畸形青蛙,接著該州87個(gè)郡中54個(gè)郡出現(xiàn)同類(lèi)報(bào)道,并將照片在Internet上公布,引起震驚。1996年Colborn的《Our Stolen Future》描述了生物體長(zhǎng)期暴露于低濃度的具有類(lèi)激素功能的有機(jī)合成物下的潛在威脅: 生殖生育能力逐漸降低, 最終導(dǎo)致種群滅絕,更引起政府組織、工業(yè)界和科技界的共同矚目。同年,美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)立法敦促EPA開(kāi)展EDCs甄別方法研究,1998年內(nèi)分泌干擾篩選委員會(huì)(EDSTAC)提出篩選計(jì)劃,1999年8月開(kāi)始執(zhí)行,歐共體各成員國(guó)和幾大跨國(guó)化工公司也開(kāi)展了EDCs的研究計(jì)劃。
當(dāng)前,對(duì)環(huán)境化學(xué)物內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的研究已成為探索人類(lèi)生殖障礙、發(fā)育異常、某些癌癥及有關(guān)生態(tài)效應(yīng)的最富活力的生長(zhǎng)點(diǎn)之一。內(nèi)分泌干擾物問(wèn)題已經(jīng)得到許多國(guó)家政府和有關(guān)國(guó)際組織的高度重視,被視為與臭氧層破壞、全球氣候變暖一樣的世界范圍的重大環(huán)境問(wèn)題。
2、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物來(lái)源及分類(lèi)
環(huán)境內(nèi)分泌干擾物廣泛存在于空氣、水以及土壤等介質(zhì)中,它們可以由人為產(chǎn)生或自然地產(chǎn)生,而且其影響能從多種來(lái)源發(fā)生。其人為源主要包括:在空氣介質(zhì)中,垃圾焚燒、汽車(chē)尾氣、烹調(diào)油煙、農(nóng)藥噴施以及化工生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)物;水環(huán)境介質(zhì)中,農(nóng)藥、化肥的大量使用,工業(yè)固體廢棄物的隨意堆放以及垃圾填埋物滲濾液,有機(jī)廢水的隨意排放等;土壤介質(zhì)中,農(nóng)藥和化肥的大量使用。
目前,影響較大的已知與懷疑的內(nèi)分泌干擾物名單主要有日本環(huán)境廳的《關(guān)于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的戰(zhàn)略計(jì)劃’98》(67種,1998年)、世界自然基金會(huì)的《環(huán)境中被報(bào)告具有生殖和內(nèi)分泌干擾作用的化學(xué)物質(zhì)清單》(125種,1999年)、美國(guó)環(huán)保局的《與在動(dòng)物和人體中或在試管中的內(nèi)分泌系統(tǒng)效應(yīng)有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)初步清單》(75種,1997)、美國(guó)Our Stolen Future網(wǎng)站的《具有內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的普遍污染物清單》(86種,2002)。
3、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的遷移與暴露
環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)來(lái)源廣泛,多具有親脂性、不易降解、殘留期長(zhǎng)等特點(diǎn),能長(zhǎng)久地滯留于空氣、水和土壤中,強(qiáng)烈地吸附于顆粒物上,借助食物鏈放大作用不斷富集而最終危害人類(lèi),同時(shí)影響生態(tài)環(huán)境。正因?yàn)槿绱,EDCs污染問(wèn)題才日漸成為世界各國(guó)高度重視的問(wèn)題。由于EDCs存在毒性作用,它們?cè)谑褂煤筮M(jìn)入環(huán)境,本身就對(duì)環(huán)境造成污染,加上其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離的遷移輸送,從而把污染范圍擴(kuò)大,可能造成區(qū)域尺度乃至全球尺度的污染。EDCs進(jìn)入環(huán)境后,可以通過(guò)吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等過(guò)程進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。
EDCs通常借助大氣環(huán)流及洋流由低緯度地區(qū)轉(zhuǎn)移到高緯度及極地生態(tài)系統(tǒng)。多年來(lái)對(duì)不同穩(wěn)定性的有機(jī)化學(xué)物品在全球內(nèi)沉積的觀察表明,在一些被認(rèn)為是很原始的地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了這些物質(zhì)。Iwata等(1993)在1989-1990年中測(cè)定分析了HCHs(六氯環(huán)己烷)的濃度,發(fā)現(xiàn)HCHs在北半球海洋空氣和表層海水中的濃度要高于南半球,并且在靠近極地地區(qū)的濃度要高于中低緯度地區(qū)。同時(shí),一些污染物可以以不同的狀態(tài)在三種介質(zhì)中進(jìn)行遷移,空氣中的污染物可以通過(guò)沉降進(jìn)入水體和土壤,水體和土壤中的污染物可以通過(guò)揮發(fā)進(jìn)入空氣,水體中的污染物則可以通過(guò)滲透進(jìn)入土壤。除此以外,生物遷徙是另外一種更有效的遷移途徑,也就是所謂的食物鏈富集。由于這種富集作用,生物遷徙造成的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的再分配比大氣環(huán)流和洋流具有更重要的生態(tài)學(xué)意義。對(duì)于內(nèi)分泌干擾物而言,不同種類(lèi)物質(zhì)有著不同的來(lái)源與暴露途徑,相應(yīng)的就會(huì)有不同的作用位置(包括器官和組織)和效應(yīng)。
4、EDCs對(duì)野生動(dòng)物及人類(lèi)的影響
4.1 EDCs 對(duì)野生動(dòng)物的影響
細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和野生動(dòng)物的暴露研究顯示EDCs類(lèi)物質(zhì)會(huì)影響動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng),主要是導(dǎo)致生殖和發(fā)育方面的畸形發(fā)展,如雌雄兼性、生殖系統(tǒng)畸形、癌變和性行為異常等。Steinmetz等研究發(fā)現(xiàn),生活在英國(guó)某城市排污口的雄性魚(yú)有雌雄兩性特征,壬基酚等被認(rèn)為是主要原因。Strape等發(fā)現(xiàn)給母鼠飲用含有溴化聯(lián)苯(BBP)和有機(jī)磷(10-1000ug/L)的水3個(gè)星期,它雄性后代陰莖的大小和精子的生成受到顯著的影響。其次,EDCs類(lèi)物質(zhì)也影響生物體的免疫和神經(jīng)系統(tǒng),對(duì)幼體影響更大。如:海豚的免疫功能下降和感染發(fā)病率增高與其血中高濃度的多氯聯(lián)苯(PCBs)和DDT有關(guān)。Dam報(bào)道,給予1-4天齡的小鼠1mg/kg(產(chǎn)生最小的AChE抑制)的敵死稗,小鼠大腦和前腦DNA的合成大量減少。Whitney發(fā)現(xiàn)出生1-4天或11-15天的小鼠暴露于敵死稗下,腦干和前腦中RNA的濃度發(fā)生變化。Tyler對(duì)魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物的流行病學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物或細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了總結(jié),認(rèn)為生物在胚胎或發(fā)育階段受到污染物的暴露,成年后會(huì)有一系列的異常表現(xiàn),如:血中激素水平異常、受孕率下降、性行為改變、免疫系統(tǒng)損傷、雌雄兼性、生殖系統(tǒng)癌癥增加、子宮畸形和骨密度下降等。EDCs對(duì)動(dòng)物健康的影響不只是損害個(gè)體健康,還可能導(dǎo)致種群的下降。1980年,Tower化學(xué)品公司向佛羅里達(dá)州Apopka湖里排放大量DDT及其代謝物DDD和DDE,造成美洲鱷種群的明顯下降。1980-1984年,幼年鱷魚(yú)數(shù)量下降90%,從1984年開(kāi)始,湖中可發(fā)育的鱷魚(yú)卵數(shù)量也明顯下降.
4.2 EDC 對(duì)人體健康的影響
人體長(zhǎng)期暴露于低濃度化學(xué)品的有害影響在近十年間受到了重視,人們接觸EDC的途徑多種多樣如: 污染的食品、水和大氣,家用和工業(yè)化學(xué)品等。有關(guān)人體受損害的數(shù)據(jù)還很少,但已經(jīng)出現(xiàn)令人擔(dān)憂(yōu)的趨勢(shì)。EDCs對(duì)人體健康的影響也同樣體現(xiàn)在對(duì)生殖機(jī)能、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)的損害上。
研究表明,環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致男性睪丸發(fā)病率增加、精子數(shù)下降。在1979-1991年間,英國(guó)和威爾士的睪丸癌發(fā)生率增加了50%,1991年又增1137個(gè)病例。Skakkebaek等認(rèn)為胎兒在睪丸形成期間暴露于EDC物質(zhì)是發(fā)病原因;1997年Swan等重新分析數(shù)據(jù)指出,在1971- 1990年間,歐洲男性精子密度以每年3.1×106/ml的速率下降,而據(jù)居我國(guó)的調(diào)查顯示,1981-1996年的16年間,北京、上海、天津等地萬(wàn)余名健康男性的精液量、精子數(shù)量、精子活動(dòng)率分別下降了10.0%、18.6%、10.4%。目前,我國(guó)每8對(duì)夫妻中就有1對(duì)不育,而西方發(fā)達(dá)國(guó)家約有20%的夫婦苦于沒(méi)有孩子。對(duì)于女性的影響表現(xiàn)為乳腺癌、子宮腫瘤發(fā)病率提高,絕經(jīng)期提前。1940年以來(lái),美國(guó)的乳腺癌發(fā)病率每年遞增1%,1945-1980 年間,丹麥的乳腺癌發(fā)病率已增加了50%。Nira發(fā)現(xiàn)每年新增病例18 000個(gè)。發(fā)病率的增加與DDT、二惡英和PCBs的暴露有關(guān);Shapiro從流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),絕經(jīng)后用激素治療的婦女,類(lèi)激素的暴露增加了子宮腫瘤發(fā)生率。Colditz認(rèn)為長(zhǎng)期暴露于環(huán)境雌激素是子宮癌和其他腫瘤的一個(gè)主要致病因素;Hoyer認(rèn)為是環(huán)境污染物對(duì)卵母細(xì)胞的破壞作用。Abraham認(rèn)為使婦女子宮發(fā)育提前終止的EDC能夠破壞性激素的來(lái)源,干擾靶器官和神經(jīng)內(nèi)分泌激素反饋的平衡。也有人研究了環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)對(duì)兒童的影響,包括兒童癌癥發(fā)病率增加,出生缺陷兒童增多,提前進(jìn)入青春期,男女出生比例變化等。Dolk發(fā)現(xiàn)生活在有毒廢棄物附近的婦女,其嬰兒出生缺陷率是遠(yuǎn)離毒物婦女的3倍多。Boyce已證實(shí)母親體內(nèi)殘留有高濃度的PCBs或DDE時(shí),其女兒會(huì)提早11個(gè)月進(jìn)入青春期。進(jìn)入青春期早的女孩子比青春期晚的女孩子乳腺癌發(fā)生率更高。Davis證實(shí)了這一看法,意大利的Seveso在1976年曾發(fā)生過(guò)二惡英污染事故,隨后8 年里受暴露最多的9對(duì)夫妻生了12個(gè)女孩而無(wú)一男孩。1993年學(xué)齡前兒童氣喘病患者是1979年的5倍。
5、我國(guó)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)污染及研究展望
據(jù)仲維科等報(bào)告,我國(guó)每年施用農(nóng)藥達(dá)50~60萬(wàn)噸,其中約80 %的農(nóng)藥直接進(jìn)入環(huán)境。我國(guó)1999年各類(lèi)農(nóng)藥年產(chǎn)總量為42萬(wàn)噸之多,其中殺蟲(chóng)劑占77.76 %,而且由于混配農(nóng)藥生產(chǎn)和農(nóng)藥的配伍使用,環(huán)境中可能存在著多種EDC,起著一定的相加作用。上述這些數(shù)字表明, 我國(guó)可能是EDC污染的大國(guó)。隨著環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的環(huán)境影響日益凸顯,我國(guó)也越來(lái)越重視相關(guān)研究,但相對(duì)國(guó)外來(lái)說(shuō),我國(guó)目前的研究還剛起步,應(yīng)在日后加強(qiáng)對(duì)其毒性機(jī)理的研究,并且相對(duì)于定性研究而言,環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)對(duì)環(huán)境影響的定量化研究更為迫切和必要。
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收稿日期:2011-05-23
作者簡(jiǎn)介:錢(qián)英暉(1978-),男,助理工程師,研究方向:環(huán)境工程。
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