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环境激素及其危害

环境激素及其危害

更新时间:2011-11-18 11:50 来源:(绥化学院,黑龙江绥化152061) 作者: 王佩华 

人们对“激素”一词并不陌生。然而,对“环境激素”还不很了解。环境激素是环境中的激素类似物,分子结构与人体内激素的分子结构非常相似,当它们进入人体后,就会轻而易举地与激素受体结合,这些冒名顶替者混杂其中,鱼目混珠,诱使机体渐渐改变某些生物化学反应。干扰正常的生理代谢、内分泌、生殖机能,引起种种负面的生物学效应。环境激素系指由于人类生产、生活时而释放到环境中的某些有害化学物质,它在人体和动物体内发挥着类似于雌激素的作用,通常称为“外因性内分泌干扰物质”,干扰体内正常分泌的激素,环境激素已成了环境科学研究领域中的热门课题。人类自1939年发现DDT的杀虫效果,到1950年发现DDT显示活性雌性激素特征,1968年发现DDT对哺乳动物和鸟类产生雌性激素影响,1972年DDT禁产,世界卫生组织WHO)指出化学物质造成内分泌紊乱。1996年由美国副总统戈尔作序的环境著作“Our Stolen Future”(《被偷窃的未来》)出版,环境激素这个环境名词再度引起各国的关注,NEP、WHO等以及一些发达国家相继投入大量的人力物力在环境激素的筛选认定、全球范围内的环境中存在状况和污染识别分析技术、对人类及野生动物的影响及作用机理、环境介质中的迁移、转化和归宿,以及有关环境激素的全球性污染控制策略制订、污染消除技术开发等方面作了逐步深入的研究。在我国环境激素的研究还刚刚起步。早在1977年,日本学者就提出“环境激素”这个词,但没有引起广泛的注意。1996年,美国环境记者戴安.达玛诺斯在西方首先提出“环境激素”这个名词。她认为“环境激素” 并不直接作为有毒物质给生物体带来任何异常影响,而是以激素的面貌对生物体起作用,“环境激素”也译作“环境荷尔蒙”。学术上命名为“内分泌干扰物质”,人体内有八类激素,所以有人把环境激素称为“第九类激素”。尽管他们在环境浓度极小,但是一旦进入人体和动物体内,可以与特定的激素受体结合,进而诱导产生雌激素,或者进一步与生物体DNA特定的片断结合,使DNA排序或构象发生变化,干扰内分泌系统的正常功能,导致生殖器畸形、精子数量减少、乳腺癌发病率上升等现象。近年来,持久性有机污染物(Persistent Organic Poilu—tants,缩写为POPs)及其对人类健康和野生动物的危害也越来越被人们所认识。2001年5月23日,包括中国在内的127个国家和地区的环境部长和高级官员在斯德哥尔摩签署了一项国际公约,决定在世界各地禁止或限制使用12种持久性有机污染物。而这12种有机污染物均属于被怀疑的环境激素物质,它们分别是艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕、六氯苯、多氯联苯、多氯二苯并二恶英(PCDD)简称二恶英和多氯二苯并呋喃(PCDF)。禁用的12种持久有机污染物中8种是属于有机氯杀虫剂,即滴滴涕、艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚊灵和毒杀芬。由此可见,环境激素污染越来越引起全世界的关注。            

1.环境激素的种类滴滴涕、氯丹、汞、镉、酞酸酯、垃圾焚烧场排出的剧毒物质二恶英、苯己烯、氯联苯、石棉以及防止海藻和贻贝附着在船底上的三丁锡、三苯锡等70多种有害物质被怀疑是环境激素。       

1.1农药          

1.1.1除草剂甲草胺(杂草索、澳特拉索)、杀草强(氨三唑)、阿特拉津(莠去津)、草克净、除草醚、氟乐(茄科宁)、2,4一滴(2,4一二氯苯氧乙酸)、2,4,5一涕(2,4,5一三氯苯氧乙酸)、嗪草酮等。

1.1.2杀虫剂p一六氯化苯(p一六六六)、氯丹、硫丹、西维因(胺甲萘)、开乐散、开乐散、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵、对硫磷、多虫(乙肪威、甲胺叉威)、毒杀酚(氯化莰)、甲氧滴滴涕、林丹(1一六六六)、苄氯菊酯、七氯(七氯化茚)、七氯环氧化物、拟除虫菊酯类等。

1.1.3杀线虫剂滴灭威(丁醛肪威)、呋喃丹、1,2一二溴一3一氯丙烷。

1.1.4杀真菌剂苯菌灵、多菌灵、六氯苯、代森锰、代森锌、代森锰锌、美新(锌来特,什来特)等。1.2工业有机化合物苯并(a)芘、二苯酮、双酚A(2,2一双酚基丙烷)、烷基酚、正丁苯、邻苯二甲酸丁苄酯、2,4一二氯苯酚、酞酸二环己酯(邻苯二甲酸二环己酯)、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二(2一乙基己基)酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二丙酯、八氯苯乙烯、多氯联苯类、五氯苯酚、三丁基氧化锡、2,3,7,8一四氯二恶英等。1.3重金属铅、镉、汞。1.4天然或合成的激素药物己烯雌酚、雌三醇、雌酮、雌二醇等。1.5植物雌激素拟雌内酯、芒柄花黄素等。

2.环境激素的主要危害               

环境激素同地球变暖、臭氧层遭到破坏一样,已成为全球性环境大问题。目前已知最主要的环境激素是二恶英,这是二苯基一1,4一二氧六环及其衍生物的通称。其中,2,3,7,8一四氯代二恶英(TCDD)和多氯代二恶英(PCDD)较常见,它们是迄今已知毒性最强的一类化合物,为氰化钠的100倍,砒霜的900倍,它们也是强致癌物,其致癌性比黄曲霉素高10倍,被国际癌症研究中心列为人类一级致癌物。它有生殖毒性、免疫毒性及内分泌毒性。二恶英的生物积累效应非常强,由于在食物链中富集,所以90%是通过食物物进入人体的。二恶英主要来自垃圾焚烧、农药及含氯有机物的高温分解或不完全燃烧。目前我国生产五氯酚和五氯酚钠产品中杂质二恶英类物质的年产量约90kg。在我国江西使用五氯酚钠杀灭钉螺,有的湖泊底泥的土壤中二恶英残留量比非疫区高出4—900倍,对疫区人群健康构成巨大威胁。1976年7月10日,意大利赛维索农药厂发生爆炸,大量杂质二恶英泄漏,造成轰动世界的污染事件。该厂工人和附近居民都疏散了,其中不少人已经中毒。人们把方圆1.5公里以内的植物都埋掉。几年以后,当地不断出现一些畸形儿。早在1962年越战期间,美军使用了含二恶英的落叶剂,战后发灭现凡美军喷洒过这类毒剂地区,导致大量妇女流产、婴儿畸形。研究表明,二恶英化学性质稳定,脂溶性好,极易损害人的肝脏特别是生殖系统,男性尤为敏感。1999年,沸沸扬扬的比利时食品污染事件导致比利时政府辞职,原因就在于有人把免费收来的废机油和动物有混在一起,卖给饲料厂,含氯有机物在高温加工过程中产生二恶英,混入饲料中,使大量鸡肉、鸡蛋、牛肉、牛奶、猪肉食品污染,危害整个欧洲,并波及到全世界。环境激素中有40多种是农药,其中的六六六、DDT等已被禁用,但仍有多种还在广泛应用。在农业方面,全世界每年使用的杀虫剂达到250万吨。以苯为原料有机氯杀虫剂六六六、滴滴涕和以环戊二烯为原料有机氯杀虫剂艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵等。从20世纪40年代开始使用滴滴涕和六六六两种有机氯杀虫剂,由于它们防治面广,药效比当时的其它杀虫剂好,还由于它们的急性毒性低,而且残留毒性尚未发现,因而被广泛应用于防治作物、森林和牲畜的害虫。环戊二烯类的杀虫剂虽然发现稍迟,但由于药效稳定持久,防治面广,在许多国家也得到较多的应用。随着这些杀虫剂残毒的发现,它们在环境中的迁移与归宿引起人们的关注。有机氯杀虫剂通过食物链进入人体和动物体,能在肝、肾、心脏等组织中积蓄。由于这类杀虫剂脂溶性大,所以在脂肪中积蓄最多。积蓄的残留杀虫剂也能通过母乳排出,或转移卵黄等组织,影响子代。多氯联苯的物理、化学性质极为稳定,具有良好的电绝缘性和很好的耐热性、脂溶性,一度在工业上得到广泛的应用,在变压器、稳压器和电容器力作绝缘材料;在工业加热或冷却工程中作热载体;还作特种润滑剂和添加剂。多氯联苯可以经过人和动物的皮肤、呼吸道和消化道为机体吸收,广泛分布于全身组织,以脂肪中含量最多。多氯联苯对人的危害最典型的例子是日本1968年米糠油中毒事件。受害者使用倍多氯联苯污染的米糠油而中毒,有痤疮样的皮疹,黄疸,四肢麻木。日本政府正式确认1684名患者,30多人死亡。1978年在台湾彰化又发生米糠油事件。近2000人中毒,53人死亡。以后人们又发现多氯联苯的致癌性。20世纪80年代末期,我国浙江温州、台州地区曾有人虽已拆卸废弃多氯联苯电容器1300台,造成大量多氯联苯流失于现场土壤中, .严重污染了周围环境。目前,就农业生产中污染物而言,FAO(联合国粮农组织)迄今已公布了相关限制标准共2522项,美国则多达4000多项,其它发达国家的控制标准达数百项甚至上千项,而我国农产品质量标准中仅涉及62种化学污染物,所颁布的无公害农产品标准中,也仅规定了农药残留、重金属和硝酸盐含量控制标准,这与发达国家的限制标准不相适应。此外,美国、德国、英国、荷兰等西方国家对PCBs(多氯联苯)、PAHs(多环芳烃)、PCDD/PCDEs(二恶英类)等与人体健康威胁最大的有机污染物(环境激素)也制订了有关的质量控制标准。而我国新近颁布的无公害农产品产地土壤环境质量标准仍是引用现行土壤环境质量标准,且重金属仅限5种,农药仅限六六六和滴滴涕,其它有机污染物未涉及。这种土壤环境质量标准和农产品质量标准,无法与国际接轨。              

2.1 对野生动物的影响             

环境激素对野生动物的影响已被广泛证实,DDT等使鸟类的卵壳变薄从而影响鸟类的孵化率。有些鸟类出现了行为反常,雄鸟不再履行父亲的职责,弃巢而去,而雌鸟则成双成对来抚养双倍的鸟卵,而这些鸟卵却常常不能被孵化。水中的类雌激素类物质导致了雌性化鱼类、雌雄同体鱼的出现。我国武汉东湖的部分鱼类因长期遭受污染。已开始出现雄鱼雌性化的异常现象。以往只在发育成熟的雄鱼体内才有的卵黄蛋白原,如今在一些雄鱼体内也开始发现。据分析,主要原因是湖水中含有两大污染物——邻苯二甲酸酯和烷基酚化合物。另外,根据对野生动物的研究发现,无论雌体或雄体,在其生殖及生殖腺附属器官的形成、功能分化和激素代谢等方面都受到环境激素作用的影响。           

2.2对人类的影响             

2.2.I男婴出生率下降,自70年代以来,加拿大男婴的出生率下降了0.22%,美国下降了0.1%。美国科学家断言这可能是杀虫剂等污染物干扰了人类生殖激素的结果。

2.2.2男性精子数目锐减、精子运动能力低下、精子畸形率上升、男性不育症患者增加以及导致睾丸癌、前列腺癌。90年代,丹麦首先报道了男性精子减少,生殖机能发生异常,通过对近15000名男子进行调查。发现过去50年间,男性成人精液中的精子数量约减少了一半,精液量也减少了25%,他们认为其原因可能是环境激素的影响。

2.2.3女性性早熟、月经失调、子宫内膜症、不妊症、子宫癌、卵巢癌、乳腺癌等的增加。一项对于美国加利福尼亚州农垦密集地区的研究表明,与正常情况下的妇女相比,生活在曾经用过杀虫剂的农田附近的孕妇,其生育过程中更有可能由于先天性缺损而导致流产。

2.2.4人类生殖系统功能下降,目前在西方发达国家,有大约20%的夫妇苦于没孩子。1998年底,中国医疗部门的统计数字表明,目前中国每8对夫妇当中就有一对不育,这个比例比20年前上升3%。           

2.2.5胎儿畸变,经科学家研究发现,育龄妇女长时期受环境激素的污染,会使受孕胎儿畸形的可能性大大增加,使胎儿的五官、肢体或性器官的局部畸形。据报道,1993年,美国一法院判决一家美国化学公司必须向一对夫妇赔偿398万美元,理由是补偿该公司对他们造成的伤害,因为这家公司所生产的名为“班雷特”的杀虫剂是一种环境激素。这对夫妇所生的第二个孩子,一出生就是瞎子.这是因为这对夫妇长期使用“班雷特”带来的影响。据后来的调查表明,这样的病例在美国婴儿中占万分之四。在这之前,“班雷特作为一种杀真菌制剂曾受到许多农户和园艺工人的欢迎。            

2.2.6引起人神经系统的功能障碍、智力低下。

2.2.7青少年犯罪率增加是否与环境激素的浓度增高有关,如今也倍受有关方面的关注。3环境激素的作用机理环境激素类似于激素,其作用方式可能有以下两种:

3.1直接进入细胞内如果环境激素直接进入细胞内,则有可能主要作用于细胞核的酶系统或核酸,从而引起遗传变异,研究表明这种作用方式发生的机率较小。               

3.2作用于细胞外细胞膜上有许多不同种类的受体,能与受体特异性结合的物质称配体,通常情况下,配体与受体的结合是高度专一的。随着化学工业的发展,许多人工合成的化学品,其分子结构与某些配体的分子结构非常相似,当这种物质进入生物体后,很容易与某些受体发生竞争性结合,即环境激素与相应的受体结合,从而启动调控细胞内的某一生化过程,诱使机体关闭或渐渐改变某些生化反应,从而使某些调控机制发生改变。多数情况下,环境激素进入生物体内后,作用于细胞膜,与相应的膜受体结合,从而引起机体的代谢紊乱,使人的机体和生殖系统发生严重的差错和病变。             

4环境激素的监测           

于环境激素在环境污染中“低剂量,长时间”的特性,因此,直接监测往往比较困难。目前在国外正在发展的一种“生物标志物”的监测法能达到监测目的。所谓生物标志物,是指能代表污染程度或污染所造成的生物医学效应的一种或一类物质,是从生物医学监测角度提出的新概念。污染物进人生物体后,其危害作用机理可能不容易弄清楚,但危害所造成的生理、生化变化可能很明显,这些生理、生化指标则可作为健康效应标志物。例如,多氯联苯(PCB)类物质是一类典型的环境激素,进入水体后,可造成水生生物(如鱼类)的雌性化,这时可以在雄性鱼体内检测出“卵黄蛋白”这种物质。因此可以认为,雄性鱼体内的“卵黄蛋白”是PCB污染的“生物标志物”。只要在任何一个水体中的雄性鱼体内检测出卵黄蛋白这种物质,则可以断定,这个水体已遭受比较严重的有机氯化合物的污染。

5.环境激素的控制

加强对人工合成化学物质从生产到使用的管理,提高对环境的监测水平。         

5.1 国家应积极控制高危化学物质,采取谨慎措施,如限制、甚至禁止会导致长期或不可逆转性损害的物质的生产。我国对环境污染和有毒化学品的危害还缺乏全面的调查评价,更谈不上如何有效地控制。国际开展环境激素研究已有0多年,1991年一1998年问已召开了7次关于环境激素的国际会议。我国对环境激素至今没有形成有组织的系统研究。比如目前我国一些大城市正在建设垃圾焚烧厂,我国应吸取发达国家的教训。对大型垃圾焚烧厂应严格把关,焚烧炉和烟气净化设备必须符合要求。           

5.2减少环境激素物质在各个领域的使用,用无毒害的物质来替代合成化学污染物。环境激素与人们的生活关系密切,在已经列为环境激素的黑名单中,有40多种是农药,其中的六六六、DDT等目前已被禁用,但仍有多种还在广泛应用。在农业方面,许多美国农民开始采用害虫综合治理技术,用天敌杀虫,将使用杀虫剂作为下策,结果不仅降低了成本,还增加了农作物产量,值得借鉴。           

5.3 开展环境激素降解技术科研。例如,加拿大研究人员开发出一种生物方法可有效降解滴滴涕,这种技术主要利用了土壤中天然存在的能分解滴滴涕的细菌,通过土地翻掘并施加特定比例的牛粪、鸡粪、废纸或废草等有机肥料,为这些细菌营造有利的繁殖环境,加速分解过程。利用这种技术对美国佛罗里达1.6万立方米的污染土壤进行处理,结果发现该技术能将其中90%以上的滴滴涕分解为水、二氧化碳和盐分等无害物。             

5.4研究开发有阻断微量有害污染物的实用新技术。微量毒害有机污染物水溶性低、脂溶性强,可以富集于生物体,尤其是在生物脂类中含量大大提高,因而可以通过食物链富集放大几十、上百、甚至上万倍而危害食物终端的生物,哺乳动物和人类是最大受害者。微量毒害物对人体健康的危害主要是低剂量长期、甚至隔代遗传的暴露,暴露途径主要是饮水、空气和食物,因此研究开发有效阻断或减少通过这些暴露于微量毒害污染物的实用新型技术和产品将是十分有意义的。              

6 日常生活中的预防措施污染物

环境激素垃圾的燃烧物 一 二恶英污染物 环境激素垃圾的燃烧物 一 二恶英聚碳酸酯制的餐具 一 双酚A农药(杀虫剂、除草剂) 一DDT方便面纸杯容器 一 苯乙烯类聚乙烯塑料包装薄膜 一 邻苯二甲酸酯类              
6.1不要用发泡方便面碗和一次性塑料杯,因为其中含有能溶出苯乙烯的单体和低聚物,它是一种致癌的环境激素。               

6.2包装食品的塑料薄膜要选择聚乙烯的,而不要选择聚氯乙烯的。不用聚氯乙烯包装材料在微波炉中加热食品,聚 氯乙烯在生产过程中的增塑剂邻苯二甲酸酯,也是具有代表性的环境激素。选用包装材料时,应选用比较完全的聚乙烯制品。               

6.3不要购买一些塑料婴儿用品和儿童玩具。用聚碳酸酯制造的奶瓶在高温下能释放出双酚A,奶瓶最好使用玻璃制造的。双酚A是聚碳酸酯、环氧树脂、聚酚氧的原料,婴儿用品很多是塑料制品,有人在聚碳酸酯的塑料奶瓶里倒进开水,水里双酚A的含量为3.1—5.5微克/毫升。另外,目前大多数玩具也使用了聚苯乙烯。         

6.4对含有激素的药要仅用,如口服避孕药。这种物质从服用者的尿中流到河川后,造成的激素作用是双酚A的1万倍。             

6.5避免食用近海鱼虾贝类或鱼内脏。                

6.6尽可能多吃谷物和蔬果,这有助于将环境激素排出体外。如经常食用糙米、荞麦、菠菜、萝卜、小米和圆白菜,容易使环境激素二恶英从体内排除。中日两国学者的一项联合研究成果表明,饮茶有助于将体内的环境激素排出体外,让实验鼠连续饮用2个月的茶水,能使实验鼠肝脏、胰脏、睾丸及副睾丸等内脏中的环境激素完全排出体外。

参考文献               

[1]任仁.大学化学.环境激素的种类和污染途径.北京:北京大学出版社,2001.(5)28—32           

[2]吴琦.化学教育.白色污染.北京:北京师范大学出版社.1997.(4)2—5           

[3]任仁.大学化学.斯德哥尔摩公约.禁用的12种持久性有机污染物.北京:北京大学出版社,2003,(3)37—41                

[4]任仁.大学化学.警惕邻苯二甲酸酯污染.北京:北京大学出版社,2003.(6)33—36

[5]丘东茹.吴振斌.贺锋.环境科学研究.内分泌干扰化学品对动物的影响和作用机制.北京:中国环境科学出版社,2000.(6)52—55         

[6]出云谕明.威胁人类存亡的定时炸弹一环境荷尔蒙.深圳:海天出版社.1999

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