持久性有毒污染物（Persistent Toxic Substances,下稱PTS）、臭氧層破壞、溫室效應，一起并稱為21世紀影響人類生存與健康的三大環境問題。

 

正是由于具有持久性和高毒性污染物在全球的普遍存在，它們所導致的污染問題已經引起國際環境保護組織、各國政府和民眾的高度關注。

 

“世紀之毒”二惡英既是毒性最強的化合物之一，也是PTS的典型代表。在上世紀60、70年代的越南戰爭中，美軍為了消除掩護越軍的天然屏障——熱帶雨林，曾在越南境內大量投放落葉劑（有效成分是二惡英），戰后兩國頻現殘疾、癌癥和發育不健全的受害者。

 

1999年發生在比利時的雞飼料污染事件波及全球，直接經濟損失高達14億歐元，造成該國政局的動蕩和政府的垮臺。而這些事件的罪魁禍首都是二惡英。

 

為了讓人類遠離污染的毒害，各國相繼開展了PTS的研究。PTS也得到了中國科學家的高度關注。然而，PTS研究，正如“拼圖”一般錯綜復雜、千頭萬緒，研究過程極為不易。

 

已評審通過2011年度國家自然科學獎二等獎的“典型持久性有毒污染物的分析方法與生成轉化機制研究”，在中國科學院院士、生態環境研究中心研究員江桂斌等科研工作者的努力推動下，發展了若干新的污染物的富集與分析方法，探明了二惡英等污染物的生成轉化機制，使“拼圖”的空白與區塊得到了填補與整合。

 

全球行動防控PTS

 

國際上，環境保護已經從常規大氣污染物、水體常規污染物治理和重金屬污染控制發展到痕量持久性有毒污染物的削減。無論是國際公約中確定的12類持久性有機污染物（Persistent Organic Pollutants），還是美國環境保護局確定的12類持久性生物富集和有毒化學品（Persistent Bioaccumulative & Toxic Chemicals），以及環境內分泌干擾物（Environmental Endocrine Disruptors）的研究都與持久性有毒化學污染物密切相關。

 

面對挑戰，國際社會也出臺了一些指導性文件，并發起了一些具有建設性的行動。2001年近百個國家和地區的代表在斯德哥爾摩簽訂協議（《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，簡稱斯德哥爾摩公約），采取具體行動控制首批提出的12種(類)持久性有機污染物。

 

目前已有156個國家加入了該公約，其列舉的持久性有機污染物清單，已由最初的12類擴展為22類。中國于2004年開始履行該公約所規定的義務。2007年4月14日，國務院批準了由環保部會同外交部、發改委、財政部、科技部等13個相關部委組織編制的《中國履行〈關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約〉國家實施計劃》。

 

從1980年開始，國際上每年均召開“持久性有機污染物國際研討會”，又稱“二惡英大會”，是持久性有機污染物研究領域影響最大的學術會議。2009年，中國成為舉辦該會議的第一個發展中國家，來自世界上44個國家和地區的近1100名代表參加了大會，會議的成功舉行得到各國科學家的好評，主辦者正是江桂斌團隊。

 

前沿成果助力國家履約

 

PTS研究的復雜性，相較拼圖可謂有過之而無不及。

 

首先，PTS的“微量”特點，對研究方法的精確提出了很高要求。其次，PTS在種類上的多樣性，進一步加重了研究的復雜性。PTS的研究涉及分析方法、生成轉化機制、毒性效應、控制原理等多個方面，只有將這些零散的“拼圖”有機結合起來，才能夠形成較為系統完整的成果，讓各項研究產生“1+1＞2”的協同效應。

 

中國作為經濟快速增長的發展中國家，目前正面臨比工業發達國家更加復雜的環境問題。斯德哥爾摩公約附件C列出的17類有可能產生二惡英類的工業來源，中國幾乎存在所有潛在來源。盡管國家已禁止使用DDT等有機氯農藥，但環境中仍然發現有DDT等農藥類污染物的環境輸入跡象。

 

以江桂斌為首的研究團隊，一直致力于PTS的綜合研究。該項目“典型持久性有毒污染物的分析方法與生成轉化機制研究”取得的許多前沿成果覆蓋了該領域研究的多個方面。

 

在PTS的分析方法方面，該項目提出將離子液體作為樣品萃取溶劑，發展了綠色的、高效的樣品前處理技術。此外，基于碳納米管對PTS的優良富集特性，該項目提出用碳納米管作為固相萃取填料，用以直接富集PTS，拓展了納米材料在環境分析領域的應用。

 

另外，該項目對多種新的持久性有機污染物進行了研究，并發現電子類垃圾的拆解已造成區域土壤的嚴重污染。還利用定量構效關系，預測了多溴聯苯醚的毒性，為毒理學研究提供了有參考價值的毒性數據，為獲取多溴聯苯醚的毒性數據提供了新途徑。

 

為了幫助國家更好地履行斯德哥爾摩公約，該團隊還承擔了環保部的“中國二惡英清單調查”項目，提出了中國二惡英排放清單。該清單由中國政府提交給聯合國，成為國家履約的依據。該項目組還負責編寫了《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2001），用以指導垃圾焚燒行業健康發展。

 

對PTS的全方位研究，不僅使該領域“拼圖”上的空白與區塊得到填補與整合，更啟迪了獨特的研究思想，激發了敢為人先的創新活力。江桂斌團隊該項目共發表SCI收錄論文200余篇，被正面引用3405次，有三篇代表性論文的引用次數超過200次。從這些數據中，足見該項目的深度、廣度與影響力。

 

厚積薄發，再造輝煌

 

此前，該團隊就已經走過許多重要的歷程，積累了系統的研究成果。

 

2001年，江桂斌與同事鄭明輝領導建立了二惡英實驗室。在國際上首次實現了一次提取即可同時分析二英類、多氯聯苯、多溴聯苯醚三類污染物，大幅降低了樣品前處理成本和時間。鄭明輝還以其研究證明：添加阻滯劑，可以有效阻滯垃圾焚燒過程中二英類污染物的生成。國際專利組織評價該發現“具有新穎性、創造性和工業實用性”。

 

2005年，江桂斌團隊建立的二惡英實驗室被聯合國環境規劃署命名為“持久性有機污染物監測示范實驗室（Pilot Laboratory）”（亞洲唯一一個相關實驗室）。他們還先后舉辦了多期“全國環境與食品分析技術培訓班”，為國內9個二惡英實驗室培訓了業務骨干，在推動中國痕量PTS檢測技術進步，加快標準化和國際化進程方面發揮了重要的作用。

 

“做科學研究，既要關心國際學科前沿，也要聯系國內實際，”江桂斌說，“我們應該爭取實現兩者的統一”。因此，為了將自己的研究與國家需求結合起來，江桂斌團隊在云南、浙江、湖北等相關污染較重的地區制定了長期的研究計劃，深入開展環境污染與健康研究。

 

經過多年的努力，江桂斌團隊的PTS研究，已在國際上占據了一席之地，該團隊的研究成果也產生了重要的國際影響。最新的統計數據表明，2006~2010年，中國學者發表的有關持久性有機污染物論文數和引文數量均位居世界第二，僅次于美國，而在該領域發表SCI論文數最多的世界前10名機構中，中國科學院生態環境研究中心位居第二，也是國內發表論文數最多的單位。這些都與江桂斌團隊的努力分不開。

 

如今，江桂斌團隊既保持著科學家的謙遜，也懷揣著科學家的雄心。江桂斌透露，未來，他們將對新型化學污染物給予更多關注。“現在國際上重點研究的污染物，無一例外都是外國人首先發現的。我們下一步的目標，是發現對中國環境具有重要影響的新型污染物，并使其在更大范圍上得到系統研究，產生重要影響。”江桂斌說，“只要有耐心和信心，實現這個目標將大有希望。”■

 

《科學新聞》 (科學新聞2012年第2期 焦點)