高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展

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1、陈桂葵等：高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展2509高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展陈桂葵，孟凡静，骆世明，黎华寿*华南农业大学热带亚热带生态研究所//华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室，广东广州510642摘要：高氯酸盐是一种无机污染物质，其特点是扩散速度快、稳定性高、难降解，较低浓度的高氯酸盐可干扰甲状腺的正常功能，从而影响人体正常的新陈代谢，阻碍人体正常的生长和发育，其环境污染问题已引起了人们高度关注，成为近年环境科学和医学的研究热点。文章在介绍高氯酸盐的理化性质和用途的基础上，综述了各地水体环境、饮用水以及牛奶、蔬菜等食品中高氯酸盐的污染现状，发现很多国家境内都存在不同程度的

2、高氯酸盐污染，高氯酸盐在中国环境中也是普遍存在的,在污水淤泥、水稻、瓶装饮用水和牛奶中均能检测到；初步探讨了高氯酸盐在土壤和水体中的环境行为，认为环境中高氯酸根离子的降解主要是生化降解，微生物在其降解过程中起主要作用；综述了高氯酸盐对植物、动物、微生物和人体的急慢性毒性效应,指出自然环境中的高氯酸盐浓度很有可能具有慢性毒性；最后就高氯酸盐在生态环境中的检测方法和生物降解等研究前沿进行了展望,为今后高氯酸盐的使用、污染预防及治理提供参考。关键词：高氯酸盐；污染；环境行为；生态毒性；人类健康中图分类号：X171.5文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）06-2503-08陈桂葵等

3、：高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展2509高氯酸盐是一种有毒的无机化学物质，它既有天然存在的，又可以人工进行合成。天然存在的高氯酸盐常用作化肥的原料[1]，人工合成的则广泛应用于诸如皮革加工、橡胶制造、涂料生产、润滑油添加剂等领域，并且是固体火箭推进剂的主要成分[2-5]。以大量生产的高氯酸铵和高氯酸钾为例，高氯酸铵作为氧化添加剂广泛应用于火箭固体推进剂、军工生产、烟火生产和火柴生产中，它也作为一种实验用化学药品被大量使用。加之高氯酸铵的贮藏寿命有限，厂家会定期对原有库存进行淘汰，这就导致大量未经处理的高氯酸盐一次性被排放到环境中去。另外，高氯酸钾还广泛应用于临床治疗免疫系统缺陷造成的甲状

4、腺机能亢进；以及在临床实验中，用以检验甲状腺激素的分泌情况。近年来对高氯酸盐的研究引起了环境学家和卫生学家的极大重视，成为国际上的研究热点，在Nature和Science等权威刊物上都先后报道了高氯酸盐的毒害作用和环境污染问题[6-8]。美国的许多州和环保署（EPA）已经对环境水和饮用水中的高氯酸盐的浓度做出了建议性的临时规定，如California州政府对饮用水中高氯酸根的规定标准由原来的18μg·L-1降低到4μg·L-1，同时EPA建议饮用水中不要含有多于质量分数为1×10-9的高氯酸盐，相当于一个国际标准游泳池中含有一粒盐的浓度，并已将其列为环境污染物候补名单，在修改的污染物监测法规

5、中，将其列为一级监测指标，美国疾病防治中心有毒物质部已经起草了一份风险评估报告，将中等暴露后的安全浓度设定在μg·L–1[9-11]。美国分析化学杂志(AnalyticalChemistry)也已经将高氯酸盐作为一种新型的环境污染物在其综述中单独进行阐述[12-13]。1高氯酸盐的理化性质和用途高氯酸盐每分子含有4个氧，ClO4-离子具有动力学稳定性,其中心原子氯原子从+7价态被还原到其它价态需要外部能量或催化剂的存在,其强氧化性只能在高浓度的强酸条件下才能表现出来。有学者认为这是由于高氯酸盐自身四方体的结构造成的，即氯原子被4个氧原子包围，这种特殊的几何结构也使得高氯酸根-1价的能量被均匀

6、分配,该特性也被认为是其不易与其它成分反应以及在水环境下的溶解度极高的直接原因[2,4,14-15]。由于高氯酸根的物理化学性质极其稳定,水溶性高,多数土壤矿物质对其吸附作用小,所以它在地表水或地下水系中流动性很强，会在自然水系中持续迁移,扩散到排放点以外的区域,从而大范围地对饮用水造成污染,其降解过程往往要用几十年甚至更长时间[3,16]。因此,高氯酸盐是一种持久性污染物质。高氯酸盐是一种有毒化学物质,它通常是以NH4ClO4、KClO4、NaClO4的形式存在，地下水中的ClO4-离子主要也是来自于固体高氯酸钠盐、铵盐和钾盐等的溶解[3]。据美国环保署的统计[17]，美国生产的高氯酸盐每

7、年约有9.08×10-6kg陈桂葵等：高氯酸盐环境行为与生态毒理研究进展2509，其应用的途径大概为：（1）超过90%应用在航天及国防工业，用于火箭及导弹的燃料、军火等；（2）7%用于炸药，包括采矿及清拆建筑物等；（3）1%用于烟火科技，包括烟花、烟雾弹、路边或航海照明弹等；（4）其他用于汽车的安全气袋系统、润滑剂、油漆等。2高氯酸盐的环境行为与污染效应2.1高氯酸盐对水环境和食品的污染由于高氯酸根在水中的溶