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(huán)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(jīng)引起國際環(huán)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(zhàn)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(nèi)大量投放落葉劑（有效成分是二惡英），戰(zhàn)后兩國頻現(xiàn)殘疾、癌癥和發(fā)育不健全的受害者。
1999年發(fā)生在比利時的雞飼料污染事件波及全球，直接經(jīng)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(zhuǎn)化機制研究”，在中國科學院院士、生態(tài)環(huán)境研究中心研究員江桂斌等科研工作者的努力推動下，發(fā)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(zhuǎn)化機制，使“拼圖”的空白與區(qū)塊得到了填補與整合。
全球行動防控PTS
國際上，環(huán)境保護已經(jīng)從常規(guī)大氣污染物、水體常規(guī)污染物治理和重金屬污染控制發(fā)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(huán)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(huán)境內(nèi)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(zhàn)，國際社會也出臺了一些指導性文件，并發(fā)起了一些具有建設性的行動。2001年近百個國家和地區(qū)的代表在斯德哥爾摩簽訂協(xié)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(guī)定的義務。2007年4月14日，國務院批準了由環(huán)保部會同外交部、發(fā)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(shù)會議。2009年，中國成為舉辦該會議的第一個發(fā)展中國家，來自世界上44個國家和地區(qū)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(zhuǎn)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(jié)合起來，才能夠形成較為系統(tǒng)完整的成果，讓各項研究產(chǎn)生“1+1＞2”的協(xié)同效應。
中國作為經(jīng)濟快速增長的發(fā)展中國家，目前正面臨比工業(yè)發(fā)達國家更加復雜的環(huán)境問題。斯德哥爾摩公約附件C列出的17類有可能產(chǎn)生二惡英類的工業(yè)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(nóng)藥，但環(huán)境中仍然發(fā)現(xiàn)有DDT等農(nóng)藥類污染物的環(huán)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(zhuǎn)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(fā)展了綠色的、高效的樣品前處理技術(shù)。此外，基于碳納米管對PTS的優(yōu)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(huán)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(fā)現(xiàn)電子類垃圾的拆解已造成區(qū)域土壤的嚴重污染。還利用定量構(gòu)效關系，預測了多溴聯(lián)苯醚的毒性，為毒理學研究提供了有參考價值的毒性數(shù)據(jù)，為獲取多溴聯(lián)苯醚的毒性數(shù)據(jù)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(huán)保部的“中國二惡英清單調(diào)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(lián)合國，成為國家履約的依據(jù)。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(yè)健康發(fā)展。
對PTS的全方位研究，不僅使該領域“拼圖”上的空白與區(qū)塊得到填補與整合，更啟迪了獨特的研究思想，激發(fā)了敢為人先的創(chuàng)新活力。江桂斌團隊該項目共發(fā)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(shù)超過200次。從這些數(shù)據(jù)中，足見該項目的深度、廣度與影響力。
厚積薄發(fā)，再造輝煌
此前，該團隊就已經(jīng)走過許多重要的歷程，積累了系統(tǒng)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(xiàn)了一次提取即可同時分析二英類、多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)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(fā)現(xiàn)“具有新穎性、創(chuàng)造性和工業(yè)實用性”。
2005年，江桂斌團隊建立的二惡英實驗室被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署命名為“持久性有機污染物監(jiān)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(huán)境與食品分析技術(shù)培訓班”，為國內(nèi)9個二惡英實驗室培訓了業(yè)務骨干，在推動中國痕量PTS檢測技術(shù)進步，加快標準化和國際化進程方面發(fā)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(lián)系國內(nèi)實際，”江桂斌說，“我們應該爭取實現(xiàn)兩者的統(tǒng)一”。因此，為了將自己的研究與國家需求結(jié)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(qū)制定了長期的研究計劃，深入開展環(huán)境污染與健康研究。
經(jīng)過多年的努力，江桂斌團隊的PTS研究，已在國際上占據(jù)了一席之地，該團隊的研究成果也產(chǎn)生了重要的國際影響。最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2006~2010年，中國學者發(fā)表的有關持久性有機污染物論文數(shù)和引文數(shù)量均位居世界第二，僅次于美國，而在該領域發(fā)表SCI論文數(shù)最多的世界前10名機構(gòu)中，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心位居第二，也是國內(nèi)發(fā)表論文數(shù)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(xiàn)在國際上重點研究的污染物，無一例外都是外國人首先發(fā)現(xiàn)的。我們下一步的目標，是發(fā)現(xiàn)對中國環(huán)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(tǒng)研究，產(chǎn)生重要影響。”江桂斌說，“只要有耐心和信心，實現(xiàn)這個目標將大有希望。”■
《科學新聞》 (科學新聞2012年第2期 焦點)