典型污染物转归与效应

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1、第五章典型污染物的转归与效应2§5.1重金属元素有毒重金属是指非人体必需又有害的重金属元素和化合物，在人体中只有少量存在但对正常代谢作用产生灾难性的影响。有毒重金属来自于矿物冶炼，材料加工和制成品应用等发生源，通过各种渠道散入环境。第五章典型污染物的转归与效应重金属毒物对人体的毒害程度与其种类、存在的化学形态、进入人体的途径及受害人体的情况不同。一般以单质形式存在，通过饮食进入人体呈低毒性，以阳离子或有机态形式存在具有高毒性。第五章典型污染物的转归与效应重金属中毒机理：含巯基（-SH）的酶与外来重金属的反应：2R-S-H+M→R-S-M-S-R

2、（酶分子）(金属配合物）破坏和中断了某些正常的代谢进程，引发中毒，这一过程与实验室里向含有重金属离子的水溶液中通H2S，产生金属硫化物沉淀相似。第五章典型污染物的转归与效应根据这一中毒机理，人们提出了一种药物解毒的方法。例如，EDTA、二巯基丙醇[CH2(OH)CH(SH)CH2(SH)]等对重金属有强烈亲合力，并与之形成溶解度较大的化合物后排除体外。第五章典型污染物的转归与效应6§5.1.1汞⒈环境中汞的来源、分布与迁移⑴来源：汞在自然环境中的本底值不高。全世界每年开采应用的汞量约在1万吨以上，绝大部分最终以“三废”的形式进入环境。第五章典型污

3、染物的转归与效应7★⑵挥发性汞及其化合物挥发程度与化合物的形态及在水中的溶解度、表面吸附、大气的相对湿度等密切相关。第五章典型污染物的转归与效应有机汞挥发性大于无机汞，其中甲基汞和苯基汞的挥发性最大。无机汞以碘化汞挥发性最大，硫化汞最小。8⑶无机汞形成稳定的络合物。[Cl-]00.001mol/l1mol/lHg(OH)20.039mg/l44倍105倍HgS0.039mg/l408倍107倍第五章典型污染物的转归与效应9★⒉水俣病和汞的甲基化1953年在日本熊本县水俣湾附近的渔村，发现一种中枢神经性疾患的公害病，称为水俣病。这是世界历史上首次出

4、现的重金属污染重大事件。第五章典型污染物的转归与效应10日本水俣病11日本水俣病12厌氧条件下，主要转化为二甲基汞。好氧条件下，主要转化为一甲基汞。辅酶甲基四氢叶酸(THFA-CH3)将正离子CH3+转移给钴，并从钴上取得二个电子，以CH3-与钴结合，完成了甲基钴氨素的再生H2OCoB12被辅酶FADH2还原，钴由三价降为一价第五章典型污染物的转归与效应甲基钴氨素是金属甲基化甲基基团的重要生物来源。CH3CoB12+Hg2++H2O→H2OCoB12＋CH3Hg+13在H2S存在下，一甲基汞容易转化为二甲基汞：2CH3HgCl+H2S→(CH3H

5、g)2S+2HCl(CH3Hg)2S→(CH3)2Hg＋HgS易挥发、光解一甲基汞可形成氯化甲基汞或氢氧化甲基汞：CH3Hg++Cl-＝CH3HgClCH3HgCl+H2O＝CH3HgOH+Cl-+H+pH＝8，[Cl-]<400mg/L中性和酸性条件第五章典型污染物的转归与效应14⒊甲基汞脱甲基化与汞离子还原CH3Hg++2H→Hg+CH4+H+HgCl2＋2H→Hg＋2HCl烷基汞的毒性：在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞和丙基汞三种烷基汞为水俣病的致病性物质。4个碳原子以上的烷基汞并不是水俣病的致病物质，也没有发现它们具有直接毒性。第五章典型污

6、染物的转归与效应湖底沉积物中甲基汞可被降解，Hg2+还原为Hg。16⒋汞在环境中的循环途径：第五章典型污染物的转归与效应汞及其化合物→空气→颗粒物吸附→土壤或水体水中无机汞→甲基化→进入食物链水中汞→颗粒物结合→水底沉积物18★⒌汞的生物效应甲基汞能与许多有机配位体结合。由于烷基汞具有高脂溶性，且它在生物体内分解速度缓慢（其分解半衰期约为70d），因此烷基汞比可溶性无机汞化合物的毒性大10-100倍。消除汞最活跃的人体部位是肾、肝、毛发等。第五章典型污染物的转归与效应19§5.1.2砷⒈来源与分布⑴天然源：含砷矿物。地壳中砷含量为1.5-2mg/

7、kg。土壤中砷本底值0.2-40mg/kg。空气、地面水砷含量很低。⑵人为源：农药和饲料添加剂。工厂和矿山含砷废水、废渣的排放，矿物燃料燃烧等也是砷污染的重要来源。第五章典型污染物的转归与效应20★⒉砷在环境中的迁移与转化天然水体中形态为H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-，容易随水发生迁移。在土壤中，砷主要与铁、铝水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含量极少。Eh降低，pH值升高，AsO43-逐渐被还原为AsO33-，砷的溶解度增大。第五章典型污染物的转归与效应21砷的生物甲基化反应和生物还原反应是它在环境中转化的一个重

8、要过程，但产物易被氧化和脱甲基化，又变为无机态。第五章典型污染物的转归与效应22砷与产甲烷菌作用或与甲基钴氨素反应均可使砷甲基化，在厌氧