环境化学第5章典型污染物转归与效应ppt课件.ppt

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1、第一节重金属元素重金属是具有潜在危害的重要污染物。重金属元素一般是指对生物有显著毒性的元素。第五章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应1.1汞1.1.1环境中汞的来源、分布与迁移（1）来源：汞在自然环境中的本底值（见课本P390）不高，岩石圈内汞含量为0.03vg/g。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（氯碱工业）。★（2）挥发性汞最大的特点是可以以零价形态存在于大气、土壤和天然水中。汞及其化合物均具有一定的挥发性。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。一般有机汞的挥发性大于无机汞，有机汞中又以

2、甲基汞和苯基汞的挥发性最大。无机汞中以碘化汞挥发性最大，硫化汞最小。在潮湿的空气中汞的挥发性比在干空气中大得多。（3）无机汞在生物体内一般容易排泄，但当与生物体内高分子结合形成形成稳定的络合物，就很难排出体外。★1.1.2水俣病和汞的甲基化1953年在日本熊本水俣湾附近的渔村，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现的重金属污染重大事件。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。甲基钴氨素一甲基汞为水溶性物质，易被生物吸收而进入食物链,可形成氯化甲基汞或氢氧化甲基汞：CH3Hg++Cl-＝CH3HgCl（中性和酸性条件）CH3HgCl+H2

3、O＝CH3HgOH+Cl-+H+（pH=8，[Cl]≤400mg/L）在H2S存在下，则容易转化为二甲基汞，其反应为：2CH3HgCl+H2S→(CH3Hg)2S+2HCl(CH3Hg)2S→(CH3)2Hg＋HgS难溶于水、易挥发、光解毒性：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。它们存在的形态主要是烷基汞氯化物，其次是烷基汞溴化物和碘化物，以CH3HgX表示。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。1.1.3甲基汞脱甲基化与汞离子还原湖底沉积物中甲基汞可被假单胞菌降解而转化为甲烷和汞，也可将Hg2+还原为金属汞。CH3H

4、g++2H→Hg+CH4+H+HgCl2＋2H→Hg＋2HCl1.1.4汞在环境中的循环途径：汞及其化合物→空气→颗粒物吸附→土壤或水体沉积物水中汞→颗粒物结合→水底沉积物汞的生物循环★1.1.5汞的生物效应甲基汞能与许多有机配位体结合。如蛋白质、AA等。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。水生生物富集烷基汞比富集非烷基汞的能力大很多。消除汞最活跃的人体部位是肾、肝、毛发等。1.2砷★1.2.1来源与分布（1）天然源：含砷矿物有砷黄铁矿(FeAsS)、雌黄矿(As4S4)与雄黄矿(As2S3)

5、。地壳中砷的含量为1.5-2mg/kg。土壤中砷的本底值0.2-40mg/kg。空气、地面水中砷的含量很低。（2）人为源：环境中砷污染主要来自以砷化物为主要成分的农药。某些苯砷酸化合物，如对氨基苯基胂酸，作为饲料添加剂用于家禽和猪，也用于治疗小鸡的某些疾病。砷还可用于冶金工业和半导体工业，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。★1.2.2砷在环境中的迁移与转化天然水体中砷存在形态为H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-，容易随水发生迁移。在天然水的表层中，由于溶解氧浓度高，pE值高，pH值在4～9之间，砷主要以五价的H2AsO4-和HA

6、sO42-形式存在；在PH＞12.5的碱性水环境中，砷主要以AsO43-形式存在。在pE＜0.2，pH＞4的水环境中，则主要以三价的H3AsO3和H2AsO3-形式存在。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。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要过程，但产物易被氧化和脱甲基化，又变为无机态。砷与产甲烷菌作用或与甲基钴氨素反应均可使砷甲基化，在厌氧菌作用下主要产生二甲基砷，而好氧的甲基化反应则产生三甲基砷。在水溶液中二甲基砷和三甲基砷可以氧化为相应的甲砷酸。★1.2.3砷的毒性与生物效应三价无机砷毒性高于五价砷。无机砷可抑制酶的活性，三价

7、无机砷还可与蛋白质的巯基反应，形成稳定的络合物。砷在体内的生化反应中能够取代磷酸，使之不能形成高能磷酸键，直接影响细胞的代谢。砷在血液内与血红蛋白结合，导致出现紫绀等缺氧症状。砷具有致癌性。第二节有机污染物2.1持久性有机污染物（POPs）PersistentOrganicPollutants定义：持久存在于环境中，具有很长的半衰期，且能通过食物网积聚，并对人类健康及环境造成不利影响的有机化合物。性质：高毒性、持久性、积聚性、流动性