典型污染物轉(zhuǎn)歸和效應(yīng)

1、關(guān)于典型污染物轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)第一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.1汞1.1.1 環(huán)境中汞的來(lái)源、分布與遷移（1）來(lái)源： 汞在自然環(huán)境中的本底值（見(jiàn)課本P390）不高，巖石圈內(nèi)汞含量為0.03vg/g。全世界每年開(kāi)采應(yīng)用的汞量約在1萬(wàn)噸以上，絕大部分最終以“三廢”的形式進(jìn)入環(huán)境（氯堿工業(yè)）。第二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （2）揮發(fā)性 汞最大的特點(diǎn)是可以以零價(jià)形態(tài)存在于大氣、土壤和天然水中。汞及其化合物均具有一定的揮發(fā)性。 汞及其化合物揮發(fā)程度與化合物的形態(tài)及在水中的溶解度、表面吸附、大氣的相對(duì)濕度等密切相關(guān)。 一般有機(jī)汞的揮發(fā)性大于無(wú)機(jī)汞，有機(jī)汞中又以甲基汞和苯基汞的

2、揮發(fā)性最大。無(wú)機(jī)汞中以碘化汞揮發(fā)性最大，硫化汞最小。 在潮濕的空氣中汞的揮發(fā)性比在干空氣中大得多。第三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）無(wú)機(jī)汞 在生物體內(nèi)一般容易排泄，但當(dāng)與生物體內(nèi)高分子結(jié)合形成形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，就很難排出體外。 第五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 1.1.2 水俁病和汞的甲基化 1953年在日本熊本水俁灣附近的漁村，發(fā)現(xiàn)一種中樞神經(jīng)性疾患的公害病，稱為水俁病。這是世界歷史上首次出現(xiàn)的重金屬污染重大事件。 第六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月厭氧條件下，主要轉(zhuǎn)化為二甲基汞。好氧條件下，主要轉(zhuǎn)化為

3、一甲基汞。甲基鈷氨素第七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一甲基汞為水溶性物質(zhì)，易被生物吸收而進(jìn)入食物鏈,可形成氯化甲基汞或氫氧化甲基汞：CH3Hg+ + Cl- CH3HgCl（中性和酸性條件）CH3HgCl + H2O CH3HgOH + Cl- + H+ （pH=8，Cl 400mg/L）在H2S存在下，則容易轉(zhuǎn)化為二甲基汞，其反應(yīng)為：2CH3HgCl + H2S (CH3Hg)2S + 2HCl(CH3Hg)2S (CH3)2Hg HgS 難溶于水、易揮發(fā)、光解第八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月毒性： 在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞和丙基汞三種烷基汞為水俁病的致病性

4、物質(zhì)。它們存在的形態(tài)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個(gè)碳原子以上的烷基汞并不是水俁病的致病物質(zhì)，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們具有直接毒性。 第九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.1.3甲基汞脫甲基化與汞離子還原 湖底沉積物中甲基汞可被假單胞菌降解而轉(zhuǎn)化為甲烷和汞，也可將Hg2+還原為金屬汞。 CH3Hg+ + 2H Hg + CH4 + H+ HgCl22H Hg 2HCl第十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.1.4 汞在環(huán)境中的循環(huán)途徑：汞及其化合物 空氣 顆粒物吸附 土壤或水體沉積物水中汞 顆粒物結(jié)合 水底沉積物第十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)

5、作于2022年6月汞的生物循環(huán)第十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.1.5 汞的生物效應(yīng) 甲基汞能與許多有機(jī)配位體結(jié)合。如蛋白質(zhì)、AA等。 由于烷基汞具有高脂溶性，且它在生物體內(nèi)分解速度緩慢（其分解半衰期約為70d），因此烷基汞比可溶性無(wú)機(jī)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。 消除汞最活躍的人體部位是腎、肝、毛發(fā)等。第十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2 砷1.2.1 來(lái)源與分布（1）天然源： 含砷礦物有砷黃鐵礦(FeAsS)、雌黃礦(As4S4)與雄黃礦(As2S3)。 地殼中砷的含量為1.5-2mg/kg。土壤中砷的本

6、底值0.2-40mg/kg?？諝?、 地面水中砷的含量很低。第十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）人為源： 環(huán)境中砷污染主要來(lái)自以砷化物為主要成分的農(nóng)藥。 某些苯砷酸化合物，如對(duì)氨基苯基胂酸，作為飼料添加劑用于家禽和豬，也用于治療小雞的某些疾病。 砷還可用于冶金工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)，工廠和礦山含砷廢水、廢渣的排放，礦物燃料燃燒等也是砷污染的重要來(lái)源。第十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.2 砷在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化 天然水體中砷存在形態(tài)為H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3-，容易隨水發(fā)生遷移。在天然水的表層中，由于溶解氧濃度高，pE值高，pH值

7、在49之間，砷主要以五價(jià)的H2AsO4-和HAsO42-形式存在；在PH12.5的堿性水環(huán)境中，砷主要以AsO43-形式存在。 在pE0.2，pH4的水環(huán)境中，則主要以三價(jià)的H3AsO3和H2AsO3-形式存在。 在土壤中，砷主要與鐵、鋁水合氧化物膠體結(jié)合的形態(tài)存在，水溶態(tài)含量極少。第十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月砷的生物甲基化反應(yīng)和生物還原反應(yīng)是它在環(huán)境中轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要過(guò)程，但產(chǎn)物易被氧化和脫甲基化，又變?yōu)闊o(wú)機(jī)態(tài)。第十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 砷與產(chǎn)甲烷菌作用或與甲基鈷氨素反應(yīng)均可使砷甲基化，在厭氧菌作用下主要產(chǎn)生二甲基砷，而好氧的甲基化反應(yīng)則產(chǎn)生三甲基砷

8、。在水溶液中二甲基砷和三甲基砷可以氧化為相應(yīng)的甲砷酸。第十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.2.3 砷的毒性與生物效應(yīng)三價(jià)無(wú)機(jī)砷毒性高于五價(jià)砷。 無(wú)機(jī)砷可抑制酶的活性，三價(jià)無(wú)機(jī)砷還可與蛋白質(zhì)的巰基反應(yīng)，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。 砷在體內(nèi)的生化反應(yīng)中能夠取代磷酸，使之不能形成高能磷酸鍵，直接影響細(xì)胞的代謝。 砷在血液內(nèi)與血紅蛋白結(jié)合，導(dǎo)致出現(xiàn)紫紺等缺氧癥狀。 砷具有致癌性。第十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 有機(jī)污染物2.1持久性有機(jī)污染物（POPs） Persistent Organic Pollutants定義：持久存在于環(huán)境中，具有很長(zhǎng)的半衰期，且能通過(guò)食物網(wǎng)積

9、聚，并對(duì)人類(lèi)健康及環(huán)境造成不利影響的有機(jī)化合物。性質(zhì)：高毒性、持久性、積聚性、流動(dòng)性大。分類(lèi)及來(lái)源：殺蟲(chóng)劑、工業(yè)化學(xué)品、生產(chǎn)中的副產(chǎn)品。污染現(xiàn)狀及研究現(xiàn)狀（斯德哥爾摩公約）第二十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.2有機(jī)鹵代物2.2.1 鹵代烴（1）鹵代烴的種類(lèi)及分布：見(jiàn)表6-3。被鹵素不完全取代的鹵代烴壽命比較短，在對(duì)流層幾乎全部被分解，產(chǎn)物可被降雨除去。被鹵素完全取代的鹵代烴壽命比較長(zhǎng)。第二十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）主要鹵代烴的來(lái)源：氯甲烷（CH3Cl）：海洋；汽車(chē)廢氣和塑料、農(nóng)作物燃燒氟利昂-11（CC

10、13F）和氟利昂-12（CC12F2） 火山爆發(fā)；制冷劑、飛機(jī)推動(dòng)劑、塑料發(fā)泡劑四氯化碳（CCl4）：工業(yè)溶劑、滅火劑、干洗劑；氟利昂的主要原料甲基氯仿（CH3CCl3）：去油劑和干洗劑 CHF2Cl（CFC-22）：致冷劑和發(fā)泡劑第二十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）鹵代烴在大氣中的轉(zhuǎn)化對(duì)流層中的轉(zhuǎn)化：與HO的反應(yīng)是主要消除途徑 CHCl3 + HO H2O + CCl3 CCl3 + O2 COCl2 + ClO ClO + NO Cl + NO2 3ClO + H2O 3Cl + 2HO + O2 Cl + CH4 HCl + CH3 CCl3與O2反應(yīng)生成碳酰氯和Cl

11、O多數(shù)Cl迅速和甲烷作用ClO還原并產(chǎn)生氯原子第二十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)除去了兩個(gè)O3后，又再次提供了除去另外O3的Cl。這種循環(huán)將繼續(xù)下去，直到Cl全部變成HCl 平流層中的轉(zhuǎn)化： CCl4 + h CCl3 + Cl Cl + O3 ClO + O2 O3 + h O + O2 O + ClO Cl + O2 Cl + CH4 HCl + CH3 CC13氧化成光氣Cl參與破壞臭氧的鏈?zhǔn)椒磻?yīng) O3光分解，生成的O將ClO轉(zhuǎn)化為 Cl第二十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月HCl可與HO反應(yīng)重新生成Cl： OH + HCl H2O + Cl 一個(gè)氯原子在

12、擴(kuò)散出平流層之前，它在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中進(jìn)出的活動(dòng)將發(fā)生10次以上，能破壞數(shù)以千計(jì)的O3，直至HCl到達(dá)對(duì)流層，并在降雨時(shí)被清除。第二十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.2.2多氯聯(lián)苯（PCBs）：（1） PCBs結(jié)構(gòu)與性質(zhì)： PCBs是由多個(gè)Cl取代聯(lián)苯分子中H而形成的化合物。PCBs的全部異構(gòu)體有210個(gè)。目前已鑒定出102個(gè)。米糠油事件第二十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 PCBs純化合物為晶體，混合物則為油狀液體。PCBs耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗氧化。 常溫下PCBs屬難揮發(fā)物質(zhì)，蒸汽壓與溫度、氯的含量有關(guān)，溫度越高、氯含量越大，蒸汽壓越小。第二十八張，PPT共五十九

13、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）多氯聯(lián)苯的來(lái)源與分布：來(lái)源： PCBS可用作絕緣材料、導(dǎo)熱介質(zhì)、添加劑、增塑劑等。分布： 多氯聯(lián)苯揮發(fā)性和水中溶解度較小，在大氣和水中的含量較少。PCBS易被顆粒物所吸附。水生植物對(duì)PCBS的富集系數(shù)為l04-l05。第二十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）PCBs在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化： 近年來(lái)PCBs使用量大大減少，但沉積物中的PCBs仍然是今后若干年內(nèi)食物鏈污染的主要來(lái)源。光化學(xué)分解： PCBs在波長(zhǎng)280-320nm的紫外光下的光化學(xué)分解。第三十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月PCBs的光解反應(yīng)與溶劑有關(guān)。在環(huán)已烷中，只有脫氯產(chǎn)物；

14、在甲醇中發(fā)生脫氯和Cl被CH3O取代的反應(yīng)。第三十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月生物轉(zhuǎn)化： PCBs可通過(guò)代謝作用發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化速率隨分子中Cl的增多而降低。第三十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）多氯聯(lián)苯的毒性與效應(yīng) PCBs可抑制水生植物的生長(zhǎng)；大多數(shù)魚(yú)種對(duì)PCBs都很敏感。鳥(niǎo)類(lèi)吸收PCBs后可引起腎、肝的擴(kuò)大和損壞，內(nèi)部出血，脾臟衰弱等。 PCBs可誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物的肝臟腺瘤及癌癥的發(fā)展。PCBs進(jìn)入人體后，可引起皮膚潰瘍、囊腫及肝損傷、白細(xì)胞增加等癥。PCBs可通過(guò)母體轉(zhuǎn)移給胎兒致畸。 由于PCBs在環(huán)境中很難降解。目前唯一的處理方法是焚燒，焚燒多氯聯(lián)苯可以產(chǎn)

15、生多氯代二苯并二惡英。第三十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.2.3多氯代二苯并二惡英(PCDD) 和多氯代二苯并呋喃(PCDF)（1）結(jié)構(gòu) PCDD、PCDF是目前已知的毒性最大的有機(jī)氯化合物；2,3,7,8-四氯二苯并二惡英(2,3,7,8-TCDD)是有機(jī)物中毒性最強(qiáng)的化合物。第三十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）來(lái)源：苯氧酸除草劑氯酚：PCDD 、PCDF是氯酚生產(chǎn)的副產(chǎn)物。多氯聯(lián)苯產(chǎn)品其他行業(yè)(如造紙、汽車(chē)、鋼鐵等)的“三廢”中（3）遷移、轉(zhuǎn)化 地表徑流和生物富集是PCDD、PCDF重要的遷移方式。光化學(xué)分解是PCDD、PCDF重要的轉(zhuǎn)化途徑。第三十五

16、張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.3多環(huán)芳烴(PAH) 多環(huán)芳烴是一大類(lèi)廣泛存在于環(huán)境中的有機(jī)污染物，也是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的化學(xué)致癌物。2.3.1多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) PAH是指兩個(gè)以上苯環(huán)連在一起的化合物。非稠環(huán)型，苯環(huán)與苯環(huán)之間各由一個(gè)碳原子相連，如聯(lián)苯、聯(lián)三苯等；稠環(huán)型，兩個(gè)碳原子為兩個(gè)苯環(huán)所共有，如萘、蒽等。第三十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.3.2多環(huán)芳烴的來(lái)源與分布（1）天然源： 陸地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原的天然火災(zāi)，以及火山活動(dòng)。（2）人為源： 主要是由各種礦物燃料、木材、紙以及其他

17、含碳?xì)浠衔锏牟煌耆紵蛟谶€原氣氛下熱解形成的。第三十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.3.3多環(huán)芳烴在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化 PAH大都隨著煙塵、廢氣被排放到大氣中，和各種類(lèi)型的固體顆粒物及氣溶膠結(jié)合在一起。PAH通過(guò)進(jìn)入土壤和水體以及沉積物中，并進(jìn)入生物圈。第三十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月PAH在紫外光(300nm)照射下很易光解和氧化。PAH在沉積物中的消除主要靠微生物降解。微生物的生長(zhǎng)速度與PAH的溶解度密切相關(guān)。第四十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.3.4 多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)與致癌性K區(qū)理論第四十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月灣區(qū)

18、理論第四十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月雙區(qū)理論 第四十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.4表面活性劑 表面活性劑是分子中同時(shí)具有親水性、疏水性基團(tuán)的物質(zhì)。表面活性劑的疏水基團(tuán)主要是含碳?xì)滏I的直鏈烷基、支鏈烷基、烷基苯基以及烷基萘基等，性能差別較小。第四十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.4.1 表面活性劑的分類(lèi) 表面活性劑按親水基團(tuán)結(jié)構(gòu)和類(lèi)型可分為四種： 陰離子表面活性劑：如肥皂、烷基苯磺酸鈉。陽(yáng)離子表面活性劑：如溴化十六烷基三甲基銨。兩性表面活性劑：如氨基酸類(lèi)結(jié)構(gòu)化合物。非離子表面活性劑：親水基團(tuán)為醚基和羥基。第四十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

19、022年6月2.4.2 表面活性劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（1）表面活性劑的親水性(HLB值) ： 表面活性劑的親油、親水平衡比值稱為親水性： HLB=親水基的親水性/疏水基的疏水性 把表面活性劑結(jié)構(gòu)分解為一些基團(tuán)，根據(jù)每一基團(tuán)對(duì)HLB值的貢獻(xiàn)，即可求出該分子的HLB值：HLB7(親水基團(tuán)HLB值) - (疏水基團(tuán)HLB值) 常見(jiàn)基團(tuán)的HLB見(jiàn)表6-12。第四十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）表面活性劑親水基團(tuán)的相對(duì)位置對(duì)其性質(zhì)的影響： 親水基團(tuán)在分子中間者比在未端的潤(rùn)濕性能強(qiáng)，親水基團(tuán)在分子未端的比在中間的去污能力好。第四十八張，PPT

20、共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）表面活性劑分子大小對(duì)其性質(zhì)的影響 同一品種的表面活性劑，隨疏水基團(tuán)中C數(shù)目的增加溶解度有規(guī)律地減少；而降低水的表面張力的能力有明顯地增長(zhǎng)。一般規(guī)律是：表面活性劑分子較小潤(rùn)濕性、滲透作用比較好；分子較大洗滌作用、分散作用等較為優(yōu)良。 不同品種的表面活性劑大致是分子量大的洗滌能力好。第四十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）表面活性劑疏水基團(tuán)對(duì)其性質(zhì)的影響： 一般有支鏈結(jié)構(gòu)的表面活性劑有較好潤(rùn)濕、滲透性能，具有不同疏水性基團(tuán)的表面活性劑分子其親脂能力也有差別，大致順序?yàn)椋?脂肪族烷烴環(huán)烷烴脂肪族烯烴脂肪族芳烴芳香烴帶弱親水基團(tuán)的烴基。 疏水基中帶

21、弱親水基的表面活性劑，起泡能力弱。第五十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.4.3 表面活性劑的來(lái)源、遷移與轉(zhuǎn)化 表面活性劑具有顯著改變表面性質(zhì)的能力，而被廣泛用于各行各業(yè)，它主要以各種廢水進(jìn)入水體，是造成水污染的最普遍最大量的污染物之一。 表面活性劑可長(zhǎng)期分散于水中，而隨水流遷移。只有當(dāng)它與水體懸浮物結(jié)合凝聚時(shí)才沉入水底。第五十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 2.4.4 表面活性劑的降解 表面活性劑進(jìn)入水體后，主要靠微生物降解來(lái)消除。（1）表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)生物降解的影響 陰離子表面活性劑 疏水基結(jié)構(gòu)不同的烷基苯磺酸鈉微生物降解順序?yàn)椋?.直鏈烷烴端基有支鏈取代的三甲基的 .對(duì)于直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)，鏈長(zhǎng)為C6-C12烷基鏈長(zhǎng)的比烷基鏈短的降解速度快。 .苯基在未端，而磺酸基位置在對(duì)位的降解速度較快。第五十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于