第六章 典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)課件

第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)PTSHeavymetalPOPs第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)PTSHeavy1典型污染物引起的公害事件水俁?。?953年日本九州南部熊本水俁鎮(zhèn)；痛痛?。恒U鋅冶煉廠排出的含鎘廢水，污染稻米；米糠油事件：生產(chǎn)米糠油過程中用多氯聯(lián)苯（PCBs）作為脫臭工藝中的熱載體；典型污染物引起的公害事件水俁?。?953年日本九州南部熊本水2重金屬元素—重金屬的定義重金屬：指相對(duì)密度在4.0以上的約60種金屬元素或相對(duì)密度在5.0以上的45種金屬元素。重金屬是具有潛在危害的重要污染物，一般指對(duì)生物有顯著毒性的元素，如汞、鎘、鉛、鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋇、銻等，從毒性角度出發(fā)，通常把砷、鈹、鋰、硒、硼、鋁也包括在內(nèi)。目前最關(guān)注的是汞、砷、鎘、鉛、鉻。重金屬元素—重金屬的定義重金屬：指相對(duì)密度在4.0以上的約63§6.2.1汞1.環(huán)境中汞的來源、分布與遷移2.水俁病和汞的甲基化3.甲基汞脫甲基化和汞離子還原§6.2.1汞1.環(huán)境中汞的來源、分布與遷移4§6.2.1汞

——性質(zhì)、分布等液態(tài)金屬，易揮發(fā)；多價(jià)態(tài)、易轉(zhuǎn)換；有機(jī)汞的揮發(fā)性大于無機(jī)汞，有機(jī)汞中又以甲基汞和苯基汞的揮發(fā)性最大，濕度越大揮發(fā)越強(qiáng)；無機(jī)汞中以碘化汞揮發(fā)性最大，硫化汞最小?？諝庵泄康拇蟛糠治皆陬w粒物上；氣相汞的最后歸趨是進(jìn)入土壤和海底沉積物；在天然水體中，汞主要與水中存在的懸浮微粒相結(jié)合，最后沉降進(jìn)入水底沉積物?！?.2.1汞

—5汞的來源－自然來源巖石風(fēng)化火山爆發(fā)地?zé)峄顒?dòng)汞的來源－自然來源巖石風(fēng)化火山爆發(fā)地?zé)峄顒?dòng)6汞的來源－人為來源化石燃料：熱電廠氯堿廠垃圾焚燒廠燃煤電廠是大氣中全球汞排放的最大源。汞的來源－人為來源化石燃料：熱電廠氯堿廠垃圾焚燒廠燃煤電廠是7汞的來源－人為來源熒光燈管繼電器測(cè)壓計(jì)廢電氣開關(guān)廢電池溫度計(jì)汞的來源－人為來源熒光燈管繼電器測(cè)壓計(jì)廢電氣開關(guān)廢電池溫度計(jì)8汞與人類健康汞污染和損害主要有三個(gè)特點(diǎn)：第一：汞污染來源種類眾多，涉及多種環(huán)境介質(zhì)；第二：汞在環(huán)境中可通過大氣和河流/洋流兩種介質(zhì)長(zhǎng)距離傳輸，其長(zhǎng)距離傳輸和遠(yuǎn)距離沉降特征，使得汞的局地排放可能造成跨界污染，成為區(qū)域性問題，甚至對(duì)整個(gè)全球環(huán)境造成影響，成為全球問題；第三：汞能在一個(gè)微小劑量下對(duì)人體健康造成損害，并且會(huì)通過影響微生物作用對(duì)環(huán)境造成損害。汞污染的持久性，生物累積性和生物擴(kuò)大性，使得汞對(duì)環(huán)境和人體健康具有很大影響。汞與人類健康汞污染和損害主要有三個(gè)特點(diǎn)：9汞與人類健康美國(guó)的研究指出，十二分之一或?qū)⒔?百萬名婦女體內(nèi)的汞含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)，每年可能有高達(dá)30萬名新生兒因?yàn)楣廴酒渲橇蜕窠?jīng)系統(tǒng)受到影響，而在全球，這一數(shù)據(jù)可能高達(dá)千百萬。汞與人類健康美國(guó)的研究指出，十二分之一或?qū)⒔?百萬名婦女體內(nèi)10水俁病事件時(shí)間地點(diǎn)：1953年日本九州水俁原因：食用含有甲基汞的魚汞污染和汞中毒是一個(gè)久遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的問題。鑒于此，WHO及各國(guó)政府將其列為首先考慮的環(huán)境污染物.水俁病事件時(shí)間地點(diǎn)：1953年日本九州水俁11全球正在進(jìn)行的關(guān)于汞的行動(dòng)–UNECE－LATAP重金屬協(xié)議；–鹿特丹公約－含汞農(nóng)藥；–巴塞耳公約－含汞廢物；–UNEP－全球汞評(píng)估和汞的規(guī)劃；–UNIDO－手工開采的金礦；–世界銀行－有毒化學(xué)品與貧困的對(duì)策；–OECD－風(fēng)險(xiǎn)減低計(jì)劃；–ILO－勞工保護(hù)；–WHO－健康評(píng)價(jià)、毒性中心；–FAO－魚的貯存；–區(qū)域行動(dòng)全球正在進(jìn)行的關(guān)于汞的行動(dòng)–UNECE－LATAP重金屬協(xié)議12汞在環(huán)境中的分布1.汞在巖石圈的濃度：0.03ug/g2汞在土壤本底值：森林土壤0.029-0.10ug/g耕作土壤0.03-0.07ug/g3汞在水體中濃度：河水1.0ug/L，海水0.3ug/L，雨水0.2ug/L，泉水80ug/L4汞在大氣中本底值：0.5-5ng/m3

歐美國(guó)家：1~4ng/m3中國(guó)：西藏7.3ng/m3北京11ng/m3

貴陽(yáng)2~11ng/m3

重慶7~25ng/m3

汞在環(huán)境中的分布1.汞在巖石圈的濃度：0.03ug/g13我國(guó)汞污染的特點(diǎn)我國(guó)是世界第三大汞產(chǎn)國(guó)，全球大氣汞12％由中國(guó)貢獻(xiàn)。具體表現(xiàn)在：●（1）用汞量大集中在化工、電池、電光源和醫(yī)療器械行業(yè)?！瘢?）排汞量高包括產(chǎn)品和工藝排放原材料雜質(zhì)排放●（3）污染效應(yīng)明顯我國(guó)汞污染的特點(diǎn)我國(guó)是世界第三大汞產(chǎn)國(guó)，全球大氣汞12％由中14汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的主要存在形式：1）大氣：氣相汞形式，以單質(zhì)汞為主，含有少量的甲基汞2）湖泊：可溶性氣態(tài)汞、顆粒態(tài)的汞、甲基汞和可溶性離子態(tài)汞3）汞在生物體中的分布汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的主要存在形式：15汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞、無機(jī)結(jié)合汞、有機(jī)結(jié)合汞無機(jī)汞：HgS、HgO、HgCO3、HgSO4、HgCl2、Hg(NO3)2有機(jī)汞：甲基汞、土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞、有機(jī)汞農(nóng)藥等土壤環(huán)境的Eh、pH決定著汞的存在形態(tài)，三價(jià)態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg0汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞、無機(jī)結(jié)合汞、有16土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放土壤中汞主要為固定態(tài)：主要由于土壤及組分對(duì)汞有強(qiáng)烈的表面吸附和離子交換吸附。Hg2+/Hg22+可被帶負(fù)電的土壤膠體吸附；HgCl3-可被帶正電荷的膠體吸附。土壤膠體腐殖酸對(duì)汞的吸附比粘土礦物高很多，原因離子汞對(duì)含S基團(tuán)有很高親和力。汞在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與環(huán)境Eh/pH值有關(guān)。Hg2+在含有H2S的還原性條件下將生成極難溶性的硫化汞；當(dāng)土壤中氧氣充足時(shí)，HgS可慢慢氧化成亞硫酸汞和硫酸汞。土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放土壤中汞主要為固定態(tài)：主要由于土17汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化汞的甲基化作用汞的環(huán)境污染問題之所以被人們所重視，不僅因?yàn)闊o機(jī)汞的毒性，更因無機(jī)汞在微生物的作用下，可轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的甲基汞，而甲基汞又可通過食物鏈在生物體內(nèi)逐級(jí)富集，最后進(jìn)入人體。所以無機(jī)汞的甲基化問題曾為研究者們廣泛關(guān)注。汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化汞的甲基化作用18汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化甲基鈷胺素有紅色和黃色兩種，可以相互轉(zhuǎn)換，這兩種甲基鈷胺素均能與Hg2+（如雙醋酸汞）反應(yīng)生成甲基汞：以上反應(yīng)無論在好氧條件還是在厭氧條件下，只要有甲基鈷胺素存在，在微生物作用下反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)，故甲基鈷胺素是汞生物甲基化的必要條件。除汞的生物甲基化作用外，有人發(fā)現(xiàn)天然水中，在非生物的作用下，只要存在甲基給予體，汞也可被甲基化。Hg2+在乙醛、乙醇、甲醇作用下，經(jīng)紫外線照射作用可甲基化。汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化甲基鈷胺素有紅色和黃色兩種，可以相互轉(zhuǎn)換19影響無機(jī)汞甲基化的因素（1）無機(jī)汞的形態(tài)。研究表明，只有二價(jià)汞離子對(duì)甲基化是有效的，Hg2+濃度越高，對(duì)甲基化越有利。排入水體的其他形態(tài)的汞都要轉(zhuǎn)化為Hg2+后才能甲基化。（2）微生物的數(shù)量和種類。參與甲基化過程的微生物越多，甲基汞的合成速度就越快。（3）溫度、營(yíng)養(yǎng)物。由于甲基化速度與沉積物中微生物活動(dòng)有關(guān)，適當(dāng)提高水溫和增加營(yíng)養(yǎng)物必然促進(jìn)和增加微生物的活動(dòng)，因而有利于甲基化作用的進(jìn)行。（4）沉積層中富汞層的位置。在有機(jī)質(zhì)沉積物的最上層和水中懸浮物的有機(jī)質(zhì)部分最容易發(fā)生甲基化作用；（5）pH對(duì)甲基化的影響。pH較低（＜5.67，最佳pH＝4.5)時(shí)，有利于甲基汞的生成；pH較高時(shí)，有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水，pH值較低時(shí)以CH3HgCl形式存在，故水體pH較低時(shí)，魚體內(nèi)積累的甲基汞量較高。影響無機(jī)汞甲基化的因素（1）無機(jī)汞的形態(tài)。研究表明，只有二價(jià)20汞的甲基化甲基汞和二甲基汞之間可以相互轉(zhuǎn)化。它主要決定于環(huán)境的pH。當(dāng)水體pH較高時(shí)，汞易生成二甲基汞；pH較低時(shí)，汞易生成一甲基汞二甲基汞是揮發(fā)性的，可由水體揮發(fā)至大氣中。在大氣中由于紫外線的照射，可光解為甲烷、乙烷和汞。在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、丙基汞是水俁病的致病性物質(zhì)。汞的甲基化甲基汞和二甲基汞之間可以相互轉(zhuǎn)化。它主要決定于環(huán)境21汞的去甲基化和汞的還原

假單胞菌屬能夠降解甲基汞，也可以將Hg2

+

還原為金屬汞。汞的去甲基化和汞的還原假單胞菌屬能夠降解甲基汞，也可以將H22汞在環(huán)境中的循環(huán)汞在環(huán)境中的循環(huán)236.1.2砷—砷在環(huán)境中的分布

砷的來源：據(jù)估計(jì)每年由自然原因釋放的砷約為8×106千克，而由人為活動(dòng)釋放到環(huán)境中的砷則高達(dá)24×106千克巖石礦物土壤的風(fēng)化火山噴發(fā)溫泉自然來源工業(yè)生產(chǎn)：冶煉、制藥化石燃料和薪材燃燒農(nóng)藥使用人為來源6.1.2砷—砷在環(huán)境中的分布砷的來源：巖石礦物自然來源24砷在巖石圈的分布1）自然砷；2）As3+簡(jiǎn)單硫化物和氧化物；3）As5+形成的砷酸根絡(luò)陰離子，與Fe、Cu、Pb、Zn等重金屬形成的礦物。4）As與S形成含硫鹽陰離子，并與Fe、Cu、Pb、Zn形成含硫鹽礦物。5）As可以陰離子的形式替代礦物中的S2-離子。但砷還可以類質(zhì)同相的形式進(jìn)入磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽。砷在巖石圈的分布1）自然砷；25砷在土壤中的分布平均含量一般為5ppm或6ppm，但變化范圍較大，從小于0.1ppm到上萬個(gè)ppm。影響因素：土壤母巖、土壤母質(zhì)中粘粒的多少及氣候條件、水分狀況等都可以影響土壤中砷的含量。分布特征：青藏高原區(qū)>西南區(qū)>華北區(qū)≈蒙新區(qū)>華南區(qū)>東北區(qū)。土壤砷的特點(diǎn)：部分可溶性砷和粘土顆粒吸附的砷進(jìn)入水體，絕大部分通過理化作用滯留在土壤中，部分通過生物吸收進(jìn)入生物體內(nèi)。存在形式：1）難溶性砷酸鹽；2）包裹在其它金屬的難溶鹽中；3）吸附在土壤粘粒和其它金屬難溶鹽的沉淀界面中；4）土壤顆粒的晶體結(jié)構(gòu)中；5）土壤溶液中。砷在土壤中的分布平均含量一般為5ppm或6ppm，但變化范26砷在水圈中的分布As在海水中的平均濃度為0.003μg/L，但各海區(qū)中的分布是不均勻的。垂直分布規(guī)律性：表層和中層的砷濃度低，深層和低層砷濃度高。在未受污染的湖水中砷的濃度通常在1--10μg/L，但在硫化物礦化區(qū)可高達(dá)100--5000μg/L。淡水中砷的平均濃度被認(rèn)為1.5--2μg/L，溫泉、地下水、大氣和降水中也含有一定的砷。在水體的不同深度，砷的存在形式不同。水體中的砷濃度取決于pH、Eh、光致轉(zhuǎn)化作用、沉積物的化學(xué)組成等因素。而大氣和降水中砷的含量則與污染狀況有關(guān)。As在水體中主要以不同形式的砷酸和亞砷酸聚合體（H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3

–）出現(xiàn)。砷在水圈中的分布As在海水中的平均濃度為0.003μg/L27砷在生物體中的分布植物體中的砷主要來自土壤和水體。陸生植物的砷含量多數(shù)少于1ppm（干重），而海洋植物和海藻則要比陸生植物明顯偏高。不同地域的植物砷含量可以相差很大。但最近也有研究者發(fā)現(xiàn)某些特殊植物中的砷含量可以高達(dá)數(shù)千ppm。動(dòng)物體中的砷含量與其生活環(huán)境緊密相關(guān)。通常海洋動(dòng)物體中的砷含量高于陸地或淡水動(dòng)物體的含量。正常人體內(nèi)砷的平均濃度為5ppb，但也有資料認(rèn)為是0.1ppb。砷在生物體中的分布植物體中的砷主要來自土壤和水體。陸生植物28砷在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律砷以不同的形態(tài)存在于環(huán)境中，它們?cè)诓煌臈l件下通過發(fā)生生物轉(zhuǎn)化和非生物轉(zhuǎn)化形成砷的循環(huán)。這些轉(zhuǎn)化主要有三種形式：1）在酶或非酶催化下As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的簡(jiǎn)單氧化還原反應(yīng)；2）生物甲基化產(chǎn)生甲基胂；3）生物合成復(fù)雜的有機(jī)胂化合物。砷通過理化作用和生物作用形成完整的循環(huán)體系，其中砷的生物循環(huán)在砷的總循環(huán)中占有相當(dāng)重要的地位。砷在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律砷以不同的形態(tài)存在于環(huán)境中，它們?cè)?9砷的甲基化反應(yīng)砷化合物可在厭氧細(xì)菌作用下被還原，然后與甲基作用，生成毒性很大的易揮發(fā)的二甲基胂和三甲基胂。反應(yīng)過程可示意如下：二甲基胂和三甲基胂雖然毒性很強(qiáng)，但在環(huán)境中易氧化為毒性較低的二甲基胂酸。砷的甲基化反應(yīng)砷化合物可在厭氧細(xì)菌作用下被還原，然后與甲基作30砷在環(huán)境中轉(zhuǎn)化模式砷在環(huán)境中轉(zhuǎn)化模式31砷污染與健康—地方性砷中毒

地方性砷中毒是由于原生地質(zhì)原因或其它非人為因素引起的環(huán)境中砷含量較高，居民長(zhǎng)期攝入少量砷而引起的砷中毒。1）飲水型砷中毒2）燃煤型砷中毒無機(jī)砷可抑制酶的活性，與蛋白質(zhì)結(jié)合，抑制線粒體的呼吸作用等，同時(shí)還引起染色體及器官的異常。砷污染與健康—地方性砷中毒地方性砷中毒是由于原生地質(zhì)原因或32

6.2有機(jī)污染物有機(jī)鹵代物多環(huán)芳烴（PAH）表面活性劑持久性有機(jī)污染物(POPs)鹵代烴多氯聯(lián)苯（PCBs）多氯代二苯并二惡英（PCDD）和多氯代二苯并呋喃（PCDF）

6.2有機(jī)污染物有機(jī)鹵代物鹵代烴33多氯聯(lián)苯（PCBs）——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途多氯聯(lián)苯（PCBs）是一組由一個(gè)或多個(gè)氯原子取代聯(lián)苯分子中的氫原子而形成的具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的氯代芳烴類化合物．根據(jù)聯(lián)苯分子中的氫原子被氯原子取代的不同方式，PCBs有209種同類物。PCBs的物理化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，具有良好的化學(xué)惰性、抗熱性、不可燃性、低蒸汽壓、揮發(fā)性弱、高介電常數(shù)和對(duì)金屬無腐蝕作用等優(yōu)點(diǎn)；作為熱交換劑、潤(rùn)滑劑、變壓器和電容器內(nèi)的絕緣介質(zhì)、增塑劑、有機(jī)稀釋劑、殺蟲劑、切割油、壓敏復(fù)寫紙以及阻燃劑等重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工業(yè)、化工和印刷等領(lǐng)域。多氯聯(lián)苯（PCBs）——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途多氯聯(lián)苯（PCBs）34多氯聯(lián)苯分布大氣分布：多氯聯(lián)苯揮發(fā)性小，所以大氣中含量少。如美國(guó)大氣中通常PCBs濃度在1－10ng/L;水中分布：多氯聯(lián)苯水中溶解度小，所以水中濃度低。在水中最大殘留量很少超過2ng/L。土壤：由于PCBs是一類親脂性化合物,所以一旦進(jìn)入土壤,即被土壤有機(jī)質(zhì)牢固吸附,很難消失,從而造成土壤的PCBs污染。農(nóng)業(yè)區(qū)土壤PCBs為1.25～6.63ng/g,市區(qū)為2.69～3.12ng/g,工業(yè)區(qū)為0.24～9.39ng/g。生物中分布：植物可以從水中吸收多氯聯(lián)苯，通過食物鏈的傳遞，魚和人乳中也能檢測(cè)出一定量的多氯聯(lián)苯.魚濃度可達(dá)1－7mg/Kg(濕重）；美國(guó)人乳0.03mg/Kg。多氯聯(lián)苯分布大氣分布：多氯聯(lián)苯揮發(fā)性小，所以大氣中含量少。35多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——大氣中的遷移PCBs污染最初是在赤道至中緯度地區(qū),然而目前在北極和其它遙遠(yuǎn)地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了PCBs的“足跡”,這其中大氣傳輸?shù)淖饔貌豢奢p視。據(jù)報(bào)道流入蘇必利爾湖的PCBs有85%—90%是來自大氣沉降,密歇根湖中的PCBs,其大氣沉降貢獻(xiàn)也有58%—63%。PCBs在大氣中的消失途徑主要有兩種,一是直接光解和與OH-、NO3、O3等自由基作用。這其中尤以O(shè)H-的作用最為顯著。另一重要途徑是雨水沖洗和干、濕沉降。通過這一過程實(shí)現(xiàn)了污染物從大氣向水體或土壤的轉(zhuǎn)移。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

36多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——土壤中的遷移土壤中的PCBs主要來源于顆粒沉降,有少量來源于污泥作肥料,填埋場(chǎng)的滲漏以及在農(nóng)藥配方中使用的PCBs等。Haque等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PCBs的揮發(fā)速率隨著溫度的升高而升高,但隨著土壤中粘土含量和聯(lián)苯氯化程度的增加而降低。研究表明,生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明顯減少,只有揮發(fā)過程最有可能是引起PCBs損失的主要途徑,尤其對(duì)高氯取代的聯(lián)苯更是如此。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

37多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——水中的遷移PCBs主要通過大氣沉降和隨工業(yè)、城市廢水向河、湖、沿岸水體的排放等方式進(jìn)入水體。由于PCBs是一種疏水性化合物,從而決定了其在水中的主要存在方式,除一小部分溶解外,大部分的PCBs都是附著在懸浮顆粒物上,并且最終將依照顆粒大小以一定的速度沉降到底泥中,然后隨之沉積下去。因此底泥中的PCBs含量一般要較上面的水體高一、兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

38多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——生物轉(zhuǎn)化PCBs是一類穩(wěn)定化合物,一般不易被生物降解,尤其是高氯取代的異構(gòu)體。但在優(yōu)勢(shì)菌種和其它環(huán)境適宜條件下,PCBs的生物降解不但可以發(fā)生而且速率也會(huì)大幅度提高。有關(guān)PCBs的生物降解在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行得較多,它也是近幾年的研究熱點(diǎn)。Cl原子數(shù)<5的PCBs在實(shí)驗(yàn)室條件下,已經(jīng)證明可以被幾種微生物氧化成無機(jī)物,高氯取代(Cl>4)的PCBs在有氧條件下則一般被認(rèn)為是持久性的。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

39多氯聯(lián)苯毒性與效應(yīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,PCBs對(duì)皮膚、肝臟、胃腸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的病變甚至癌變都有誘導(dǎo)效應(yīng)。一些PCBs同類物會(huì)影響哺乳動(dòng)物和鳥類的繁殖,對(duì)人類健康也具有潛在致癌性。歷史上曾有過幾次污染教訓(xùn),尤以1968年日本北部九州縣發(fā)生的震驚世界的米糠油事件最為嚴(yán)重,。深刻的教訓(xùn)、沉重的代價(jià)使PCBs的污染日益受到國(guó)際上的關(guān)注。美國(guó)環(huán)保局及我國(guó)環(huán)保部門已把或已建議把PCBs列入優(yōu)先控制污染物的名單。多氯聯(lián)苯毒性與效應(yīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,PCBs對(duì)皮膚、肝臟、胃腸40多環(huán)芳烴（PAHs）多環(huán)芳烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons,簡(jiǎn)稱PAHs）指兩個(gè)以上苯環(huán)連在一起的化合物，如萘、蒽等。多環(huán)芳烴是最早發(fā)現(xiàn)且數(shù)量最多的致癌物，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的致癌性多環(huán)芳烴及其衍生物已超過400種，每年排放到大氣中的多環(huán)芳烴約幾十萬噸。多環(huán)芳烴（PAHs）多環(huán)芳烴（PolycyclicAr41PAHs的來源天然來源陸地和水生植物，微生物的生物合成森林、草原的天然火災(zāi)火山活動(dòng)土壤PAHs本底值為100－1000μg/kg；地下水中PAHs的本底值為0.001－0.01μg/L；淡水湖泊中的本底值為0.01－0.25μg/L。交通人為來源流動(dòng)源固定源香煙家庭燃燒垃圾焚燒工業(yè)活動(dòng)PAHs的來源天然來源陸地和水生植物，微生物的生物合成森林、42全國(guó)多環(huán)芳烴年排放量估算各種主要燃料對(duì)PAHs總排放量（左）和苯并芘排放量（右）的貢獻(xiàn)比例全國(guó)多環(huán)芳烴年排放量估算各種主要燃料對(duì)PAHs總排放量（左）43多環(huán)芳烴（PAHs）的分布多環(huán)芳烴能以氣態(tài)或者顆粒態(tài)存在于大氣、水、植物、土壤中。大氣中的PAHs一部分由于發(fā)生光解被降解或者形成另一種形態(tài)的PAHs；一部分由大氣條件和氣象條件的支配沉降到水體和土壤中；剩余的PAHs被植物和動(dòng)物所吸收。多環(huán)芳烴（PAHs）的分布多環(huán)芳烴能以氣態(tài)或者顆粒態(tài)存在于大44多環(huán)芳烴（PAHs））在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化盡管在任一介質(zhì)中，多環(huán)芳烴都會(huì)發(fā)生光解、生物降解等反應(yīng)，但由于其持久性的特性，能長(zhǎng)時(shí)間地停留在環(huán)境中，并且在不同介質(zhì)間相互遷移轉(zhuǎn)化。多環(huán)芳烴（PAHs））在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化盡管在任一介質(zhì)中，45多環(huán)芳烴（PAHs））的效應(yīng)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于PAHs的研究主要致力于以下幾個(gè)方面：（1）人們與PAHs的接觸程度與患癌癥幾率之間的關(guān)系；（2）身體組織器官及排泄物中PAHs濃度水平與患癌癥幾率之間的關(guān)系；（3）某種PAH或多種PAHs混合物的濃度水平與患癌癥幾率之間的關(guān)系；（4）大氣、水和土壤中PAHs的控制和治理多環(huán)芳烴（PAHs））的效應(yīng)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于PAHs的研究主要46表面活性劑表面活性劑具有顯著改變液體和固體表面性質(zhì)的能力，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。它主要是各種廢水進(jìn)入水體，是造成水污染的最普遍、最大量的污染物之一。分類陰離子表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑兩性表面活性劑非離子表面活性劑表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)于其微生物降解有很大影響。如烷基苯磺酸鈉（ABS），微生物的降解順序：直鏈烷烴>末端有支鏈取代的烷烴>三甲基的烷烴表面活性劑表面活性劑具有顯著改變液體和固體表面性質(zhì)的能力，被47表面活性劑的生物降解降解機(jī)理甲基氧化?氧化芳香族氧化物的氧化降解脫磺化疏水基團(tuán)末端甲基氧化為羧基的過程分子中的羧酸在輔酶A的作用下被氧化，使末端第二個(gè)碳鍵斷裂的過程苯酚等化合物的開環(huán)反應(yīng)上述氧化過程當(dāng)中伴隨脫磺酸基的過程表面活性劑的生物降解降解機(jī)理甲基氧化?氧化芳香族氧化物的氧化48表面活性劑對(duì)環(huán)境的污染和效應(yīng)水的感官狀況受到影響；由于洗滌劑中含有大量的聚磷酸鹽作為增凈劑，因此使廢水中含有大量的磷，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。表面活性劑可以促進(jìn)水體中石油和PCBs等不溶性有機(jī)物的乳化、分散，增加廢水處理的困難。由于陽(yáng)離子表面活性劑具有一定的殺菌能力，在濃度較高時(shí)，可能破壞水體微生物的群落。洗滌劑對(duì)油性物質(zhì)有很強(qiáng)的溶解能力，使魚的味覺器官遭到破壞，從而喪失避開毒物和覓食的能力。表面活性劑對(duì)環(huán)境的污染和效應(yīng)水的感官狀況受到影響；49演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！50第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)PTSHeavymetalPOPs第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)PTSHeavy51典型污染物引起的公害事件水俁?。?953年日本九州南部熊本水俁鎮(zhèn)；痛痛?。恒U鋅冶煉廠排出的含鎘廢水，污染稻米；米糠油事件：生產(chǎn)米糠油過程中用多氯聯(lián)苯（PCBs）作為脫臭工藝中的熱載體；典型污染物引起的公害事件水俁?。?953年日本九州南部熊本水52重金屬元素—重金屬的定義重金屬：指相對(duì)密度在4.0以上的約60種金屬元素或相對(duì)密度在5.0以上的45種金屬元素。重金屬是具有潛在危害的重要污染物，一般指對(duì)生物有顯著毒性的元素，如汞、鎘、鉛、鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋇、銻等，從毒性角度出發(fā)，通常把砷、鈹、鋰、硒、硼、鋁也包括在內(nèi)。目前最關(guān)注的是汞、砷、鎘、鉛、鉻。重金屬元素—重金屬的定義重金屬：指相對(duì)密度在4.0以上的約653§6.2.1汞1.環(huán)境中汞的來源、分布與遷移2.水俁病和汞的甲基化3.甲基汞脫甲基化和汞離子還原§6.2.1汞1.環(huán)境中汞的來源、分布與遷移54§6.2.1汞

——性質(zhì)、分布等液態(tài)金屬，易揮發(fā)；多價(jià)態(tài)、易轉(zhuǎn)換；有機(jī)汞的揮發(fā)性大于無機(jī)汞，有機(jī)汞中又以甲基汞和苯基汞的揮發(fā)性最大，濕度越大揮發(fā)越強(qiáng)；無機(jī)汞中以碘化汞揮發(fā)性最大，硫化汞最小。空氣中汞含量的大部分吸附在顆粒物上；氣相汞的最后歸趨是進(jìn)入土壤和海底沉積物；在天然水體中，汞主要與水中存在的懸浮微粒相結(jié)合，最后沉降進(jìn)入水底沉積物。§6.2.1汞

—55汞的來源－自然來源巖石風(fēng)化火山爆發(fā)地?zé)峄顒?dòng)汞的來源－自然來源巖石風(fēng)化火山爆發(fā)地?zé)峄顒?dòng)56汞的來源－人為來源化石燃料：熱電廠氯堿廠垃圾焚燒廠燃煤電廠是大氣中全球汞排放的最大源。汞的來源－人為來源化石燃料：熱電廠氯堿廠垃圾焚燒廠燃煤電廠是57汞的來源－人為來源熒光燈管繼電器測(cè)壓計(jì)廢電氣開關(guān)廢電池溫度計(jì)汞的來源－人為來源熒光燈管繼電器測(cè)壓計(jì)廢電氣開關(guān)廢電池溫度計(jì)58汞與人類健康汞污染和損害主要有三個(gè)特點(diǎn)：第一：汞污染來源種類眾多，涉及多種環(huán)境介質(zhì)；第二：汞在環(huán)境中可通過大氣和河流/洋流兩種介質(zhì)長(zhǎng)距離傳輸，其長(zhǎng)距離傳輸和遠(yuǎn)距離沉降特征，使得汞的局地排放可能造成跨界污染，成為區(qū)域性問題，甚至對(duì)整個(gè)全球環(huán)境造成影響，成為全球問題；第三：汞能在一個(gè)微小劑量下對(duì)人體健康造成損害，并且會(huì)通過影響微生物作用對(duì)環(huán)境造成損害。汞污染的持久性，生物累積性和生物擴(kuò)大性，使得汞對(duì)環(huán)境和人體健康具有很大影響。汞與人類健康汞污染和損害主要有三個(gè)特點(diǎn)：59汞與人類健康美國(guó)的研究指出，十二分之一或?qū)⒔?百萬名婦女體內(nèi)的汞含量高于安全標(biāo)準(zhǔn)，每年可能有高達(dá)30萬名新生兒因?yàn)楣廴酒渲橇蜕窠?jīng)系統(tǒng)受到影響，而在全球，這一數(shù)據(jù)可能高達(dá)千百萬。汞與人類健康美國(guó)的研究指出，十二分之一或?qū)⒔?百萬名婦女體內(nèi)60水俁病事件時(shí)間地點(diǎn)：1953年日本九州水俁原因：食用含有甲基汞的魚汞污染和汞中毒是一個(gè)久遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的問題。鑒于此，WHO及各國(guó)政府將其列為首先考慮的環(huán)境污染物.水俁病事件時(shí)間地點(diǎn)：1953年日本九州水俁61全球正在進(jìn)行的關(guān)于汞的行動(dòng)–UNECE－LATAP重金屬協(xié)議；–鹿特丹公約－含汞農(nóng)藥；–巴塞耳公約－含汞廢物；–UNEP－全球汞評(píng)估和汞的規(guī)劃；–UNIDO－手工開采的金礦；–世界銀行－有毒化學(xué)品與貧困的對(duì)策；–OECD－風(fēng)險(xiǎn)減低計(jì)劃；–ILO－勞工保護(hù)；–WHO－健康評(píng)價(jià)、毒性中心；–FAO－魚的貯存；–區(qū)域行動(dòng)全球正在進(jìn)行的關(guān)于汞的行動(dòng)–UNECE－LATAP重金屬協(xié)議62汞在環(huán)境中的分布1.汞在巖石圈的濃度：0.03ug/g2汞在土壤本底值：森林土壤0.029-0.10ug/g耕作土壤0.03-0.07ug/g3汞在水體中濃度：河水1.0ug/L，海水0.3ug/L，雨水0.2ug/L，泉水80ug/L4汞在大氣中本底值：0.5-5ng/m3

歐美國(guó)家：1~4ng/m3中國(guó)：西藏7.3ng/m3北京11ng/m3

貴陽(yáng)2~11ng/m3

重慶7~25ng/m3

汞在環(huán)境中的分布1.汞在巖石圈的濃度：0.03ug/g63我國(guó)汞污染的特點(diǎn)我國(guó)是世界第三大汞產(chǎn)國(guó)，全球大氣汞12％由中國(guó)貢獻(xiàn)。具體表現(xiàn)在：●（1）用汞量大集中在化工、電池、電光源和醫(yī)療器械行業(yè)?！瘢?）排汞量高包括產(chǎn)品和工藝排放原材料雜質(zhì)排放●（3）污染效應(yīng)明顯我國(guó)汞污染的特點(diǎn)我國(guó)是世界第三大汞產(chǎn)國(guó)，全球大氣汞12％由中64汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的主要存在形式：1）大氣：氣相汞形式，以單質(zhì)汞為主，含有少量的甲基汞2）湖泊：可溶性氣態(tài)汞、顆粒態(tài)的汞、甲基汞和可溶性離子態(tài)汞3）汞在生物體中的分布汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化汞在環(huán)境中的主要存在形式：65汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞、無機(jī)結(jié)合汞、有機(jī)結(jié)合汞無機(jī)汞：HgS、HgO、HgCO3、HgSO4、HgCl2、Hg(NO3)2有機(jī)汞：甲基汞、土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞、有機(jī)汞農(nóng)藥等土壤環(huán)境的Eh、pH決定著汞的存在形態(tài)，三價(jià)態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg0汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞、無機(jī)結(jié)合汞、有66土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放土壤中汞主要為固定態(tài)：主要由于土壤及組分對(duì)汞有強(qiáng)烈的表面吸附和離子交換吸附。Hg2+/Hg22+可被帶負(fù)電的土壤膠體吸附；HgCl3-可被帶正電荷的膠體吸附。土壤膠體腐殖酸對(duì)汞的吸附比粘土礦物高很多，原因離子汞對(duì)含S基團(tuán)有很高親和力。汞在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與環(huán)境Eh/pH值有關(guān)。Hg2+在含有H2S的還原性條件下將生成極難溶性的硫化汞；當(dāng)土壤中氧氣充足時(shí)，HgS可慢慢氧化成亞硫酸汞和硫酸汞。土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放土壤中汞主要為固定態(tài)：主要由于土67汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化汞的甲基化作用汞的環(huán)境污染問題之所以被人們所重視，不僅因?yàn)闊o機(jī)汞的毒性，更因無機(jī)汞在微生物的作用下，可轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的甲基汞，而甲基汞又可通過食物鏈在生物體內(nèi)逐級(jí)富集，最后進(jìn)入人體。所以無機(jī)汞的甲基化問題曾為研究者們廣泛關(guān)注。汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化汞的甲基化作用68汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化甲基鈷胺素有紅色和黃色兩種，可以相互轉(zhuǎn)換，這兩種甲基鈷胺素均能與Hg2+（如雙醋酸汞）反應(yīng)生成甲基汞：以上反應(yīng)無論在好氧條件還是在厭氧條件下，只要有甲基鈷胺素存在，在微生物作用下反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)，故甲基鈷胺素是汞生物甲基化的必要條件。除汞的生物甲基化作用外，有人發(fā)現(xiàn)天然水中，在非生物的作用下，只要存在甲基給予體，汞也可被甲基化。Hg2+在乙醛、乙醇、甲醇作用下，經(jīng)紫外線照射作用可甲基化。汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化甲基鈷胺素有紅色和黃色兩種，可以相互轉(zhuǎn)換69影響無機(jī)汞甲基化的因素（1）無機(jī)汞的形態(tài)。研究表明，只有二價(jià)汞離子對(duì)甲基化是有效的，Hg2+濃度越高，對(duì)甲基化越有利。排入水體的其他形態(tài)的汞都要轉(zhuǎn)化為Hg2+后才能甲基化。（2）微生物的數(shù)量和種類。參與甲基化過程的微生物越多，甲基汞的合成速度就越快。（3）溫度、營(yíng)養(yǎng)物。由于甲基化速度與沉積物中微生物活動(dòng)有關(guān)，適當(dāng)提高水溫和增加營(yíng)養(yǎng)物必然促進(jìn)和增加微生物的活動(dòng)，因而有利于甲基化作用的進(jìn)行。（4）沉積層中富汞層的位置。在有機(jī)質(zhì)沉積物的最上層和水中懸浮物的有機(jī)質(zhì)部分最容易發(fā)生甲基化作用；（5）pH對(duì)甲基化的影響。pH較低（＜5.67，最佳pH＝4.5)時(shí)，有利于甲基汞的生成；pH較高時(shí)，有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水，pH值較低時(shí)以CH3HgCl形式存在，故水體pH較低時(shí)，魚體內(nèi)積累的甲基汞量較高。影響無機(jī)汞甲基化的因素（1）無機(jī)汞的形態(tài)。研究表明，只有二價(jià)70汞的甲基化甲基汞和二甲基汞之間可以相互轉(zhuǎn)化。它主要決定于環(huán)境的pH。當(dāng)水體pH較高時(shí)，汞易生成二甲基汞；pH較低時(shí)，汞易生成一甲基汞二甲基汞是揮發(fā)性的，可由水體揮發(fā)至大氣中。在大氣中由于紫外線的照射，可光解為甲烷、乙烷和汞。在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、丙基汞是水俁病的致病性物質(zhì)。汞的甲基化甲基汞和二甲基汞之間可以相互轉(zhuǎn)化。它主要決定于環(huán)境71汞的去甲基化和汞的還原

假單胞菌屬能夠降解甲基汞，也可以將Hg2

+

還原為金屬汞。汞的去甲基化和汞的還原假單胞菌屬能夠降解甲基汞，也可以將H72汞在環(huán)境中的循環(huán)汞在環(huán)境中的循環(huán)736.1.2砷—砷在環(huán)境中的分布

砷的來源：據(jù)估計(jì)每年由自然原因釋放的砷約為8×106千克，而由人為活動(dòng)釋放到環(huán)境中的砷則高達(dá)24×106千克巖石礦物土壤的風(fēng)化火山噴發(fā)溫泉自然來源工業(yè)生產(chǎn)：冶煉、制藥化石燃料和薪材燃燒農(nóng)藥使用人為來源6.1.2砷—砷在環(huán)境中的分布砷的來源：巖石礦物自然來源74砷在巖石圈的分布1）自然砷；2）As3+簡(jiǎn)單硫化物和氧化物；3）As5+形成的砷酸根絡(luò)陰離子，與Fe、Cu、Pb、Zn等重金屬形成的礦物。4）As與S形成含硫鹽陰離子，并與Fe、Cu、Pb、Zn形成含硫鹽礦物。5）As可以陰離子的形式替代礦物中的S2-離子。但砷還可以類質(zhì)同相的形式進(jìn)入磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽。砷在巖石圈的分布1）自然砷；75砷在土壤中的分布平均含量一般為5ppm或6ppm，但變化范圍較大，從小于0.1ppm到上萬個(gè)ppm。影響因素：土壤母巖、土壤母質(zhì)中粘粒的多少及氣候條件、水分狀況等都可以影響土壤中砷的含量。分布特征：青藏高原區(qū)>西南區(qū)>華北區(qū)≈蒙新區(qū)>華南區(qū)>東北區(qū)。土壤砷的特點(diǎn)：部分可溶性砷和粘土顆粒吸附的砷進(jìn)入水體，絕大部分通過理化作用滯留在土壤中，部分通過生物吸收進(jìn)入生物體內(nèi)。存在形式：1）難溶性砷酸鹽；2）包裹在其它金屬的難溶鹽中；3）吸附在土壤粘粒和其它金屬難溶鹽的沉淀界面中；4）土壤顆粒的晶體結(jié)構(gòu)中；5）土壤溶液中。砷在土壤中的分布平均含量一般為5ppm或6ppm，但變化范76砷在水圈中的分布As在海水中的平均濃度為0.003μg/L，但各海區(qū)中的分布是不均勻的。垂直分布規(guī)律性：表層和中層的砷濃度低，深層和低層砷濃度高。在未受污染的湖水中砷的濃度通常在1--10μg/L，但在硫化物礦化區(qū)可高達(dá)100--5000μg/L。淡水中砷的平均濃度被認(rèn)為1.5--2μg/L，溫泉、地下水、大氣和降水中也含有一定的砷。在水體的不同深度，砷的存在形式不同。水體中的砷濃度取決于pH、Eh、光致轉(zhuǎn)化作用、沉積物的化學(xué)組成等因素。而大氣和降水中砷的含量則與污染狀況有關(guān)。As在水體中主要以不同形式的砷酸和亞砷酸聚合體（H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3

–）出現(xiàn)。砷在水圈中的分布As在海水中的平均濃度為0.003μg/L77砷在生物體中的分布植物體中的砷主要來自土壤和水體。陸生植物的砷含量多數(shù)少于1ppm（干重），而海洋植物和海藻則要比陸生植物明顯偏高。不同地域的植物砷含量可以相差很大。但最近也有研究者發(fā)現(xiàn)某些特殊植物中的砷含量可以高達(dá)數(shù)千ppm。動(dòng)物體中的砷含量與其生活環(huán)境緊密相關(guān)。通常海洋動(dòng)物體中的砷含量高于陸地或淡水動(dòng)物體的含量。正常人體內(nèi)砷的平均濃度為5ppb，但也有資料認(rèn)為是0.1ppb。砷在生物體中的分布植物體中的砷主要來自土壤和水體。陸生植物78砷在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律砷以不同的形態(tài)存在于環(huán)境中，它們?cè)诓煌臈l件下通過發(fā)生生物轉(zhuǎn)化和非生物轉(zhuǎn)化形成砷的循環(huán)。這些轉(zhuǎn)化主要有三種形式：1）在酶或非酶催化下As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的簡(jiǎn)單氧化還原反應(yīng)；2）生物甲基化產(chǎn)生甲基胂；3）生物合成復(fù)雜的有機(jī)胂化合物。砷通過理化作用和生物作用形成完整的循環(huán)體系，其中砷的生物循環(huán)在砷的總循環(huán)中占有相當(dāng)重要的地位。砷在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律砷以不同的形態(tài)存在于環(huán)境中，它們?cè)?9砷的甲基化反應(yīng)砷化合物可在厭氧細(xì)菌作用下被還原，然后與甲基作用，生成毒性很大的易揮發(fā)的二甲基胂和三甲基胂。反應(yīng)過程可示意如下：二甲基胂和三甲基胂雖然毒性很強(qiáng)，但在環(huán)境中易氧化為毒性較低的二甲基胂酸。砷的甲基化反應(yīng)砷化合物可在厭氧細(xì)菌作用下被還原，然后與甲基作80砷在環(huán)境中轉(zhuǎn)化模式砷在環(huán)境中轉(zhuǎn)化模式81砷污染與健康—地方性砷中毒

地方性砷中毒是由于原生地質(zhì)原因或其它非人為因素引起的環(huán)境中砷含量較高，居民長(zhǎng)期攝入少量砷而引起的砷中毒。1）飲水型砷中毒2）燃煤型砷中毒無機(jī)砷可抑制酶的活性，與蛋白質(zhì)結(jié)合，抑制線粒體的呼吸作用等，同時(shí)還引起染色體及器官的異常。砷污染與健康—地方性砷中毒地方性砷中毒是由于原生地質(zhì)原因或82

6.2有機(jī)污染物有機(jī)鹵代物多環(huán)芳烴（PAH）表面活性劑持久性有機(jī)污染物(POPs)鹵代烴多氯聯(lián)苯（PCBs）多氯代二苯并二惡英（PCDD）和多氯代二苯并呋喃（PCDF）

6.2有機(jī)污染物有機(jī)鹵代物鹵代烴83多氯聯(lián)苯（PCBs）——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途多氯聯(lián)苯（PCBs）是一組由一個(gè)或多個(gè)氯原子取代聯(lián)苯分子中的氫原子而形成的具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的氯代芳烴類化合物．根據(jù)聯(lián)苯分子中的氫原子被氯原子取代的不同方式，PCBs有209種同類物。PCBs的物理化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，具有良好的化學(xué)惰性、抗熱性、不可燃性、低蒸汽壓、揮發(fā)性弱、高介電常數(shù)和對(duì)金屬無腐蝕作用等優(yōu)點(diǎn)；作為熱交換劑、潤(rùn)滑劑、變壓器和電容器內(nèi)的絕緣介質(zhì)、增塑劑、有機(jī)稀釋劑、殺蟲劑、切割油、壓敏復(fù)寫紙以及阻燃劑等重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工業(yè)、化工和印刷等領(lǐng)域。多氯聯(lián)苯（PCBs）——結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途多氯聯(lián)苯（PCBs）84多氯聯(lián)苯分布大氣分布：多氯聯(lián)苯揮發(fā)性小，所以大氣中含量少。如美國(guó)大氣中通常PCBs濃度在1－10ng/L;水中分布：多氯聯(lián)苯水中溶解度小，所以水中濃度低。在水中最大殘留量很少超過2ng/L。土壤：由于PCBs是一類親脂性化合物,所以一旦進(jìn)入土壤,即被土壤有機(jī)質(zhì)牢固吸附,很難消失,從而造成土壤的PCBs污染。農(nóng)業(yè)區(qū)土壤PCBs為1.25～6.63ng/g,市區(qū)為2.69～3.12ng/g,工業(yè)區(qū)為0.24～9.39ng/g。生物中分布：植物可以從水中吸收多氯聯(lián)苯，通過食物鏈的傳遞，魚和人乳中也能檢測(cè)出一定量的多氯聯(lián)苯.魚濃度可達(dá)1－7mg/Kg(濕重）；美國(guó)人乳0.03mg/Kg。多氯聯(lián)苯分布大氣分布：多氯聯(lián)苯揮發(fā)性小，所以大氣中含量少。85多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——大氣中的遷移PCBs污染最初是在赤道至中緯度地區(qū),然而目前在北極和其它遙遠(yuǎn)地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了PCBs的“足跡”,這其中大氣傳輸?shù)淖饔貌豢奢p視。據(jù)報(bào)道流入蘇必利爾湖的PCBs有85%—90%是來自大氣沉降,密歇根湖中的PCBs,其大氣沉降貢獻(xiàn)也有58%—63%。PCBs在大氣中的消失途徑主要有兩種,一是直接光解和與OH-、NO3、O3等自由基作用。這其中尤以O(shè)H-的作用最為顯著。另一重要途徑是雨水沖洗和干、濕沉降。通過這一過程實(shí)現(xiàn)了污染物從大氣向水體或土壤的轉(zhuǎn)移。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

86多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——土壤中的遷移土壤中的PCBs主要來源于顆粒沉降,有少量來源于污泥作肥料,填埋場(chǎng)的滲漏以及在農(nóng)藥配方中使用的PCBs等。Haque等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PCBs的揮發(fā)速率隨著溫度的升高而升高,但隨著土壤中粘土含量和聯(lián)苯氯化程度的增加而降低。研究表明,生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明顯減少,只有揮發(fā)過程最有可能是引起PCBs損失的主要途徑,尤其對(duì)高氯取代的聯(lián)苯更是如此。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

87多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——水中的遷移PCBs主要通過大氣沉降和隨工業(yè)、城市廢水向河、湖、沿岸水體的排放等方式進(jìn)入水體。由于PCBs是一種疏水性化合物,從而決定了其在水中的主要存在方式,除一小部分溶解外,大部分的PCBs都是附著在懸浮顆粒物上,并且最終將依照顆粒大小以一定的速度沉降到底泥中,然后隨之沉積下去。因此底泥中的PCBs含量一般要較上面的水體高一、兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

88多氯聯(lián)苯的遷移轉(zhuǎn)化

——生物轉(zhuǎn)化PCBs是一類穩(wěn)定化合物,一般不易被生物降解,尤其是高氯取代的異構(gòu)體。但在優(yōu)勢(shì)菌種和其它環(huán)境適宜條件下,PCBs的生物降解不但可以發(fā)生而且速率也會(huì)大幅度提高。有關(guān)PCBs的生物降解在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行得較多,它也是近幾年的研究熱點(diǎn)。Cl原子數(shù)<5的PCBs在實(shí)驗(yàn)室條件下,已經(jīng)證明可以被幾種微生物氧化成無機(jī)物,高氯取代