环境化学第六章金属及有机污染PPT课件
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环境化学第6章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
体内的许多器官产
生影响 。
2020/10/27
砷 中 毒 肾 病
砷中毒皮肤组织增殖细胞
第二节 有机污染物
大量的有机化学品以各种形式进入 环境，产生各种各样的环境效应，直接 或间接地危及人体健康。其中以对生态 环境和人类健康影响最大的难降解的、 有致癌、致突变作用的有机物的环境行 为最受人们关注。
2020/10/27
பைடு நூலகம்
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某些细菌
降解而转化为甲烷和汞。也可将Hg2+还 原为金属汞。
CH3Hg+ +2H
Hg+CH4+H+
HgCl2+2H
Hg+2HCl
2020/10/27
4、汞的生物效应
甲基汞能与许多有机配位体基团结 合，如-COOH、 - NH2、 - SH、 - C S - C - 、 - OH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 分解半衰期为70d），因此烷基汞比可溶 性无机汞化合物的毒性大10—100倍。
2020/10/27
卤代烃在大气中的转化
卤代烃的转化
对流层 含氢卤代烃与HO自由基的反应
2020/10/27
平流层
受到高能光子的攻击而被破坏
多氯联苯（PCBs）
多氯联苯的结构与性质
多氯联苯是一组由 多个氯原子取代联苯分子 中氢原子而形成的氯代芳 烃类化合物。
由于PCBs理化性质稳定，用途广泛，已成 为全球性环境污染物，而引起人们的关注。
多氯代二苯并二恶英（PCDD ）和多氯代二苯并呋喃（PCDF） 是目前已知的毒性最大的有机氯 化合物。他们是两个系列的多氯 化物。其结构式为：
环境化学第六章金属及有机污染PPT课件
一般有机汞的挥发性大于无机汞，有机汞中又以甲 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。气相汞的最后归趋是进入土壤和海 底沉积层。
-
2
-
3
汞在环境中的迁移、 转化与环境（特别是 水环境）的电位和pH 值有关。从图可以看 出，液态汞和某些无 机汞化合物，在较宽 的pH和电位条件下， 是稳定的。
被辅酶FADH2还原，使其中钴 由三价降为一价，然后辅酶甲 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，使汞的甲基化能够继续进 行。
-
5
在S2－或H2S存在下，甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg＋＋S2－ → (CH3Hg)2S (CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS
各种形态汞在水中稳定范围 -
4
2、汞的甲基化 在天然环境中某些无机形态的金属元素能转化为有机金属
化合物，其中主要过程为环境甲基化，又叫生物甲基化。 甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源。
CH3CoB12 + Hg2+ + H2O → H2OCoB12+ CH3Hg+
甲基钴氨素的再生： 水合钴氨素（H2OCoB12）
-
9
2、环境中As的迁移转化 在一般的pH和Ea范围内，As主要以+3，+5存在。 水溶性部分：AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-、 H2AsO3-只占5~10%。 因为：
A. 水溶性As易与土壤中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+ 等离子生成难溶性砷化物(与PO43-相似)。
中科大环境化学-第6章_典型有机有毒污染物
3、 在环境中的迁移（PAHs）
多环芳香烃(PAHs)是地表水中滞留性污染物。 多环芳香烃(PAHs)最终的迁移可能是吸附到沉积 物之中，进行缓慢的生物降解，挥发过程和水解过程不 是重要的迁移过程。
多环芳香烃(PAHs) 能在水生生物的脂肪层富集。 随化合物溶解度降低，多环芳香烃(BCFs)值增加。 藻类暴露于水中的萘、菲和芘污染物中，BCFs值 为12600，24000和36300。鱼体富集多环芳香烃(PAHs) 的BCFs值高达10000。
多氯代二苯并p二恶英1用途产量和特征pcdds二恶英dioxins是一类多氯代三环芳香化合物根据其分子中氯原子的取代数目和取代位置能出现209种异构体其中2378四氯二苯二恶英2378tcdd的毒性相当于氰化钾的1000倍以上被称为地球上毒性最强的毒物具有致癌性生殖毒性免疫毒性和内分泌毒性等
第 六章 典型有机污染物
物，具有致癌性、生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性等．
1973年的国际环境卫生科学研 究会议开始注意二恶英的环境 危害和行为。
多氯代二苯并-P-二恶英，一般可简写为PCDDs， 其结构式为：
9 8
Clm
10
O
1 2 3
nCl
9 8 7 6 O 5
1 2 3 4
7
6
O
4
5 二恶英
二苯并呋喃
PCDF
环境中的二恶英，80％一90％来源于城市垃圾的 焚烧，它进入大气，通过生物累积，进入生物链，再 通过饲料污染畜禽产品．人们主要是通过受污染的动 物性食品而中毒
POPs在水体中的半衰期大多在几十天至20年，个别长达 100年；在土壤中半衰期大多在1-12年，个别长达600年；而
它们的生物富集因子（BCF）高达4000-70000之间。
环境化学第六章 ln
根据对日本水俣病的研究，中毒者发病时发汞含 量为200一1000μg/g，最低值为50μg/g；血汞为0.2— 2.0μg/m1；红细胞中为0.4μg/g。因此，可以把发汞 50μg/g、血汞0.2μg/m1、红细胞中汞0.4μg/g看成是对甲 基汞最敏感的人中毒的阈值。
2020/6/4
15
环境化学第六章
CH3Hg＋＋2H → Hg＋CH4＋H＋ HgCl2＋2H → Hg＋2HCl
2020/6/4
12
环境化学第六章
2020/6/4
13
环境化学第六章
Hg的生物、化学循环示意图
2020/6/4
Source: Environment Canada
14
环境化学第六章
4 汞的危害
甲基汞能与许多有机配位体基团结合，如-SH、 OH、 -COOH、-NH2、-C-S-C-等。所以甲基汞非常容 易和蛋白质、氨基酸类物质起作用。
2020/6/4
9
环境化学第六章
汞在环境中的 迁移、转化与 环境（特别是 水环境）的电 位和pH值有关。 从图可以看出， 液态汞和某些 无机汞化合物， 在较宽的pH和 电位条件下， 是稳定的。
各种形态汞在水中稳定范围
2020/6/4
10
环境化学第六章
2、汞的甲基化
在天然环境中某些无机形态的金属元素能转化为有机金属化 合物，主要过程为环境甲基化，又叫生物甲基化。
pK CH3Hg+
9.5 8.8 15.7 22.0
Hg2+ 10.3 10 14 13
2020/6/4
8
环境化学第六章
如果存在亲和力更强或者浓度很大的配位体， 重金属难溶盐就会发生转化，这是一个普遍 规律。例如，在Hg(OH)2与HgS溶液中，从 计算可知，Hg的浓度仅为0.039mg/L，但当 环境中C1-离子含量为0.001mol/L时， Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和 408倍；如果C1-离子浓度为1mol/L时，则它 们的溶解度分别增加105和107倍。这是因为 高浓度的C1-离子与Hg 2+离子发生强的络合 作用。因此，河流中悬浮物和沉积物中的汞， 进入海洋后会发生解吸，使河口沉积物中汞 含量显著减少。
2020/6/4
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环境化学第六章
CH3Hg＋＋2H → Hg＋CH4＋H＋ HgCl2＋2H → Hg＋2HCl
2020/6/4
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环境化学第六章
2020/6/4
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环境化学第六章
Hg的生物、化学循环示意图
2020/6/4
Source: Environment Canada
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环境化学第六章
4 汞的危害
甲基汞能与许多有机配位体基团结合，如-SH、 OH、 -COOH、-NH2、-C-S-C-等。所以甲基汞非常容 易和蛋白质、氨基酸类物质起作用。
2020/6/4
9
环境化学第六章
汞在环境中的 迁移、转化与 环境（特别是 水环境）的电 位和pH值有关。 从图可以看出， 液态汞和某些 无机汞化合物， 在较宽的pH和 电位条件下， 是稳定的。
各种形态汞在水中稳定范围
2020/6/4
10
环境化学第六章
2、汞的甲基化
在天然环境中某些无机形态的金属元素能转化为有机金属化 合物，主要过程为环境甲基化，又叫生物甲基化。
pK CH3Hg+
9.5 8.8 15.7 22.0
Hg2+ 10.3 10 14 13
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环境化学第六章
如果存在亲和力更强或者浓度很大的配位体， 重金属难溶盐就会发生转化，这是一个普遍 规律。例如，在Hg(OH)2与HgS溶液中，从 计算可知，Hg的浓度仅为0.039mg/L，但当 环境中C1-离子含量为0.001mol/L时， Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和 408倍；如果C1-离子浓度为1mol/L时，则它 们的溶解度分别增加105和107倍。这是因为 高浓度的C1-离子与Hg 2+离子发生强的络合 作用。因此，河流中悬浮物和沉积物中的汞， 进入海洋后会发生解吸，使河口沉积物中汞 含量显著减少。
环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段：90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年；
形成阶段：70-80年代；
发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
１９６９年，美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议，在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会，并将次 年的４月２２日作为“地球日”。 1970年4月22日，由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动，犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加，约1万所中 小学，2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动，这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态； 潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质 中和不同介质间的环境化学行为；
有害物质对环境和生态系统以及人体健康产 生效应的机制和风险性； 有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止 产生危害的方法和途径。
《环境化学》全套教学课件pptx
水体中污染物迁移转化规律
1 2
污染物的迁移方式 包括对流、扩散、吸附、沉淀等。
污染物的转化过程 包括光化学转化、生物转化、化学转化等。
3
影响污染物迁移转化的因素 如水温、水流速度、水体pH值、微生物活动等。
04
土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
有机质
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同 大小的矿物颗粒。包括砂粒、粉粒、黏粒等。
07
当代环境问题与可持 续发展战略思考
当代环境问题概述
空气污染
工业废气、汽车尾 气、室内空气污染 等。
生物多样性丧失
物种灭绝、生态系 统破坏、基因资源 流失等。
全球气候变化
温室效应、极端天 气件频发、海平 面上升等。
水资源危机
水资源短缺、水污 染严重、水生态破 坏等。
土壤污染与退化
化肥农药过量使用、 重金属污染、土壤 侵蚀等。
影响生物体免疫系统
污染物质可能影响生物体的免疫系统， 降低生物体的免疫力，使其更容易受 到病原体的侵袭。
06
环境质量评价方法及 标准
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义
环境质量评价是对环境的优劣进行定量或定性的描述和评估，为 环境管理、规划和决策提供科学依据。
环境质量评价的内容和范围
包括大气、水、土壤、生物等环境要素的质量评价，以及环境噪声、 放射性、电磁辐射等污染因素的评价。
土壤中污染物迁移转化规律
物理迁移
污染物在土壤中的物理 迁移主要包括扩散、对 流和机械搬运等作用。
化学迁移
污染物在土壤中的化学 迁移涉及溶解、沉淀、 氧化、还原等化学反应
过程。
生物迁移
土壤中的生物活动如植 物吸收、微生物降解等 作用可以影响污染物的
环境化学第六章
2019/10/3
5
环境化学第六章
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与 生物体内的高分子结合，形成稳定的有机汞络合物， 就很难排出体外。下表所列出的甲基汞和汞的某些 络合物稳定常数可以看出，其中半胱氨酸和白蛋白
与甲基汞和汞的络合物相当稳定。
甲基汞和汞的某些络合物的稳定常数
配位体
OH 组氨酸 半胱氨酸 白蛋白
根据对日本水俣病的研究，中毒者发病时发汞含 量为200一1000μg/g，最低值为50μg/g；血汞为0.2— 2.0μg/m1；红细胞中为0.4μg/g。因此，可以把发汞 50μg/g、血汞0.2μg/m1、红细胞中汞0.4μg/g看成是对甲 基汞最敏感的人中毒的阈值。
2019/10/3
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环境化学第六章
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。经过十年 研究于1963年从水俣湾的鱼、贝中分离出CH3HgCl 结晶。并用纯CH3HgCl结晶喂猫进行试验，出现了 与水俣病完全一致的症状。1968年日本政府确认水 俣病是由水俣湾附近的化工厂在生产乙醛时排放的 汞和甲基汞废水造成的。这是世界历史上首次出现 的重金属污染重大事件。
pK CH3Hg+
9.5 8.8 15.7 22.0
Hg2+ 10.3 10 14 13
2019存在亲和力更强或者浓度很大的配位体， 重金属难溶盐就会发生转化，这是一个普遍 规律。例如，在Hg(OH)2与HgS溶液中，从 计算可知，Hg的浓度仅为0.039mg/L，但当 环境中C1-离子含量为0.001mol/L时， Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和 408倍；如果C1-离子浓度为1mol/L时，则它 们的溶解度分别增加105和107倍。这是因为 高浓度的C1-离子与Hg 2+离子发生强的络合 作用。因此，河流中悬浮物和沉积物中的汞， 进入海洋后会发生解吸，使河口沉积物中汞 含量显著减少。
环境化学全套课件
环境污染的全生命周期管理
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
从源头预防到末端治理，对环境污染进行全生命周期的管理，降低 环境负荷。
跨学科的交叉融合
环境化学与生物学、地理学、社会学等学科的交叉融合，为解决环 境问题提供更多思路和方法。
应对挑战的策略与措施
加强环境化学基础研究
深入开展环境化学过程和机理研究，为污染治理和预防提供科学 依据。
物种灭绝、基因资源丧失、生态平衡破坏等。
03
环境化学污染物
有机污染物
持久性有机污染物
这类污染物在环境中难以降解，可在水、土壤和生物体内积累， 对环境和人体健康造成长期危害。
含氯有机污染物
如多氯联苯、二噁英等，这些物质具有致癌、致畸和致突变性， 对环境和人体健康造成严重威胁。
含磷有机污染物
这类污染物具有生物富集性，可导致水体富营养化，对水生生态 系统造成破坏。
详细描述
物理化学过程包括溶解、沉淀、挥发、氧化还原等，这些过程在环境中的元素 迁移转化中起着重要作用。例如，土壤中的重金属离子可以通过溶解作用进入 地下水，进而影响地下水的质量。
生物化学过程
总结词
生物化学过程是环境化学中不可或缺的一部分，主要涉及生物体与环境中的化学 物质之间的相互作用。
详细描述
生物化学过程包括生物降解、生物转化和生物积累等。例如，土壤中的有机污染 物可以通过微生物的降解作用被分解为无害的物质，从而降低土壤污染的程度。
环境化学全套课件
汇报人：
202X-12-23
• 环境化学基础 • 环境污染与生态破坏 • 环境化学污染物 • 环境化学反应与过程 • 环境化学监测与评价 • 环境化学治理与修复 • 环境化学的未来发展与挑战
01
环境化学基础
环境化学的定义与重要性
《环境化学课件》PPT课件
物体。
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
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DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
环境化学PPT课件
大气圈垂直结构
对流层、平流层、中间层、热成 层、外大气层
大气组成
恒定成分（N2、O2、Ar等）、 可变成分（CO2、H2O等）、不 定成分（自然源、人为源污染物 ）
大气污染物的来源与分类
污染源
自然源（火山喷发、森林火灾等）、人为源（工业、交通、 农业等）
污染物分类
气溶胶状态污染物（粉尘、烟、雾等）、气体状态污染物（ SO2、NOx、CO等）
为植物根系和土壤微生物提供氧气，参 与土壤中的气体交换
土壤污染物的来源与分类
天然源
地质背景值高、火山活动、自然风化和 淋溶作用
按性质分类
化学污染物、物理污染物、生物污染物
人为源
工业“三废”、农药和化肥使用、生活 污水和垃圾
按形态分类
气体、液体、固体
土壤污染物的迁移转化过程
物理过程
吸附与解吸、挥发与凝结 、溶解与沉淀
阐述工业废水、生活污水、农业面源污染等水体污染的主要来源 ，以及其对水生态环境和人类健康的危害。
水污染治理技术分类
介绍物理法、化学法、生物法等水污染治理技术的原理和应用。
水污染治理案例分析
通过具体案例，分析水污染治理技术的实际应用效果及存在的问 题。
土壤污染治理技术原理及应用
土壤污染来源及危害
阐述工业固体废弃物、农药化肥使用等土壤污染的主要来源，以 及其对农产品安全和人类健康的危害。
环境化学的研究对象与任务
研究对象
环境化学的研究对象包括大气、水、土壤、生物等环境中的化学物质。
任务
环境化学的主要任务是揭示化学物质在环境中的迁移、转化和归宿规律，评价 化学物质对环境和人类健康的影响，为环境保护和可持续发展提供科学依据。
环境化学第六章污染物在环境各圈的迁移转化
(4)表面活性剂疏水基团对其性质的影响： 如果表面活性剂的种类相同，分子大小相同则一般有支链结构 的表面活性剂有较好润湿、渗透性能。 具有不同疏水性基团的表面活性剂分子其亲脂能力也有差别， 大致顺序为：脂肪族烷烃＞环烷烃＞脂肪族烯烃＞脂肪族芳烃 ＞芳香烃＞带弱亲水基团的烃基。
三．表面活性剂的来源、迁移与转化 由于它含有很强的亲水基团，不仅本身亲水，也使其他不溶 于水的物质分散于水体，并可长期分散于水中，而随 水流迁移。只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉入水底。 四．表面活性剂的降解 表面活性剂进入水体后，主要靠微生物降解来消除。但是 表面活性剂的结构对生物降解有很大影响。 ①阴离子表面活性剂 其微生物降解顺序为
(4)汞的生物效应
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，就很难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。 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。
2 寿命
（3）卤化物在大气中的转化①对流层中的转化：含氢卤代 烃与HO自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。 卤代烃消除途径的起始反应是脱氢。 CHCl3十HO•→H2O十•CCl3 •CCl3自由基再与氧气反应生成碳酰氯(光气)和ClO•： •CCl3十O2→COCl2十ClO• 光气在被雨水冲刷或清除之前，将一直完整地保留着， 如果清除速度很慢，大部分的光气将向上扩散，在平流层 下部发生光解；如果冲刷清除的速度很快，光气对平流层 的影响就小。 ClO•可氧化其他分子并产生氯原子。在对流层中，NO 和H2O可能是参与反应的物质： ClO •十NO →Cl+ NO2 3ClO •十H2O →3C1 •十2HO •十O2 多数氯原子迅速和甲烷作用： Cl•十CH4→HCl+ •CH3 氯代乙烯与HO基反应将打开双键，让氧加成进去。如全氯 乙烯可转化成三氯乙酰氯： C2Cl4十[O] →CCl3COCl
三．表面活性剂的来源、迁移与转化 由于它含有很强的亲水基团，不仅本身亲水，也使其他不溶 于水的物质分散于水体，并可长期分散于水中，而随 水流迁移。只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉入水底。 四．表面活性剂的降解 表面活性剂进入水体后，主要靠微生物降解来消除。但是 表面活性剂的结构对生物降解有很大影响。 ①阴离子表面活性剂 其微生物降解顺序为
(4)汞的生物效应
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，就很难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。 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。
2 寿命
（3）卤化物在大气中的转化①对流层中的转化：含氢卤代 烃与HO自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。 卤代烃消除途径的起始反应是脱氢。 CHCl3十HO•→H2O十•CCl3 •CCl3自由基再与氧气反应生成碳酰氯(光气)和ClO•： •CCl3十O2→COCl2十ClO• 光气在被雨水冲刷或清除之前，将一直完整地保留着， 如果清除速度很慢，大部分的光气将向上扩散，在平流层 下部发生光解；如果冲刷清除的速度很快，光气对平流层 的影响就小。 ClO•可氧化其他分子并产生氯原子。在对流层中，NO 和H2O可能是参与反应的物质： ClO •十NO →Cl+ NO2 3ClO •十H2O →3C1 •十2HO •十O2 多数氯原子迅速和甲烷作用： Cl•十CH4→HCl+ •CH3 氯代乙烯与HO基反应将打开双键，让氧加成进去。如全氯 乙烯可转化成三氯乙酰氯： C2Cl4十[O] →CCl3COCl
【优秀】第章环境污染和环境化学PPT资料
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二、主要环境污染与人体健康
(一) 大气污染与人体健康 大气的化学性污染对人体健康的危害很大。这种危害可以分为慢性中毒、急性中毒和致癌作用三种。 （1）慢性中毒 科学研究表明，城市大气的化学性污染是慢性支气管炎、肺气肿和支气管哮喘等疾病的重要诱 因。 （2）急性中毒 在工厂大量排放有害气体并且无风、多雾时，大气中的化学污染物不易散开，就会使人急性 中毒。 （3）致癌作用
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(二) 环境污染的分类
“万低亿按水 分环平率”）境。要化素学可污分染为物大质气在污环染境中、的水浓体度污水染平和很土低壤，污一染般等仅；为 ppm 级（百万分率）或 ppb（十亿分率）级，有时甚至可达 ppt级（ 第三，一些具有致癌作用的化学物质，如砷 (As)、铬(Cr)、苯胺等污染水体后，可以在水体中的悬浮物、底泥和水生生物体内蓄积。 长期按在污强噪染声的中性工质作可，分听为力生就物会污下染降、，甚化至学造污成染噪和声物性理耳污聋染。； 按污染产生的来源可分为工业污染、农业污染、交通运输污染和生活污染等； [当知人识按的拓污睡展眠染] 受物P到M的2噪形. 声态的可干分扰为时废，气就污不染能消、除废疲水劳污、染恢、复固体体力废。物污染以与噪声污染、辐射污染等； 重复使用——Reuse 按污按染污的性染质产可生分的为来生源物可污分染为、工化业学污染和、物农理业污污染染；、交通运输污染和生活污染等； 第三章 化学反应速率和化学平衡 主要按对污环境染自物然的生分态布系范统围和分人，的又健可康分产生为危全害球，性即污使染当、时区不域造性成污危染害，、但局后部续性效污应染有等害。也算是污染行为，如氮氧化物的排放，本身并 不有害，但在阳光催化下与自由基等物质作用会转化成光化学烟雾，对生物造成危害，对建筑物等造成腐蚀污水排放污染。 污染物中能够诱发人或哺乳动物患癌症的物质叫做致癌物。 第一，饮用污染的水和食用污水中的生物，能使人中毒，甚至死亡。 (二) 绿色化学的原则
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AsO43-吸附交换能力大于AsO33-，所以As吸附两下降，可 溶性As含量上升。
另外，土壤Ea下降，除直接将＋5价As还原为＋3外，还 会使砷酸铁以及其它形式与砷酸盐相结合的 Fe3+还原为比较
容易溶解的Fe2+形式，因此可溶性As含量与Eh呈明显负相 关。但需要注意的是：当土壤中含硫量较高时，在还原条件
各种形态汞在水中稳定范围 2021
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2、汞的甲基化 在天然环境中某些无机形态的金属元素能转化为有机金属
化合物，其中主要过程为环境甲基化，又叫生物甲基化。 甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源。
CH3CoB12 + Hg2+ + H2O → H2OCoB12+ CH3Hg+
甲基钴氨素的再生： 水合钴氨素（H2OCoB12）
B、与辅酶络合
C、抑制ATP合成。As的性质与P相似，可以干扰由 3-磷酸甘油醛生成1，3-二磷酸甘油酯酶的生成。
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CHOPO32-
H C OH CO
磷酸酶
H
3－磷酸甘油醛
CHOPO32-
C OH
加成过程
C O 导致ATP生成
OPO32-
CHOPO 3 2C OH
无酶的自发水解过程
砷酸盐(AsO3-) C O O -
对砷常用的解毒剂是含有巯基基团并能与砷酸根结 合的化合物。如BAL(2,3-二巯基丙醇)，可从蛋白质 中去除砷酸根，并恢复正常的酶功能。
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第二节 有机污染物
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一、有机卤代物
1、卤代烃 （1）来源
➢ 氯甲烷：天然源主要来自海洋生物活动。 人为源主要来自汽车尾气和氯乙烯塑料、 农作物等废物的燃烧。
一般有机汞的挥发性大于无机汞，有机汞中又以甲 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。气相汞的最后归趋是进入土壤和海 底沉积层。
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汞在环境中的迁移、 转化与环境（特别是 水环境）的电位和pH 值有关。从图可以看 出，液态汞和某些无 机汞化合物，在较宽 的pH和电位条件下， 是稳定的。
➢ 氟氯昂：火山爆发和人为排放。
➢ 四氯化碳：工业溶剂、灭火剂和干洗剂。
➢ CHF2Cl（CFC－22）：制冷剂和发泡剂。
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一、有机卤代物
1、卤代烃 （2）卤化物在大气中的转化
➢ 在对流层中的转化：含氢卤代烃与OH自由 基的反应是它们在对流层中消除的主要途径
巯基(R-SH)作用。 • 砷的甲基化转化为三甲基砷。 • 不同类型的土壤对As的危害程度有差异，顺序是
sand>silt>clay。 • 砷甲基化机制：
重要前提是：As(Ⅲ)还原为As(Ⅵ)
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As的生物化学效应
A、高浓度砷化物使蛋白质凝固。可能是As与蛋白 质中的二巯键反应。因此对As常用的解毒剂是含有 巯基基团并能与砷酸根结合的化合物，如BAL （2,3-二巯基丙醇），可以从蛋白质中去除砷酸 根，并恢复正常的酶功能。
被辅酶FADH2还原，使其中钴 由三价降为一价，然后辅酶甲 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，使汞的甲基化能够继续进 行。
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在S2－或H2S存在下，甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg＋＋S2－ → (CH3Hg)2S (CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS
下，可生成稳定难溶的As2S3。
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砷是植物中强烈吸收积累的元素。
问题：做水稻和小麦的盆栽试验，在施用相同的 Na3AsO4的情况下，为什么水稻糙米中的含砷量高于 小麦中？
考虑因素：作物种类；土壤条件（淹水），Eh；砷形态
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3、As的危害 • As(Ⅲ)的毒性是As(Ⅵ)的60倍。前者可以与蛋白质中
B. 土壤中As大部分与土壤胶体相结合，呈吸附 状态，且吸附牢固，呈现为AsO43-、AsO33-阴 离子。
因此，含As污染物进入土壤后，主要积累与土 壤表层，很难向下迁移。
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土壤的Eh降低，pH值升高，砷的溶解度增大。这是 由于Eh降低，AsO43－逐渐被还原为AsO33－，溶解度 增大。同时pH值升高，土壤胶体所带的正电荷减 少，对砷的吸附能力降低，所以浸水土壤中生长的作 物的砷含量也较高。
O As OΒιβλιοθήκη 无ATP生成O-1－砷－3－磷酸甘油酯
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因为它的性质与磷相似，所以砷会干扰某些有磷参 与的生化反应。
磷参与重要产能物质ATP的生物化学合成。
ATP生成的关键步骤是用3-磷酸甘油醛进行，1,3-二 磷酸甘油酯的酶的合成。
高浓度的砷化物会使蛋白质凝固，可能是因为砷与 蛋白质中的二硫键反应。
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砷在环境中的转移模式如下：
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土壤中溶解态、难溶态及吸附态砷之间相对含量与土壤Eh、 pH密切相关：pH上升，Eh下降，可提高As的溶解性。 原因：
① pH上升，土壤胶体上的正电荷下降，对As的吸附量 下降，可溶性As含量升高；
② Ea下降，砷酸还原为亚砷酸 H3AsO4 + 2H+ + 2e → H3AsO3 + H2O
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3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解而转
化为甲烷和汞。也可将Hg2＋还原为金属汞。 CH3Hg＋＋2H → Hg＋CH4＋H＋ HgCl2＋2H → Hg＋2HCl
汞在环境中的循环如下图所示：
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二、砷
1、来源 ① 自然存在的矿物 ② 工业排放 ③ 农业使用砷酸铅、砷酸钙
第一节 重金属元素
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一、汞 1、环境中汞的来源、分布与迁移
➢ 来源与分布 汞在自然界的浓度不大，但分布很广。主要开采
应用后绝大部分以三废形式进入环境。
➢ 迁移转化 与其他金属相比，汞的重要特点时能以零价的形
式存在于大气、土壤和天然水中，这是因为汞具有很 高的电离势，故转化为离子的倾向小于其他金属。
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2、环境中As的迁移转化 在一般的pH和Ea范围内，As主要以+3，+5存在。 水溶性部分：AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-、 H2AsO3-只占5~10%。 因为：
A. 水溶性As易与土壤中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+ 等离子生成难溶性砷化物(与PO43-相似)。
另外，土壤Ea下降，除直接将＋5价As还原为＋3外，还 会使砷酸铁以及其它形式与砷酸盐相结合的 Fe3+还原为比较
容易溶解的Fe2+形式，因此可溶性As含量与Eh呈明显负相 关。但需要注意的是：当土壤中含硫量较高时，在还原条件
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2、汞的甲基化 在天然环境中某些无机形态的金属元素能转化为有机金属
化合物，其中主要过程为环境甲基化，又叫生物甲基化。 甲基钴氨素是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源。
CH3CoB12 + Hg2+ + H2O → H2OCoB12+ CH3Hg+
甲基钴氨素的再生： 水合钴氨素（H2OCoB12）
B、与辅酶络合
C、抑制ATP合成。As的性质与P相似，可以干扰由 3-磷酸甘油醛生成1，3-二磷酸甘油酯酶的生成。
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CHOPO32-
H C OH CO
磷酸酶
H
3－磷酸甘油醛
CHOPO32-
C OH
加成过程
C O 导致ATP生成
OPO32-
CHOPO 3 2C OH
无酶的自发水解过程
砷酸盐(AsO3-) C O O -
对砷常用的解毒剂是含有巯基基团并能与砷酸根结 合的化合物。如BAL(2,3-二巯基丙醇)，可从蛋白质 中去除砷酸根，并恢复正常的酶功能。
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第二节 有机污染物
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一、有机卤代物
1、卤代烃 （1）来源
➢ 氯甲烷：天然源主要来自海洋生物活动。 人为源主要来自汽车尾气和氯乙烯塑料、 农作物等废物的燃烧。
一般有机汞的挥发性大于无机汞，有机汞中又以甲 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。气相汞的最后归趋是进入土壤和海 底沉积层。
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汞在环境中的迁移、 转化与环境（特别是 水环境）的电位和pH 值有关。从图可以看 出，液态汞和某些无 机汞化合物，在较宽 的pH和电位条件下， 是稳定的。
➢ 氟氯昂：火山爆发和人为排放。
➢ 四氯化碳：工业溶剂、灭火剂和干洗剂。
➢ CHF2Cl（CFC－22）：制冷剂和发泡剂。
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一、有机卤代物
1、卤代烃 （2）卤化物在大气中的转化
➢ 在对流层中的转化：含氢卤代烃与OH自由 基的反应是它们在对流层中消除的主要途径
巯基(R-SH)作用。 • 砷的甲基化转化为三甲基砷。 • 不同类型的土壤对As的危害程度有差异，顺序是
sand>silt>clay。 • 砷甲基化机制：
重要前提是：As(Ⅲ)还原为As(Ⅵ)
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As的生物化学效应
A、高浓度砷化物使蛋白质凝固。可能是As与蛋白 质中的二巯键反应。因此对As常用的解毒剂是含有 巯基基团并能与砷酸根结合的化合物，如BAL （2,3-二巯基丙醇），可以从蛋白质中去除砷酸 根，并恢复正常的酶功能。
被辅酶FADH2还原，使其中钴 由三价降为一价，然后辅酶甲 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，使汞的甲基化能够继续进 行。
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在S2－或H2S存在下，甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg＋＋S2－ → (CH3Hg)2S (CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS
下，可生成稳定难溶的As2S3。
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砷是植物中强烈吸收积累的元素。
问题：做水稻和小麦的盆栽试验，在施用相同的 Na3AsO4的情况下，为什么水稻糙米中的含砷量高于 小麦中？
考虑因素：作物种类；土壤条件（淹水），Eh；砷形态
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3、As的危害 • As(Ⅲ)的毒性是As(Ⅵ)的60倍。前者可以与蛋白质中
B. 土壤中As大部分与土壤胶体相结合，呈吸附 状态，且吸附牢固，呈现为AsO43-、AsO33-阴 离子。
因此，含As污染物进入土壤后，主要积累与土 壤表层，很难向下迁移。
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土壤的Eh降低，pH值升高，砷的溶解度增大。这是 由于Eh降低，AsO43－逐渐被还原为AsO33－，溶解度 增大。同时pH值升高，土壤胶体所带的正电荷减 少，对砷的吸附能力降低，所以浸水土壤中生长的作 物的砷含量也较高。
O As OΒιβλιοθήκη 无ATP生成O-1－砷－3－磷酸甘油酯
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因为它的性质与磷相似，所以砷会干扰某些有磷参 与的生化反应。
磷参与重要产能物质ATP的生物化学合成。
ATP生成的关键步骤是用3-磷酸甘油醛进行，1,3-二 磷酸甘油酯的酶的合成。
高浓度的砷化物会使蛋白质凝固，可能是因为砷与 蛋白质中的二硫键反应。
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砷在环境中的转移模式如下：
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土壤中溶解态、难溶态及吸附态砷之间相对含量与土壤Eh、 pH密切相关：pH上升，Eh下降，可提高As的溶解性。 原因：
① pH上升，土壤胶体上的正电荷下降，对As的吸附量 下降，可溶性As含量升高；
② Ea下降，砷酸还原为亚砷酸 H3AsO4 + 2H+ + 2e → H3AsO3 + H2O
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3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解而转
化为甲烷和汞。也可将Hg2＋还原为金属汞。 CH3Hg＋＋2H → Hg＋CH4＋H＋ HgCl2＋2H → Hg＋2HCl
汞在环境中的循环如下图所示：
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二、砷
1、来源 ① 自然存在的矿物 ② 工业排放 ③ 农业使用砷酸铅、砷酸钙
第一节 重金属元素
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一、汞 1、环境中汞的来源、分布与迁移
➢ 来源与分布 汞在自然界的浓度不大，但分布很广。主要开采
应用后绝大部分以三废形式进入环境。
➢ 迁移转化 与其他金属相比，汞的重要特点时能以零价的形
式存在于大气、土壤和天然水中，这是因为汞具有很 高的电离势，故转化为离子的倾向小于其他金属。
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2、环境中As的迁移转化 在一般的pH和Ea范围内，As主要以+3，+5存在。 水溶性部分：AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-、 H2AsO3-只占5~10%。 因为：
A. 水溶性As易与土壤中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+ 等离子生成难溶性砷化物(与PO43-相似)。