重金属在水体中的迁移转化PPT课件

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上班
❖ 主要重金属：铅，来自汽车尾气
❖ “服毒”过程：虽然早在2000年，中国就开始使用无铅汽油，但公众有 一个很大的认识误区，就是认为“无铅汽油”不含铅。其实，无铅汽油 是指含铅量在0.013g/L以下的汽油，并非含铅量为零的汽油！这些铅和 其他有害物质一同被无数像嘉琪这样的上班族吸入体内。
❖ 主要危害：铅在废气中呈微粒状态，随风扩散，可随呼吸进入血液，并 迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细 胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿 童血中铅浓度达0.6～0.8ppm时，会影响儿童的生长和智力发育，甚至 出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿。
❖ 在环境污染研究中，重金属多指Hg、Cd、Pb、Cr 以及类金属等生物毒性显著的元素；其次是指有 一定毒性的一般元素，如Zn、Cu、Ni、Co、Sn等。
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重金属环境行为的基本特征
（1）是构成地壳的组分，在各环境介质中均有背景含量 ，在污染物分类中视为是永久性污染物。（中国环境背 景值研究的理论和应用意义）
导致慢性中毒。另外还有致癌性。
这些重金属中任何一种都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、
关节疼痛、结石、癌症 。
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❖ 200亿元：国土资源部称，中国每年有1200万吨粮食遭到重金 属污染，直接经济损失超过200亿元。
❖ 4035人：环保部称，2009年，重金属污染事件致使4035人血铅 超标、182人镉超标，引发32起群体性事件。
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❖ 在被重金属污染的水体中，重金属的形态多变，且形态不同毒 性也不同，如铬
❖ 产生毒性效应的浓度范围低，一般为1~10mg/L（Hg，Cd则在 0.001~0.01 mg/L左右）
❖ 重金属污染物不易被微生物分解 ❖ 进入水体的重金属污染物大部分沉积于底泥中，某些重金属离
子及其化合物易被微生物吸收并通过食物链逐渐积累，能在人 体的一定部位蓄积，使人慢性中毒，极难治愈。 ❖ 重金属在水中的迁移转化是以个复杂的过程，与pH、PE有关。
❖ 防范措施：多年生活在大城市的人们，24小时都要呼吸这里的空气，如 果天天戴口罩并不现实，可多吃牛奶、豆制品、木耳、大蒜等有利于排 铅的食物。在交通干线两侧100米范围内，大气中含铅量、土壤中含铅 量和蔬菜叶片中含铅量均比较高，污染较严重，称“铅污染区”。故而
应尽量避免在马路附近散步。
❖ 更严重的受害者：交警、司机、儿童。2008年，深圳交警的体检结果
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❖ 汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大。天然水每升
水中含0.01毫克，就会导致人中毒。
❖ 镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨骼和肝肾，并引起肾衰竭
❖ 铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一旦进入人体将很难排除。能直
接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统，可造成先天智力低下
❖ 钴：能对皮肤有放射性损伤。 ❖ 钒：伤人的心、肺，导致胆固醇代谢异常。 ❖ 锑：与砷能使银手饰变成砖红色，对皮肤有放射性损伤。 ❖ 铊：会使人多发性神经炎。 ❖ 锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。也能伤害重要器官。 ❖ 砷：是砒霜的组分之一，有剧毒，会致人迅速死亡。长期接触少量，会
显示，他们体内的铅含量高出常人100多倍。儿童排铅能力差，汽车尾
气是最主要的毒源。
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办公室
❖ 主要重金属：铬、铅、镉、汞，来自油墨、液晶显示器等 ❖ “服毒”过程：打印、复印、整理文件资料，接收和分发报
纸、杂志等印刷品。这些纸张的油墨中，含有铅、铬、镉、 汞等重金属，如果不注意卫生，很容易进入人体。 ❖ 主要危害：铬对皮肤有刺激和致敏作用，皮肤会出现红斑、 水肿、溃疡；它的烟雾和粉尘对呼吸道有明显损害，可引起 鼻黏膜溃疡、咽炎、肺炎胃肠道溃疡等。 ❖ 防范措施：吃东西前，一定要先洗手，尤其要注意不用报纸 垫着吃盒饭，更不要把食物放到报纸上。 ❖ 更严重的受害者：电镀工人。电镀时产生铬酸雾和六价铬化 物，易造成铬疮。
（4）微量即可致毒，有长期性累积效应，有生物放大作用 ，可通过母乳和遗传对新生儿产生影响。（水俣病骨痛病 成因，中国松花江汞污染研究）
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重金属的来源
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大气中的重 金属来源
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水体中的重 金属来源
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土壤中的重 金属来源
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大气中重金属的来源
自然来源：
由宇宙天体作用及 地球上各种地质作 用而使某些重金属 元素进入大气中
人为来源：
工业生产、汽车 尾气排放及汽车 轮胎磨损产生的 大量含重金属的 有害气体和粉尘 等。
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水体中的重金属来源
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自然因素：
在没有人为污染的 情况下，水体中的重金属 的含量取决于水与土壤、 岩石的相互作用，其值一 般很低，不会对人体健康 造成危害。但，导致水体 受到重金属污染。
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人为因素：
工矿业废水、生活 污水等未经适当处理即向 外排放，污染了土壤，废 弃物堆放场受流水作用以 及富含重金属的大气沉降 物输入，都使水体重金属 含量急剧升高。
❖ 更严重的受害者：化工厂周边居民。2008年以来，中国相继发生贵州独
山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河、山东临沂等
砷污染事件。
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喝茶
❖ 主要重金属：氟、铅、铬、镍等，来自茶叶、饮水机内胆
❖ “服毒”过程：茶叶中也有重金属，常见的有铅和氟，茶树具有富集 土壤中氟元素的能力，茶叶炒至过程中则易被铁锅中的铅毒污染。饮 水机内胆含有重金属铬、镍。饮水机市场门槛较低，有数据显示，国 内涉足饮水机生产的企业有近2000家，80%以上的企业为非专业的小 厂或螺丝刀工厂。合格饮水机的内胆应由食品级不锈钢制成，由于食 品级不锈钢价格昂贵，一些企业就用不锈铁或代替食品级不锈钢制作 内胆，导致重金属超标。
（2）有广泛的污染源（采矿、冶金、某些化工产业、燃 媒等）（人为释放与风化释放的关系现状）。
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（3）多数为周期表中的过渡元素，有特殊电子构层，最外 的S层的电子数为1～2，次外层D电子层未被充满，易于接 收外来电子，使重金属的环境行为有以下特点： •有广泛价态，可在多种Eh-pH条件下存在。不同电价的 重金属有不同的迁移性和生物有效性； •易形成络合物，有利于其在环境中迁移扩散； •易与OH-、S2-、CO3-生成沉淀，可抑制其迁移扩散。
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午餐
❖ 主要重金属：镉、汞、铅、砷、铬等，来自蔬菜、肉类、海鲜、大米、 水果等
❖ “服毒”过程：外面餐馆的饮食可能不太卫生，除了卫生状况外，每一 道菜都可能富含重金属。中山大学一个科研团队于08年3月调查了珠江三 角洲某地级市13个蔬菜生产基地，其中7个基地的土壤存在重金属污染问 题，土壤重金属超标面积为2100亩，占调查菜地面积的37.8％。重金属 会从土壤中进入蔬菜中，而动物体内的重金属则是通过食物链层层传递 ，并在体内富集起来。食物中所含的重金属并不能通过水洗、浸泡、加
热、烹炒等方法减少。
❖ 主要危害：重金属污染物会在肝脏中储积。铬可导致呼吸系统癌症；砷 中毒表现为疲劳、乏力、心悸、惊厥，还可能致癌。甲基汞在人体内极 易被肝和肾吸收，其中15%被脑吸收，脑组织一旦受损难以治疗。
❖ 防范措施：食物是重金属侵害人体的最主要途径，我们每天吃的食物， 对于个人来说，无法追查其是否安全。相对来说，动物的肝脏、贝类海 鲜含重金属量普遍较高，应减少摄入量。
但目前，人们一般只能将水环境作为平衡系统对其进 行研究，且多为研究平衡系统的某些环节。
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重金属迁移
重金属在水体中不能被微生物降解，只能 发生形态间的相互转化及分散和富集过程
这些过程统称 重金属迁移。
重金属在水体中的迁移主要与沉淀、络合、螯合、吸附 和氧化还原等作用有关。
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水环境中反应类型
吸附解吸 絮凝聚沉 沉淀溶解 配合作用 氧化还原
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总体概述
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ妆
❖ 主要重金属：汞、铅、铋，来自美白类化妆品、颜色亮丽的唇膏 ❖ “服毒”过程：都市女白领每天都要花费不少时间在化妆上面，嘉琪也不
例外，但她所不知道的是，美白类化妆品中普遍含有汞和铅，汞能减少皮 肤的黑色素生成。铅也有美白效果，可使皮肤明显光滑、白细，黑斑和粉 刺也迅速消退。唇膏中往往含有铋，铋能增加唇膏的光泽。 ❖ 主要危害：含有汞的美白类化妆品会引起接触性皮炎、红斑丘疹、水疱， 愈后面部色素加深。含铅化妆品易引起粉刺、红斑、脱皮、过敏性皮炎、 皮肤癌、毁容等。唇膏中的铋长期被误食入体内会对肝、肾造成伤害。 ❖ 防范措施：用纯碱调和护肤品，如果呈灰黑色，可判定其含有汞。美白类 化妆品连续使用不宜超过3周，可改用基础型的保养品。最好每3个月换一 支唇膏。涂唇膏前先抹润唇产品，以免唇膏与嘴唇直接接触。餐前要擦掉 唇膏。购买唇膏时，先将样品抹在手背上，然后用金戒指在上面摩擦。如 果戒指颜色变黑说明其中含重金属。 ❖ 更严重的受害者：火力发电厂的工人，燃煤是汞最大的人为排放源；牙科 医生，填补龋齿过程中，填充材料中会有汞蒸气冒出。
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有机物与重金属
❖ 有机污染物 发生降解作用，有例外：DDT
❖ 重金属 长期累积，还会转化为毒性更大的金属——有机化 合物
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重金属在环境中迁移的复杂性和 人们研究的局限性
水环境是多相电介质，存在多种反应，包括：离子－ 离子的反应、离子－溶剂的反应、离子－固体的反应、水 解－水合、络合、沉淀－溶解、氧化－还原、生化反应。 水环境是开放的、非平衡的和非线性的系统。重金属在水 环境中的迁移和转化极为复杂。
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土壤中的重金属来源
施用化 肥农药
污水灌溉 矿床开发
城市化
固体废 弃物堆 积
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污染特点
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来源广、 残留时间 长、能沿 着食物链 转移富集， 有放大作 用。
重金属 离子在 自然环 境中不 能被破 坏。
水体中的 某些重金 属可在微 生物作用 下转化为 毒性更强 的金属化 合物。
只要有 微量重 金属即 可产生 毒性效 应。
❖ 主要危害：氟中毒是一种慢性病，表现为氟斑牙和氟骨症；铬和镍超 标对内脏、神经系统都有危害，很难降解。
❖ 防范措施：茶叶不宜多饮，应洗茶后再喝。我国对饮水机产品实行 3C认证，为确保健康，最好别只看认证，还是得购买非贴牌生产的大 品牌饮水机。
❖ 更严重的受害者：燃用无烟煤者。贵州中西部地区因燃用氟含量过高 的的无烟煤，污染了水源和食物，当地1650万群众出现不同程度的氟 中毒症状。
❖ 23.57%：国家疾控中心曾对1000余名0-6岁儿童铅中毒情况进 行免费筛查、监测。结果显示，23.57%的儿童血铅水平超标。
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第六节 重金属在水体中的迁移转化
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重金属的定义
❖ 在化学中一般是指相对密度等于或大于5.0的金 属，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等45 种元素。
❖ 2000万公顷：2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示 ，我国1/6的耕地受到重金属污染,重金属污染土壤面积至少有 2000万公顷。
❖ 36%：中国农业大学食品工程学院院长罗云波称，食品中药物 残留和重金属对我国食品安全的潜在巨大，其中，铅和镉污染 问题突出，有36%的膳食铅摄入量超过安全限量，特别是皮蛋 的含量比较高。镉的污染水平也较高，大多数存在于软体类和 甲壳类动物身上。
早餐
❖ 主要重金属：铅、铜，来自自来水、釉彩碗碟 ❖ “服毒”过程：自来水一般呈弱酸性，在管道中蓄积了一夜，易与管
道发生化学反应，管道中的铅和水表中的铜会进入到水中。釉彩碗碟 的彩色花纹中含有铅，易沾染到食物上。嘉琪一觉醒来，吃了一顿“ 营养早餐”，心情非常好，但重金属的摄入，在不知不觉中发生了。 ❖ 主要危害：铅毒对神经、血液、消化、心脑血管、泌尿等多个系统造 成损害，严重影响体内新陈代谢，造成低钙、低锌、低铁。骨骼内的 铅要经过20年才能排除一半。 ❖ 防范措施：生活中，如果使用自来水做饭，可打开水龙头，让管道中 积存的水流约一分钟。尽量选择花纹、釉彩少的餐具，防范铅污染。 ❖ 更严重的受害者：冶炼厂周边居民。冶炼厂排出的污水中含有铅，饮 用被污染的水易造成血铅超标。陕西凤翔血铅事件中，共查出851名14 岁以下儿童血铅超标。
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一、吸附解吸作用
天然水体中存在着大量黏土矿物、水合氧化物等无机 高分子化合物和腐殖质等有机高分子化合物，它们是天然 水体中存在的主要胶体物质。