重金属铅的迁移转化共22页
铅在土壤中形态迁移转化研究进展
铅在土壤中形态迁移转化研究进展铅是一种危害人体健康的重金属污染物,其污染源较多,如汽车尾气、含铅废液等, 且具有不可降解性, 可以在环境中长期存在人们多通过食物摄取自来水饮用等方式把铅带人人体,进入人体的铅90%储存在骨骼,10%随血液循环流动而分布到全身各组织和器官,影响血红细胞和脑、肾、神经系统功能,特别是婴幼儿吸收铅后,将有超过30% 保留在体内,影响婴幼儿的生长和智力发育,并损伤其认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能,严重者造成痴呆。
铅与其它污染物相比,在环境中的滞留时间较长,在土壤中因其溶解度小,被微生物降解的自由度小,易在表层积累。
在较长的时间内可被作物吸收,通过食物链进人人体。
人体中过量摄人铅可增高龋齿的发生率,引起贫血、高血压、生殖机能和智能下降等症状。
土壤中铅的积累同时对土壤生物活性及作物生长产生直接影响,因而引起了国内外学者的高度重视。
随着重金属在化工、造纸、电镀、纺织、印染、化纤、农业等行业的广泛应用,我国水体污染问题已越来越严重。
土壤和水体中含有超量的铅会对人体和环境产生潜在的危害作用,而这种潜在的危害与土壤和水体的特性有很大的关系,弄清这种关系,可以采取一些积极有效的措施来减轻和防治铅对人和环境的危害,同时可以抑制地球表生环境继续恶化的趋势。
在自然界中,铅的赋存状态以硫化物结合态为主,还包括有机硅铅化合物结合态、碳酸盐结合态、有机态、离子交换态和水溶态等。
有机铅的毒性远比无机铅大,尤以三甲基铅的毒害作用最大。
过在天然水体中的迁移转化必须紧紧抓住泥沙颗粒运动及重金属与泥沙之间的转化关系研究铅在土壤态迁移转化。
1 铅的来源环境中的铅主要有两个来源，即人为来源和天然来源[1]。
人为来源又可以分为以下几种：第一，工业生产中污染物及废水的任意排放，其行业包括冶炼、矿业、化工、印染等；第二，农业生产中农药的广泛应用；第三，自来水管道腐蚀后造成的铅释放；第四，日用品（如化妆品、染发剂、电池、釉彩碗碟、室内装饰用的涂料油漆、铅笔和教科书的彩色封面、玩具、含铅铝熨等）中铅的释放；第五，工业废气及使用含铅汽油的汽车尾气的排放；第六，煤在燃烧过程中释放出来的铅；第七，罐头食品中的含铅焊锡对铅的释放。
重金属在水体中的迁移转化
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。
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。
化妆
• 主要重金属：汞、铅、铋，来自美白类化妆品、颜色亮丽的唇膏
• 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。
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征（武汉大学）一，前言铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。
伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。
水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。
二，铅在水体中的存在形态关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。
悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。
三，铅在水体中迁移转化的类型和规律和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。
⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。
⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。
在此笔者详细的讨论一下其转化过程。
从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。
另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。
重金属铅的迁移转化课件
• pH>11----------Pb(OH)2
第三页，本课件共20页
• 燃煤是大气铅的主要来源
• 矿山开采，金属冶炼，汽车尾气，油漆 • 涂料，含铅药物，化学品的使用 • 铅蓄电池是目前最大的铅污染源
• 大气沉降，工业废水排放是水中铅的重要来源
第四页，本课件共20页
第五页，本课件共20页
第六页，本课件共20页
杀手三∶ 油漆
涂料
第七页，本课件共20页
第八页，本课件共20页
第九页，本课件共20页
第十页，本课件共20页
• 铅及其化合物可以蒸汽，烟尘或粉尘的形式进入 呼吸道
• 95%以不溶性磷酸铅的形式沉积在骨骼和毛 发间
• 5%进入肝，肾，脾等器官和血液 • 铅损害骨骼造血系统，引起贫血 • 铅损害神经系统，导致运动感觉异常
第十六页，本课件共20页
• 利用一些微生物，植物对铅的超吸附能力，可 以利用植物提取的方法将环境中的铅吸附到植 物体内，在对植物加以萃取提取铅加以利用
• 利用植物微生物的吸附能力对土壤中的铅进行固 定，减小铅在土壤的迁移转化
第十七页，本课件共20页
第十八页，本课件共20页
• 加强对重金属的污染控制 • 加强对重金属污染的治理 • 加强自我保护意识 • 加强环保理念 • 加强生活环保追求
第十九页，本课件共20页
202211//1122//22
第二十页，本课件共20页
关于重金属铅的迁移 转化
第一页，本课件共20页
• 铅的含量很低
• 在干洁大气中约为0.1~10ng/m3 • 在淡水中3ug/L • 在海水中0.03ug/L • 在土壤中12ug/g
重金属铅的迁移转化
• 加强对重金属的污染控制 • 加强对重金属污染的治理 • 加强自我保护意识 • 加强环保理念 • 加强生活环保追求
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案例
从源头治理：如改进生产方式，收集废旧 铅蓄电池 处理含铅废水：采用硫化钠沉淀法，投入石 灰乳沉淀，采用电偶-铁氧化法处理印刷厂 废水 土壤修复：土壤淋洗，客土法
• 利用一些微生物，植物对铅的超吸附能力， 可以利用植物提取的方法将环境中的铅吸 附到植物体内，在对植物加以萃取提取铅 加以利用 • 利用植物微生物的吸附能力对土壤中的铅 进行固定，减小铅在土壤的迁移转化
铅的丰度
铅的形态
铅的来源 铅的毒性
铅的治理
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铅的含量很低 在干洁大气中约为0.1~10ng/m3 在淡水中3ug/L 在海水中0.03ug/L 在土壤中12ug/g
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天然来源-------Pbs 水环境---------pb2+ pH<5-----------pbSO4 pH为5~8.5------PbCO3 pH>8.5---------碱式碳酸铅 pH>11----------Pb(OH)2
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燃煤是大气铅的主要来源 矿山开采，金属冶炼，汽车尾气，油漆 涂料，含铅药物，化学品的使用 铅蓄电池是目前最大的铅污染源 大气沉降，工业废水排放是水中铅的重要 来源
杀手三∶ 油漆 料
涂
• 铅及其化合物可以蒸汽，烟尘或粉尘的形 式进入呼吸道 • 95%以不溶性磷酸铅的形式沉积在骨骼和 毛发间 • 5%进入肝，肾，脾等器官和血液 • 铅损害骨骼造血系统，引起贫血 • 铅损害神经系统，导致运动感觉异常 • 进入血液阻碍钙的吸收
水体中重金属的迁移转化过程
水体中重金属的迁移转化过程首先，重金属在水体中的迁移主要受到以下因素的影响：水体的pH 值、温度、溶解态和胶体态物质、自然有机物和微生物等。
pH值是一个重要的因素，它会影响重金属的溶解度和电离状态。
一般来说，重金属的溶解度随着pH的升高而降低，因此，酸性条件下重金属的溶解度较高。
温度对重金属的溶解和迁移没有直接影响，但温度的升高可能会改变水体中重金属的扩散速率。
在水体中，重金属可以以溶解态或胶体态存在。
溶解态重金属是以离子的形式存在的，它们可以通过扩散和对流等物理过程迁移。
胶体态重金属则是以微小颗粒的形式存在的，它们通常附着在悬浮颗粒或胶体物质表面，并随着水流的变化而沉积或悬浮。
除了溶解态和胶体态，重金属还可以与水体中的有机物或微生物发生复杂的反应，从而发生转化过程。
一种常见的转化过程是吸附作用，重金属离子可以与水体中的有机质形成络合物或吸附到颗粒表面，从而改变其迁移行为。
此外，重金属还可以与微生物发生生物吸附、生物还原和生物螯合等反应。
重金属在水体中的迁移和转化过程对环境造成一定的影响。
首先，重金属的存在可能会对水生生物产生毒性影响。
一些重金属如铅、汞和铬等对生物的神经系统、呼吸系统和肝脏等造成损害。
其次，重金属可能会在水体生态系统中积累，进而传递到食物链中。
这可能对人类的健康产生潜在的风险，特别是当重金属积累到高浓度时。
为了减少重金属对水体环境的污染，我们可以采取一些措施。
首先，通过控制工业和农业废水的排放，减少重金属的输入。
此外，可以利用适当的水处理技术，如离子交换、絮凝沉淀和活性炭吸附等方法，去除水体中的重金属。
此外，还可以通过湿地生态系统等自然方式来降低重金属的浓度。
总而言之，水体中重金属的迁移转化过程是一个复杂而多变的过程，受到多种环境因素和化学反应的影响。
重金属的存在对水生生物和人类健康都可能产生负面影响。
因此，我们应该采取适当的措施来减少重金属的污染，保护水体环境的安全和健康。
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征
谈重金属铅在水体中的迁移与转化特征（武汉大学）一，前言铅是一种重金属，由铅组成的盐类大部分是不溶于水的，当水体中铅的浓度达到一定范围时就会对人体、渔业、农业灌溉等等都会产生极大的危害，铅在人体内富集可以使铅中毒。
伴随着社会上出现的一系列铅污染问题，例如儿童铅中毒、孕妇铅中毒等，科学家对铅的了解和研究进一步的加深。
水圈与大气圈和岩石圈共同组成了生物圈，可见水环境的重要，铅在水体中的迁移与转化也必然随之成为社会的焦点问题。
二，铅在水体中的存在形态关于铅元素在水体中的存在形态，一般按其总量分为“可溶态”和“颗粒态”，一些+2价铅和+4价铅离子都是可溶态的，可溶态的铅毒性较大，可以为人、生物直接吸收，储积性强。
悬浮物和沉积物中的铅是颗粒态的。
三，铅在水体中迁移转化的类型和规律和其他重金属一样，铅在水体中不能为生物所降解，只能产生各种形态之间的相互转化、分散和富集，这就是铅的迁移与转化，按照其运动的形式可以分为机械迁移转化、物理化学迁移转化、生物迁移转化。
⑴对于铅的机械迁移转化，主要是铅在水体中被包含于矿物质或是有机胶体中，或是被吸附在悬浮物上，以溶解态或是颗粒态的形态随水流迁移转化。
⑵铅在水体中的物理化学迁移转化主要分为沉淀作用、吸附作用和氧化还原作用。
在此笔者详细的讨论一下其转化过程。
从高中的知识我们知道铅盐的溶解度都非常小，在偏酸性的水体中Pb 的浓度被PbSO 和PbS等限制着，水体中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，Pb +SO ─PbSO (沉淀)，Pb +S ─PbS(沉淀)，生成的PbSO ,PbS不溶于酸；在偏碱性的水体中铅的浓度受Pb(OH) 的限制，Pb(OH)─Pb + 2OH ，此反应是可逆的，水中OH 较多，使得平衡向逆向移动，又水解反应Pb +2H O─Pb(OH)+H ，OH 中和H 使得平衡向正向移动。
另外铅离子在水体中会发生络合反应生成一些络合物，所以铅通过沉淀作用可以使铅在水体中的扩散速度和范围得到限制。
重金属在环境中的迁移转化
重金属在环境中的迁移转化前言：重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。
主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。
因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，直接危害人体健康，并导致环境质量恶化。
随着工业发展和废弃物的排放不断增加,土壤重金属污染已经成为一个世界性环境问题。
重金属在环境中的形态与迁移转化决定了其污染风险和生物有效性，要防治重金属污染，必须要了解重金属在环境中的迁移转化，才能提出有效的防治对策。
本文主要就重金属在环境中的迁移转化进行讨论，首先查阅资料知，重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。
当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。
重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类。
1 影响重金属化学形态的环境条件1. 1 pHpH是影响重金属赋存形态的重要环境因素。
H+或OH-离子是众多重金属氧化物、氢氧化物等物质溶解/沉淀反应的参与物质,其浓度直接影响了重金属的溶解度及其在液/固相中的分配和控制固体的溶解与生成。
同时, pH决定了环境介质表面官能团的质子化过程,这是介质表面电荷变化的主要原因,会间接影响重金属在环境介质界面上的吸附/解吸与沉淀/溶解平衡。
环境介质的pH可因自然的或人类活动的原因而改变.例如,环境水体的pH对应于生物体的活动会呈现昼夜和季节性变化的趋势,微生物的光合作用和呼吸会造成水体中溶解性CO2浓度的变化,而使水体pH发生改变。
人类活动对环境介质pH的影响更为显著,如:酸性采矿废水或碱性工业废水泄漏至环境,会使其流经的土壤、地表和地下水体的pH 发生急剧的变化。
pH的大幅变化,可使环境介质中的重金属形态发生转化;也可能造成无机矿物基质的溶解,从而释放出其中结合的重金属。
重金属在环境介质表面上的键合作用,对pH更为敏感,即便是很小的pH变化,也可能会影响溶质在介质表面上的吸着程度。
重金属的迁移与转化
黏土矿物对重金属的吸附
离子交换吸附机制
水解吸附机制
离子交换吸附机制
黏土矿物的微粒通过层状结构边缘的羟基氢和-OM基中 基中 黏土矿物的微粒通过层状结构边缘的羟基氢和 M+离子以及层状结构之间的 离子，与水中的重金属离子 离子以及层状结构之间的M+离子， 离子以及层状结构之间的 离子 交换而将其吸附。 交换而将其吸附。
水合金属氧化物对重金属离子的吸附
一般认为， 一般认为，水合金属氧化物对重金属离子的吸 附过程是重金属离子在这些颗粒表面发生配位化合 过程，可用下式表示： 过程，可用下式表示： n≡AOH + Men+== (≡AO)n → Me + n H+ 式中≡代表微粒表面， 代表微粒表面的铁 代表微粒表面的铁、 式中 代表微粒表面，A代表微粒表面的铁、铝、 代表微粒表面 硅或锰， 为重金属离子， 硅或锰，Men+为重金属离子，箭头代表配位键。 为重金属离子 箭头代表配位键。
土壤中的重 金属来源
大气中重金属的来源
自然来源： 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： 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。
水体中的重金属来源
1
2
自然因素： 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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重金属在水环境中的 迁移转化
制作人： 制作人：白婷
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。 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。
重金属在水环境中迁移和转化.pptx
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第23页/共32页
● 在近中性或碱性条件下，水体中的重金属主要以细微尾矿颗粒物为主 要迁移载体。但横石河水体受低pH的影响，As主要以细微颗粒物为迁移 载体，悬浮态占总量的96.62%(质量分数)以上，而Cu,Zn,Cd和Pb则主要 以水溶态形式存在，质量分数分别占总量的60％以上 (见图4)，因而更易 随水流迁移，其潜在危害性大大增强。 ●由于水体中同时存在着多种金属离子，重金属在水相与沉积物、悬浮物 间的平衡取决于金属离子的竞争吸附过程。如在静态条件下，水中悬浮 物对Pb和Zn的吸附能力顺序是Pb > Zn，动态平衡实验结果也表明，重 金属自沉积物、悬浮物中释放的能力为Zn > Pb。
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样品的采集和预处理
将拟研究水域分为3段：尾矿坝河段、拦泥坝 河段和横石河河段。在大宝山矿区附近沿3个河段采 集水样；在污灌稻田土中抽取空隙水；在樟树坝采 集沉积物，包括砾石附着物、河流底泥和河床土。
水的样品经过过滤得 到过滤水和悬浮物——沉 积物混合物。
重金属的迁移和转化
• 机械迁移 • 物理化学迁移 • 生物迁移 • 影响因素
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机械迁移
• AgCl 是离子还是共价化合物？HgS 呢？？ • 吸附作用
第5页/共32页
• 高广生、陈静生认为我国主要河流悬浮物的有效载体阳离子交 换量与其黏土矿物组成有很好的相关性，并且与相应流域代表 性土壤的黏土矿物类型、硅铝分子比率和胡敏酸/富里酸之比值 也有较好的相关性。
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河流沉积物重金属形态分布特征
• 沉积物也呈以重金属Cu，Zn，As，Cd和Pb为主的多金属复合污染的特点，其质量分数以砾石附着物为最 高。重金属在河床土各剖面的质量分数呈自A1到 A4逐渐下降的空间分布规律，并且A3和A4非常接近 。
水体中的铅污染
植物品质和生物量
第13页，本讲稿共26页
对水生动物的影响
• 对水生动物早期发育的影响 • 对生理生化指标的影响
重金属能够抑制水生动物的酶活性“ 妨碍 机体的代谢作用” ，还会造成生理生化指标 的改变“ 对水生动物的下丘脑-脑垂体- 性 腺轴生殖内分泌调控系统产生毒害作用。
第14页，本讲稿共26页
对水生动物的影响
• 生物修复法
• 植物修复法
• 动物修复法 • 微生物修复法 •…
第23页，本讲稿共26页
环境矿物材料治理铅Pb(Ⅱ)污染
环境矿物材料其最大特点：
• 来源广泛 • 对资源和能源消耗少 • 对生态环境影响小 • 成本低廉 • 无二次污染、污染小
第24页，本讲稿共26页
环境矿物材料治理铅Pb(Ⅱ)污染
水体中的铅污染
第1页，本讲稿共26页
铅在水环境中
• 来源
• 存在形式
• 迁移转化规律 • 环境生态效应
• 控制技术研究进展
第2页，本讲稿共26页
水中铅的来源
• 天然
主要来自岩石矿物溶出
• 人为
含铅矿山、铅冶炼企业的废水、生产铅 化合物的工厂废水
第3页，本讲稿共26页
水中铅的存在形式：
天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受
铅在水中的迁移转化
第5页，本讲稿共26页
腐殖质对铅离子的吸附
• 腐殖质与金属离子生成配合物是它们的最重要的 环境性质之一。
• 可能方式如下：
第6页，本讲稿共26页
胡敏酸对铅离子的吸附
第7页，本讲稿共26页
粘土矿物质对铅离子的吸附
第8页，本讲稿共26页
离子配合作用影响吸附
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿