环境化学_典型化学污染物概要
环境化学复习资料第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 名词术语
第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应名词术语1.持久性有毒化学污染物（Persistent toxic substances(PTS)）持久性有毒化学污染物是指在全球普遍存在的、具有生物累积性、难以降解、可远距离传输、致癌致突变性和内分泌干扰等特性的一类物质。
这些化合物所引起的污染问题已经引起国际环境保护组织、各国政府和民众的高度关注。
联合国UNEP制订的持久性有毒化学污染物（PTS）目前包括27种有毒化学污染物：1.艾氏剂（Aldrin）；2.氯丹（Chlordane）；3.滴滴涕（DDT）；4.狄氏剂（Dieldrin）；5.异狄氏剂（Endrin）；6.七氯（Heptachlor）；7.六氯代苯（Hexachlorobenzene）；8. 灭蚁灵（Mirex）；9.毒杀芬（Toxaphene）；10.多氯联苯（PCBs）；11.二恶英（Dioxins）；12.多氯代苯并呋喃（Furans）；13.十氯酮（Chlordecone）；14.六溴代二苯（Hexabromobiphenyl）；15.六六六（HCH）；16.多环芳烃（PAHs）；17.多溴代二苯醚（PBDE）；18.氯化石蜡（Chlorinated Paraffins）；19.硫丹（Endosulphan）；20.阿特拉津（Atrazine）；21.五氯酚（Pentachlorophenol）；22.有机汞（Organic Mercury compounds）；23.有机锡（Organic Tin compounds）；24.有机铅（Organic Lead compounds）；25.酞酸酯（Phthalates）；26.辛基酚（Octylphenols）；27.壬基酚（Nonylphenols）。
2.挥发性氯代烃（Volatile chlorinated hydrocarbons）指正常状态下(20 ℃，760 mmHg)，蒸汽压大于0.1 mmHg以上的氯取代烃类化合物，它是重要的化工原料和有机溶剂，广泛的应用于化工、医药、制革、电子等行业。
水环境化学讲义(5)典型有机污染物
14
第三节
在环境中的迁移（PCBs 、OCs）
3、在环境中滞留的时间很长
PCBs和有机氯农药是非常难于化学降解和生物降解的，因此它们在环 境中滞留的时间很长。 PCBs的生物降解性随着分子氯代程度的增加而降低，联苯的氯代程度 越高越难于生物降解。 PCBs的生物转化随着可被微生物羟基化使用的C-H键数目的增加而增 高。氯代过程的增加降低了C-H键的数目，因此生物降解受到限制。 PCBs也是非常难于被氧化和酸碱水解的。在环境中氧化作用和水解作 用对PCBs转化作用的影响均很小。
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第三节
在环境中的迁移（PCBs 、OCs）
4、对生物降解过程也具有抗性
有机氯农药对生物降解过程也具有抗性。 艾氏剂的生物转化产物是狄氏剂，产物难于进一步被生物降解。 DDT在自然环境中可通过生物过程转化为DDD和DDE，两种 产物更难于进一步被生物降解。DDT的微生物分解主要是在厌氧条 件下通过脱氯作用形成DDD的过程中而发生的。 在自然界中，其它有机氯农药如氯丹、硫丹、七氯和毒杀芬等 的生物降解速率都很低。 高丙体六六六是为数很少的降解速率较大的有机氯农药之一。
第五讲
持久性有机污染物
1
第一章 多氯联苯和有机氯杀虫剂
(Polychlorinated Biphenyls and Chlorinated Insecticides)
多氯联苯(PCBs)是人工合成的有机化合物，自本世纪20年代末开始生 产和陆续大最使用以来，已逐渐地残留在人们周围的大气、水和土壤环境 中。 据估计，全世界已生产和应用的多氯联苯近百万吨，其在各类环境中 的累积量估计可达25~30万吨左右。 有机氯农药也是一种对环境构成严重威胁的有毒有机化合物。
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第二节 用途、产量和特征（PCDDs） 1、用途
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 。
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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。
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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。
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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
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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：
环境化学中的污染物分析与控制
环境化学中的污染物分析与控制污染物是指通过人类活动排放到环境中的物质，它们对人类健康和生态系统造成了严重的影响。
环境化学是研究污染物的来源、分布和变化规律，以及分析和控制污染物的科学。
本文将介绍环境化学中的污染物分析和控制的方法和技术。
一、污染物的分析方法1. 采样和预处理：对于大气、水体和土壤等环境介质中的污染物，首先需要进行采样和预处理。
采样方法包括现场采样和袋装采样等多种技术，预处理包括样品的提取、富集和净化等工作。
2. 分析技术：环境化学中常用的分析技术包括色谱法、质谱法、电化学分析法等。
其中，色谱法可以分为气相色谱和液相色谱两大类，用于分离和测定有机污染物。
质谱法可以用于鉴定和定量各种污染物，尤其对微量有机污染物具有较高的灵敏度和选择性。
电化学分析法可以用于测定水体和土壤中的无机污染物浓度。
3. 特征分析：通过对污染物的特征分析，可以确定其来源和迁移途径。
特征分析方法包括同位素分析、稳定性分析等。
同位素分析可以通过测定特定同位素之间的比例，确定污染物的来源。
稳定性分析可以研究污染物在环境中的化学和生物降解特性。
二、污染物的控制技术1. 政策与法规：制定环境保护政策和法规是控制污染物的重要手段。
各国政府通过法律和法规对污染物的排放限制进行规范，推动企业和个人按照环境要求进行生产和生活。
2. 清洁生产技术：清洁生产技术是指通过改变生产工艺、优化资源利用和减少废弃物排放等措施，实现对污染物的控制。
比如，在工业生产过程中，可以采用高效过滤器和净化设备，减少大气污染物的排放。
3. 废物处理和处置：对于已经产生的污染物，需要进行有效的废物处理和处置。
比如，将污染物进行分类、分解、氧化或还原等处理过程，以达到无害化排放的要求。
4. 环境修复技术：对于受到污染的环境，可以通过环境修复技术进行治理。
环境修复技术包括土壤修复、水体修复、大气修复等。
常见的方法包括生物修复、化学修复和物理修复等。
总结：环境化学中的污染物分析和控制是保护环境和人类健康的重要任务。
环境化学污染物分析
环境化学污染物分析近年来，随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出。
环境化学污染物作为主要的污染源，对人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。
因此，对环境化学污染物进行准确的分析和评估，是解决环境污染问题的重要一步。
本文将针对环境化学污染物的分析方法和技术进行探讨。
一、环境化学污染物的种类和来源环境化学污染物是指存在于环境中的有毒或有害物质，它们可以是天然生成的，也可以是人类活动的产物。
环境化学污染物分为无机污染物和有机污染物两大类。
1. 无机污染物：主要包括重金属、酸性物质和氧化物等。
重金属污染是现代工业活动过程中产生的典型污染问题，如铅、汞、镉、铬等元素对环境和人体健康造成极大危害。
2. 有机污染物：包括有机溶剂、农药、塑化剂等。
有机污染物对环境生态系统的破坏较大，如农药对水生生物的毒性作用是一个典型的示例。
二、环境化学污染物分析方法环境化学污染物的分析方法多种多样，包括物理、化学、生物及仪器分析等多个方面。
下面将介绍几种常见的环境化学污染物分析方法：1. 离子色谱法：该方法适用于对水样中无机阴离子和阳离子的分析。
通过离子色谱仪的检测，可以快速准确地分离和定量分析水样中硝酸盐、磷酸盐等常见离子。
2. 气相色谱法：这种方法主要用于有机污染物的分析，特别是挥发性有机物的分离和定量分析。
适用于空气中有机物、水中有机物等的监测与分析。
3. 高效液相色谱法：该方法适用于对水样中有机物、农药等化学物质的检测。
该方法具有分离效果好、分析速度快的优点。
4. 质谱法：质谱法是一种高灵敏度、高分辨率的分析方法，能够对微量化合物进行快速准确的分析。
三、环境化学污染物分析技术的进展随着科技的不断进步和发展，环境化学污染物分析技术也在不断提高。
下面列举几个当前较为热门的环境化学污染物分析技术：1. 基于生物传感的分析技术：利用生物传感器对环境样品中的化学物质进行检测和分析，具有灵敏度高、选择性好的特点。
2. 基于纳米材料的分析技术：纳米材料具有大比表面积和特殊的物理、化学性质，可以用于环境化学污染物的检测和分析。
环境化学：第六章 典型污染物 2
联苯
Clm
Cln
多氯联苯
PCBs 全部结构有210个，目前已鉴定102个。
（2）来源与分布
多氯联苯 (Polychlorinated biphenyl, PCB):
来源：化学稳定性和热稳定性好、变压 器、电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀涂 料等。
分布：极难溶于水，易溶于有机溶剂和 脂肪，具有高的辛醇/水分配系数；
生物合成 火山活动
多环芳烃
碳氢化合物 高温热解
大气
呼吸
土壤
水
人体
植物
食入
食物
动物
3、多环芳烃在环境中的迁移、转化
4、 PAHs的结构与致癌性 （1）K区理论： （2）湾区理论： （3）双区理论：
5、防止苯并[a]芘污染的措施 （1）加强环境治理。 （2）改变生成方式。 （3）改进烹调和加工方法。 （4）改变饮食习惯。
生物积累性
BCF > 5000, 或 logKow > 5 有令人关注的其他证据
远距离环境迁移的潜在能力 T1/2 (in air) > 2 days 毒性
POPs的特点：
1、蓄积性 2、收放性 3、半挥发性 4、对的健康和生态的影响
•为何北极熊体内也会有POPs ?
1.全球蒸馏效应(Global Distillation或 Fractionation) 2.蚱蜢跳效应(Grasshopper Effect)
2,3-苯并芴
芘*
荧蒽*
*
丁省
苯并[a]蒽*
并五苯
二萘嵌苯
三苯撑
蔻
3,4-苯并芘
9-苯基蒽 7,12-二甲基苯并[a]蒽 苯并[k]荧蒽* 苯并[b]荧蒽*
水环境化学(5)典型有机污染物
1948年发明了七氯(Heptachlor)，艾氏剂(Aldrh)，狄氏剂 (Dieldrin)和毒杀芬(Toxaphene)。毒杀芬是由萜烯氯代衍生而成的， 是170种以上成分组成的混合物。 异狄氏剂(Endrin)和硫丹(Endosulfan)是1950年开始生产和使用 的。 甲氧滴滴涕(Methoxychlor)也是在1969年才被广泛地使用。
据估计，全世界已生产和应用的多氯联苯近百万吨，其在各类环 境中的累积量估计可达25~30万吨左右。
有机氯农药也是一种对环境构成严重威胁的有毒有机化合物。
多氯联苯是联苯进行多氯代过程的产物。
有机氯杀虫剂主要包括DDT、DDD、三氯杀螨醇、艾氏剂、狄 氏剂、氯丹、七丹、毒杀芬等。 DDT是有机氯杀虫剂中最早使用的合成农药。学名为2，2‘-双 (对氯苯)-1，1，1-三氯乙烷(P，P’-dichlorophenyl Trichloro-ethan， 缩写DDT)，由氯苯和三氯乙醛在浓硫酸存在下缩合制成。 生物体可以使DDT发生局部代谢转化，其代谢产物主要有DDE、 DDA、DDD和DDT醇等。
多氯联苯(PCBs)和有机氯杀虫剂是持久性最强的人工合成有机化 合物之一。 Aroclor是人工合成PCBs的商业名称。Aroclors是一系列多氯代 二联苯、三联苯的混合物，用一个四位的数字来加以区别，前面的两 个数字对应于分子类型(例如12-对应于二联苯，54-对应于三联苯)， 后面两个数字对应于混合物中氯的重量百分数。 Aroclorl016是最近被定义的，它是一种持久性较强的化合物， 这种产品主要包括单、双和三氯苯的同分异构体。
1939年，Paul、Muller发现了有机氯农药DDT的高效杀虫力， 从此DDT开始被使用。 九年以后，Muller因此发明而获得了诺贝尔奖。DDT包含大约 80%的P,P-DDT和l5一20%的O,P-DDT。
环境化学污染
环境化学污染近年来，随着工业化进程的加速和人类活动的不断增加，环境化学污染问题日益严重。
环境化学污染是指人类对环境中的物质进行排放或释放，导致环境中化学物质浓度超过自然界的承受能力，进而对人类健康和生态系统造成危害的现象。
本文将从水污染和大气污染两个方面，探讨环境化学污染的成因、影响以及应对措施。
一、水污染1. 水污染的成因水污染主要由工业废水、农业污水、生活污水、矿山排放等引起。
工业废水中的有害物质高浓度排放，如重金属、有机物和毒性物质；农业污水中的农药、化肥和畜禽养殖废水对水体造成污染；生活污水中含有大量的有机物和微生物，对水质产生影响。
此外，矿山排放中含有的金属离子和酸碱性物质也会对水体带来不可逆转的破坏。
2. 水污染的影响水污染对人类健康和生态系统都带来巨大的影响。
首先，水污染直接威胁人类健康，饮用受污染的水会导致胃肠道疾病、神经系统疾病等。
其次，水污染对水生生物产生负面影响，破坏生态平衡，使得鱼类、浮游生物和水草等种群减少甚至灭绝。
此外，水污染还会导致水中的氮、磷等营养物过量，引发水华现象，加剧水体富营养化的程度。
3. 应对水污染的措施染的源头治理，对工业废水和农业污水进行严格的排放标准和治理要求。
其次，提高污水处理设施的运行效率和处理水平，确保生活污水得到有效处理。
此外，加强水资源保护和管理，提高水的利用效率，减少水污染对生态系统的影响。
最重要的是，提高公众的环保意识，强化环境法规的执行力度，倡导绿色生活方式，共建清洁水环境。
二、大气污染1. 大气污染的成因大气污染主要来自于工厂排放的烟尘、尾气中的有害气体以及农业燃烧等。
工厂的生产过程中会产生大量的烟尘和有害气体，如二氧化硫、氨气等。
车辆尾气中的氮氧化物和颗粒物也是大气污染的重要来源。
此外，农业燃烧、建筑施工和生活垃圾焚烧等行为也会释放大量的有害气体。
2. 大气污染的影响大气污染对人类健康和生态环境都造成了严重的危害。
首先，大气污染导致的细颗粒物和有害气体对呼吸系统产生直接伤害，引发呼吸道疾病和心血管疾病，严重的甚至导致死亡。
环境化学全部ppt课件
免疫毒性效应
污染物质对生物体免疫系统的影响，导致 免疫力下降或免疫功能紊乱，增加感染或 自身免疫性疾病的风险。
CHAPTER 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 环境质量评价的分类和内容
环境质量评价的程序和步骤
环境质量评价方法
环境质量指数法 指数的计算方法和步骤
大气污染物的归宿
包括干沉降、湿沉降、大气输送和转 化等过程，这些过程可以影响污染物 的浓度和分布。
CHAPTER 03
水环境化学
水体组成与性质
水体组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、底泥 等。
水体性质
物理性质（温度、颜色、透明度等） 、化学性质（酸碱度、氧化还原电位 等）。
水体污染及危害
水体污染来源
体。
食物污染
受污染的食品，如含农药残留 的蔬菜、水果，受重金属污染
的鱼类等。
生物体内污染物质分布和排泄规律
分布规律
污染物质在生物体内的分布受多种因素影响，如物质的脂溶 性、分子量大小、生物体代谢能力等。一般来说，脂溶性物 质更易在脂肪组织中积累，而水溶性物质则更易在血液和体 液中分布。
排泄规律
生物体通过多种途径将污染物质排出体外，包括尿液、汗液 、呼吸、乳汁等。不同物质的排泄方式和速率也有所不同， 如重金属往往通过胆汁和尿液排出，而某些有机污染物则可 能通过皮肤排泄。
监管措施和 手段
环境质量标 准实施与监 管
实施效果评 估与反馈
CHAPTER 07
当代环境热点问题探讨
全球气候变化问题
温室气体排放
01
人类活动导致大量温室气体（如二氧化碳、甲烷等）排放，引
发全球气候变化。
第三篇 水环境化学(5)典型有机污染物
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第二节 用途、产量和特征（PCDDs）
多氯代二苯并-P-二恶英，一般可简写为PCDDs，其结构式为：
二恶英是利用1，2，4，5-四氯代苯生产2，3，5-三氯代酚过 程的副产品。由于2，4，5-三氯代酚是生产一系列农药的化学原料， 所以，PCDDs可以在许多农药中出现。
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第二节 用途、产量和特征（PCDDs）
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第二节 产品、用途和特征（PCBs 、OCs）
PCBs于1929年在美国首次合成。 70年代，PCBs的产量逐步下降，直至最后停产。 由于PCBs的难降解性和毒性，1976年有毒化学品控制机构宣 布对其加以限制，同年，美国国家环保局制定了PCBs的水质标准， 以保护淡水和其它天然水体环境，其标准为0.001g/L。 1977年，PCBs的使用受到美国环保局的限制，到1979年所有 PCBs生产、销售和使用均被禁止
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第三节
在环境中的迁移（PCBs 、OCs）
有机氯农药对生物降解过程也具有抗性。 艾氏剂的生物转化产物是狄氏剂，产物难于进一步被生物降解。 DDT在自然环境中可通过生物过程转化为DDD和DDE，两种 产物更难于进一步被生物降解。DDT的微生物分解主要是在厌氧条 件下通过脱氯作用形成DDD的过程中而发生的。 在自然界中，其它有机氯农药如氯丹、硫丹、七氯和毒杀芬等 的生物降解速率都很低。 高丙体六六六是为数很少的降解速率较大的有机氯农药之一。
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第二节 用途、来源、性质（PAHs）
萘(C10H8)是稠合多环芳香烃中最重要和最简单的一种。
蒽是分子式为C14H10的稠环烃。
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第二节 用途、来源、性质（PAHs）
菲是分子式为C14H10的稠环烃，由三个苯环作品字形稠合而成。
环境化学第5章典型污染物转归与效应
支链烷基、烷基苯基以及烷基萘基等，性能差别较小。
2.4.1 表面活性剂的分类
表面活性剂按亲水基团结构和类型可分为四种：
阴离子表面活性剂：如肥皂、烷基苯磺酸钠。
阳离子表面活性剂：如溴化十六烷基三甲基铵。
火山爆发；制冷剂、飞机推动剂、塑料发泡剂 ③四氯化碳（CCl4）：工业溶剂、灭火剂、干洗剂；氟利 昂的主要原料 ④甲基氯仿（CH3CCl3）：去油剂和干洗剂 ⑤ CHF2Cl（CFC-22）：致冷剂和发泡剂
（3）卤代烃在大气中的转化
· 3与O2反 CCl
应生成碳酰氯 ①对流层中的转化：与HO· 的反应是主要消除途径 和ClO· ClO· 还原 CHCl3 + HO· → H2O + · 3 CCl · 3 + O2 →COCl2 + ClO· CCl 并产生氯 原子
是最早被发现和研究的化学致癌物。
ห้องสมุดไป่ตู้
2.3.1多环芳烃的结构与性质
PAH是指两个以上苯环连在一起的化合物。
①非稠环型，苯环与苯环之间各由一个碳原子相连，如联 苯、联三苯等； ②稠环型，两个碳原子为两个苯环所共有，如萘、蒽等。
2.3.2多环芳烃的来源与分布
（1）天然源：
陆地和水生植物、微生物的生物合成，森林、草原
②氯酚：PCDD 、PCDF是氯酚生产的副产物。 ③多氯联苯产品 ④其他行业(如造纸、汽车、钢铁等)的“三废”中 （3）迁移、转化 地表径流和生物富集是PCDD、PCDF重要的迁移方 式。光化学分解是PCDD、PCDF重要的转化途径。
2.3多环芳烃(PAH)
多环芳烃是一大类广泛存在于环境中的有机污染物，也
的形式进入环境（氯碱工业）。
★ （2）挥发性 汞最大的特点是可以以零价形态存在于大气、土壤 和天然水中。汞及其化合物均具有一定的挥发性。 汞及其化合物挥发程度与化合物的形态及在水中的溶
上海市考研化学专业常见环境化学知识总结
上海市考研化学专业常见环境化学知识总结为了更好地适应现代社会对环境保护和可持续发展的需求，环境化学作为一门重要的学科，在上海市考研化学专业中扮演着重要角色。
掌握常见的环境化学知识对于考生来说至关重要。
本文将对上海市考研化学专业常见的环境化学知识进行总结，以帮助考生更好地备战考试。
一、环境污染物的分类和性质1. 大气污染物大气污染物主要包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、臭氧和挥发性有机物等。
颗粒物是指悬浮在空气中的微小颗粒，可分为可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。
二氧化硫和氮氧化物是常见的酸性气体，容易与大气中的水蒸气反应形成酸雨。
臭氧是一种有害的二次污染物，容易引起呼吸系统疾病。
挥发性有机物主要来自于石油化工、交通运输等活动，对人体健康和环境造成潜在危害。
2. 水体污染物水体污染物包括溶解态污染物和悬浮态污染物。
常见的溶解态污染物包括重金属离子、有机物、氨氮等。
重金属离子如铅、汞对生物有毒性，会积累在食物链中。
有机物主要来自于工业废水、农药残留等，有些有机物对人体健康具有潜在危害。
悬浮态污染物主要是悬浮在水中的微小颗粒，如沉积物和浮游生物等。
3. 土壤污染物土壤污染物主要包括重金属、有机物、农药等。
重金属是土壤中的常见污染物，会对土壤生态系统和农作物生长产生不良影响。
有机物主要来自于工业废弃物和有机肥料的施用。
农药是农田中常用的化学农药，长期使用会导致土壤污染。
二、环境污染的治理和控制1. 大气污染治理大气污染治理包括源头控制、尾气净化和大气监测等。
源头控制是指从减少污染物的产生源头入手，采取减排措施，如优化工艺、提升燃烧效率等。
尾气净化是指对污染物进行后处理，如烟气脱硫、脱硝等技术手段。
大气监测则是对大气环境进行实时监测，及时掌握污染物的浓度和分布情况。
2. 水体污染治理水体污染治理主要包括污水处理和水质监测。
污水处理是通过物理、化学和生物等方法将污水中的污染物去除，使其达到排放标准。
《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
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第一节 重金属元素（Heavy Metals）
一、汞
Mercury
二、镉
Cadmium
三、铬
Chromium
四、砷
Arsenic
6-3
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
一、汞 (Hg) Mercury
1. 环境中汞的来源、分布与迁移
6-22
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第一节 重金属元素（Heavy Metals）
一、汞
Mercury
二、镉
Cadmium
三、铬
Chromium
四、砷
Arsenic
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
三、铬 Chromium
1. 来源与分布
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大重金属污染事件。
6-11
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
甲基钴氨素的再生：水合钴氨素（H2OCoB12+）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 钴上取得两个电子，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。
环境化学-第六章典型污染物在环境中的转归
• 2、在环境中的迁移转化
•
存在于大气颗粒物、气溶胶和沉积物中。
进入水体，一般液相中含量较少，主要被颗粒
物吸附，存在于沉积物中。
•
转化：
① 光解
② 微生物降解
3、PAHs结构与致癌性
（1）K区理论：含有菲环结构，其显著特征是相当于菲 环9、10位的区域具有明显的双键性，即具有较大电 子密度。
湾区
L区
K区
3、PAHs结构与致癌性 (3)双区理论 PAH分子具有致癌性的必要和充分条件是其分 子内存在着两个亲电活性定域，并把PAH分子 分为M区、E区、L区、K区和角环、次角环。
PAH致癌活性的定量计算公式为：
lgK＝4.751ΔE1E23－0.0512n ΔE2－3
（活化项）
（脱毒项）
式中，K——结构与致癌性的关系指数；
✓ PAH分子中存在两类活性区域，K区和L区。
✓ K区在致癌过程中起主要作用， L区负作用。
✓ PAH的K区复合定域能（邻位定域能＋碳定域能）若 小于或等于3.31β者，则有致癌性。
✓ 若PAH分子中存在K区和L区，则L区的复合定域能 （对位定域能＋碳定域能）必须大于或等于5.66β， PAH才具有致癌性。
➢ 迁移转化
✓ 能以零价的形式存在于大气、土壤和天然水中； ✓ 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。
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。
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。
环境中的典型污染物
联合国环境规划署提出的第一批12种POPs名单
艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀 芬、滴滴涕、六氯代苯、多氯联苯、二恶英和呋喃
POP被人类合成、使用、发现毒性和被禁用时间表
1872：德国首次合成多氯二苯对二恶英。 1874：德国合成滴滴涕DDT。 1881：德国合成多氯联苯PCB。 1950：发现DDT显示活性雌性荷尔蒙特性。 1962：美国化学家卡逊的书《寂静的春天》出版发行。警
多氯联苯的来源与分布
PCBs被用于变压器和电容器、热交换器和水力系 统、无碳复印纸、工业用油、油漆、添加剂、塑料、阻燃剂， 甚至是控制路上的灰尘。
大多数国家都于20世纪，在全世界估计生 产的34亿磅PCBs中（不包括前苏联国家），有多达2/3仍在 使用中或者是残留在环境中。
PCBs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明， PCBs的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10年 前使用过的PCBs，在许多地方依然能够发现残留物。
转化途径主要是光化学分解和生物降解。
光化学分解：
生物降解：
从单氯到四氯代联苯均可生物降解。高取代的多氯联苯不易 生物降解。
稳定性
POPs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明，POPs 的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10 年前使用过的POPs，在许多地方依然能够发现残留物。
蓄积性
如在水生生物链中，DDT在水体中的浓度约为3ppt，而在 食鱼鸟类的体内浓度则高达25ppm，通过食物链，DDT浓度 被放大了百万倍以上。又如在北极生态系统中，海豹、北 极熊和因纽特人等哺乳动物母体体内DDT浓度为水体中浓 度的千万倍以上。
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电子能力，进而使中毒者死亡。
另有有机氰化物，是由氰基通过单键与另外的碳原子结合 而成。视结合方式的不同，有机氰化物可分类为腈(C-CN)和异 腈(C-NC)，相应的，氰基可被称为腈基(-CN)或异腈基(-NC)。
一、无机非金属化合物
2. 氰化物 带有氰基(CN)的化合物，其中的碳原子和氮原子通过叁键 相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的 化学反应中都以一个整体存在。
一、重金属
The FWS finds that lead poisoning threatens the condors’ recovery. The agency estimates that $35–40 million has been spent on condor recovery over the past 20 years, and $22 million of that sum came from federal coffers. The federal government continues to spend $900,000 annually on the program.
公约核心：首先控制并逐步消除12种对人类健康和自然环境 特别有害的持久性有机污染物 (POPs)，它们是：艾氏剂、氯 丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕、 六氯代苯、多氯联苯 (PCB) 、二恶英 (PCDD) 和呋喃 (PCDF) 。
一、持久性有机污染物公约
环境激素, 内分泌干扰物 (Endocrine disruptors)。 • 内分泌系统是指分散在 体内各个部位的内分泌 腺体和细胞的总称。它 是一个维持多个器官正 常生理平衡的系统。由 一系列腺体网络构成。 • 这些腺体可以分泌许多 不同的微量的荷尔蒙。 这些荷尔蒙控制着人从 小到大的成长、性别、 智力等多项功能的发展。
POPs的判别标准
T1/2 （水中) > 2个月
T1/2 (土壤或沉积物）> 6个月 BCF > 5000, 或 logKow > 5 的证据
持久性
生物积累性
有令人关注的其他证据
T1/2 (in air) > 2 days
远距离环境迁移的潜在能力 毒性
二、持久性有机污染物概念
持久性有毒物质(PTS) 2001年的 POPs清单
致癌性、致畸性、致突变性、神经毒性。
一、持久性有机污染物公约
雌激素 EDCs 外源性物质对激素 受体的结合作用是 内分泌干扰物作用 的基本机制。 ER 核 DNA RNA 蛋白质合成
细胞
（转录）
内分泌干扰物对雌激素效应的影响机制 注：ER为雌激素受体(estrogen receptor)
二、持久性有机污染物概念
一、无机非金属化合物
4. 铬：冶炼、电镀、制革、印染；Cr3+, CrO2-, CrO42-, Cr2O7-; 5. 铜：冶炼、金属加工、机器制造、有机合成； 6. 锌：. ……
电子垃圾污染
电镀厂-电镀污染
一、无机非金属化合物
1. 砷 天然来源、人为来源(农药)。不同存在形态。 湖南岳阳砷污染事件 2006年09月13日 原因是河流上游3家化工厂的 工业污水“日常性排放”造成 的。 2003年6月9日，广西玉林水 环境监测中心在对九洲江文 地断面进行常规监测中发现 砷超标。污染源于附近锑冶 炼厂废渣被雨水冲刷到河中 所至。
一、无机非金属化合物
2. 氰化物 带有氰基(CN)的化合物，其中的碳原子和氮原子通过叁键
相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的
化学反应中都以一个整体存在。 常见的有氰化钾和氰化钠。它们多有剧毒。其毒性跟CN 离子对重金属离子的超强络合能力有关。CN 主要跟细胞色素 P450中的金属离子结合，从而使其失去在呼吸链中起到的传递
• 工业废水排放； • 多种形态存在：配合 物； 2005年岁 末，广东北 江镉污染事 故。 韶关冶炼厂 废水超标排 放
• 水生生物对Cd有很强
的富集能力； • 水体悬浮物有很强的 吸附能力；
湘江镉 污染防 治现场
一、重金属
2. 汞
• 厂矿、有色金属冶炼、化工生产 废水； • 甲基化作用，挥发作用。 • 日本水俣病。 1956年，日本熊本县 水俣湾附近发现了一种奇 怪的病。这种病症最初出 现在猫身上，病猫步态不 稳，抽搐、麻痹，甚至跳 海死去，被称为“自杀
人口2次都有余的程度。
一、重金属
3. 铅 矿山开采、金属冶炼、汽车
废气、燃煤、油漆、涂料；
水体中悬浮物的吸附作用。
河南：铅污染"吓跑"一村学童
美科学家认为贝多芬性格阴 沉是铅中毒所致 2005年11月23日 科学时报
一、重金属
美国科学家首次证实铅污染会 导致人类男性不育 新华网 ( 2003-02-08) 研究发现，男性精液中含铅量 高的，受精成功率低。在含铅 量高的精液中，精子头部用来 识别卵子表面糖类并与之结合 的受体较少，穿透卵子外层、 与卵子结合的能力更差，而且 在到达卵子之前发生自毁的情 况更为普遍。科学家认为，这 可能是由于铅取代了对精子功 能非常重要的钙元素。
常见的有氰化钾和氰化钠。它们多有剧毒。其毒性跟CN离
子对重金属离子的超强络合能力有关。CN 主要跟细胞色素P450 中的金属离子结合，从而使其失去在呼吸链中起到的传递电子
能力，进而使中毒者死亡。
氰化物被广泛应用于湿法冶炼金、银。大量用于黄金开采 中。
一、无机非金属化合物
2001 年 9 月 29 日凌晨 4 时许，陕西丹凤县境内，一辆载有 5.2吨剧毒氰化钠溶液的卡车不慎翻入汉江支流铁峪铺河内， 约有5吨氰化钠溶液溢出，造成河中生物大面积中毒死亡。由 于当地防化部队监控与处理及时，幸而没有造成人员伤亡。 1991年8月20日,上海市嘉定县水厂测出河水中的氰化钠超 标(0.2～0.9 ppm,以CN- 计),并发现大批死鱼(总共捞起8900公
有机PTS 工业副产物
多氯代二苯并对二噁英和呋喃 ( PCDD/Fs)、六氯苯、 五氯苯
多环芳烃 (PAHs)、多溴代联苯醚 (PBDEs)、十 PTS 其它有机 PTS 氯酮、阿特拉津、五氯酚、氯代石蜡、辛基酚、 壬基酚、酞酸酯、 ……….
金属有机化合物
有机汞化合物、 有机锡化合物、 有机铅化合物、 ………
内容
第二节 持久性有毒物质
一、持久性有机污染物公约
二、持久性有毒物质概念
一、持久性有机污染物公约 “斯德哥尔摩”与人类环境保护 史
世界环境日：1972年6月5～16日，联合国在斯德哥尔摩召 开人类环境会议，通过《联合国人类环境会议宣言》。1972 年10月，第27届联合国大会通过决议，将6月5日定为“世界 环境日”。 《关于对某些持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公 约》：2001年5月21日~23日,中国代表团出席会议，签署了公 约，我国是公约首批签字国。
猫”。
随后不久，此地也发 现了患这种病症的人。患 者由于脑中枢神经和末梢
一、重金属
清、步履瞒珊、面部痴呆、手足麻痹、感 觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重 者神经失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓 高叫，直至死亡。
排放的废水含有大量的汞。当汞在水
中被水生生物摄取后，会转化成甲基汞 (CH3HgCl)。这种剧毒物质只要有挖耳勺 的一半大小就可以致人于死命，当时水俣 湾的甲基汞含量达到了足以毒死日本全国
一、持久性有机污染物公约
“内分泌干扰化学物质(endocrine disrupting chemicals，简称 EDCs)”最初由美国1996年出版的“Our Stolen Future”提出。 为了描述这类污染物，世界各国曾采用了“ environmental estrogens” ， “ environmental endocrine disruptors” 和 “endocrin语。 根据美国EPA的定义，环境内分泌干扰物质是指“可通过干 扰生物或人体为保持自身平衡和调节发育过程而在体内产生的 天然激素的合成、分泌、运输、结合、反应和代谢等，从而对 生物或人体的生殖、神经和免疫系统等功能产生影响的外源性 化学物质”。
PTS是指在环境中不容易被降解、可以被生物 蓄积的有毒物质的总称，即持久性有毒物质。 艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏 剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴 滴涕、六氯(代)苯
杀虫剂
POPs 工业化学品： 多氯联苯(PCB)、六氯(代)苯 有机PTS 其它有 机PTS 金属有机污染物
人类无意合成的物质：多氯代二苯并对二恶英 和呋喃( PCDD/F) 十氯酮、六六六（HCH）、阿特拉津、 五氯酚、氯代石蜡、多环芳烃 (PAH)、多溴代联苯醚（PBDE）、辛 基酚、壬基酚、酞酸酯、………. 有机汞化合物、有机锡化合物、有机铅物
第五章 典型化学污染物 (Representative of Chemical Pollutants)
内容
第一节 代表性无机污染物 第二节 持久性有机污染物(POPs)
第三节 代表性持久性有毒物质
第四节 代表性有机金属污染物
内容
第一节 代表性无机污染物
一、重金属
二、无机非金属化合物
一、重金属 1. 镉
PTS是指在环境中不容易被降解、 可以被生物蓄积的有毒物质的总 称，即持久性有毒物质。
一、持久性有机污染物公约
2004年6月，人大常委会批准的该公约。 2004年11月：正式对我国生效。
2007 年 4 月：国务院批准了由国家环保总局会同外交部、发 展改革委、科技部、财政部、建设部、商务部、农业部、卫 生部、海关总署和电监会等11个相关部门组织编制的《中国 履行“关于持久性有机污染物 (POPs) 的斯德哥尔摩公约 > 国 家实施计划》。
斤)。经查是位于张家港市的一家化工厂 (系个体户,总共三人)