大气污染物在环境中的迁移转化.ppt
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典型污染物在环境各圈层中的迁移转化
典型污染物在环境各圈层中的 迁移转化
目录
CONTENTS
• 引言 • 大气圈层中的迁移转化 • 水圈层中的迁移转化 • 土壤圈层中的迁移转化 • 生物圈层中的迁移转化 • 污染物迁移转化的影响因素
01
CHAPTER
引言
污染物的定义与分类
定义
污染物是指进入环境后导致环境质量 恶化的物质。
分类
根据污染物的性质和来源，可以分为 无机污染物、有机污染物、放射性污 染物等。
城市生活
城市生活垃圾、污水等处理不当，也会对生物圈造成污染。
生物圈中污染物的迁移
01
空气传播
水体传播
02
03
土壤传播
一些气体和颗粒物可以通过空气 传播，从污染源扩散到其他地区， 影响生物圈的各个角落。
废水、雨水等可以通过河流、湖 泊等水体传播，将污染物带到更 远的地方。
土壤中的污染物可以通过雨水淋 溶、植物吸收等方式传播到其他 地区。
生物转化
污染物在微生物的作用下进行分解、代谢等生物 化学反应，转化为无害或低毒性的物质。
光解转化
某些污染物在光照条件下进行光化学反应，分解 为无害物质。
04
CHAPTER
土壤圈层中的迁移转化
土壤中污染物的来源
工业排放
工业生产过程中产生的废气、 废水和固体废弃物，通过排放
或泄漏进入土壤。
农业活动
农药、化肥和农用塑料薄膜等 农业投入品的不合理使用，导 致化学物质残留和污染。
污染物迁移转化的重要性
01
02
03
环境保护
了解污染物的迁移转化有 助于采取有效措施控制污 染，保护环境质量。
生态平衡
污染物的迁移转化可能对 生态系统产生影响，了解 其规律有助于维护生态平 衡。
目录
CONTENTS
• 引言 • 大气圈层中的迁移转化 • 水圈层中的迁移转化 • 土壤圈层中的迁移转化 • 生物圈层中的迁移转化 • 污染物迁移转化的影响因素
01
CHAPTER
引言
污染物的定义与分类
定义
污染物是指进入环境后导致环境质量 恶化的物质。
分类
根据污染物的性质和来源，可以分为 无机污染物、有机污染物、放射性污 染物等。
城市生活
城市生活垃圾、污水等处理不当，也会对生物圈造成污染。
生物圈中污染物的迁移
01
空气传播
水体传播
02
03
土壤传播
一些气体和颗粒物可以通过空气 传播，从污染源扩散到其他地区， 影响生物圈的各个角落。
废水、雨水等可以通过河流、湖 泊等水体传播，将污染物带到更 远的地方。
土壤中的污染物可以通过雨水淋 溶、植物吸收等方式传播到其他 地区。
生物转化
污染物在微生物的作用下进行分解、代谢等生物 化学反应，转化为无害或低毒性的物质。
光解转化
某些污染物在光照条件下进行光化学反应，分解 为无害物质。
04
CHAPTER
土壤圈层中的迁移转化
土壤中污染物的来源
工业排放
工业生产过程中产生的废气、 废水和固体废弃物，通过排放
或泄漏进入土壤。
农业活动
农药、化肥和农用塑料薄膜等 农业投入品的不合理使用，导 致化学物质残留和污染。
污染物迁移转化的重要性
01
02
03
环境保护
了解污染物的迁移转化有 助于采取有效措施控制污 染，保护环境质量。
生态平衡
污染物的迁移转化可能对 生态系统产生影响，了解 其规律有助于维护生态平 衡。
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移和转化共48页PPT资料
2.2.1.2 水的机械迁移作用
水的迁移作用包括污染物在水中的自由扩散作用和 被水流搬运的作用。
➢ 水中自由扩散主要发生在水体呈静止或缓流湖泊和 地下水等环境。
➢ 水流的搬运作用主要发生在水体较快的小溪和河流 环境。
➢ 水流能把降水淋溶的污染物搬运到江，河，湖泊和 地下水中，并最终汇入大海。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污染
污染物的迁移可导致 环境中污染物的种类， 数量和综合毒性的强 度发生变化，引起污 染范围的扩大或缩小， 污染物浓度的增高或 降低等。
2.2. 环境污染物的迁移
机械性迁移
气的机械性迁移 水的机械性迁移
扩散迁移 干沉积和颗粒物湿沉积
重力的机械性迁移
物理-化学性迁移
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
➢其影响程度与地形地物的形状，高低和体积有关。
➢封闭的山谷盆地，不利于大气污染物扩散。
➢城市中的高大建筑物，阻碍污染物迅速扩散。
➢建筑物背风区风速北 下降，污染物浓度增高。
燕山
北京雾霾
太行山
② 干沉积和颗粒物的湿沉积
➢ 干沉积
干沉积指大气污染物通过重力沉降或被地 面建筑物，树木等阻留而沉积在地面的过 程，或者进入人体或动物呼吸道并积留于
2.2.2.2溶解-挥发作用
降水可以将各种固体废弃物中的水溶性污染物溶解， 造成土壤和水体的污染。低沸点。低分子量的有机污 染物可以通过挥发散逸到大气中。污染物的挥发程度
取决于污染物的物理性质和环境条件等。
例子： ➢大气中 SO2，NO2 等酸性气体在高空遇到水蒸气形成酸
雨（pH<5.6）,酸性降水可以使土壤中的重金属游离出来， 造成严重的环境健康问题。
环保概论大气污染及防治PPT课件
一次污染物为主、臭氧、过氧乙酰硝酸酯
一次污染物与二次污染物的混合体SO2、CO、 PAN、甲醛、乙醛、丙烯醛等醛类以及硝
HC、颗粒物、硫酸雾、硫酸盐、气溶胶
酸雾、硫酸雾
湿度较大的温带、亚热带 以煤为主、辅以石油燃料
热反应 催化作用 －1～4℃
>85% 辐射性逆温
静风 12～1月（冬季）、早晨
0.8 ～1.6km
按照大气污染影响 所及范围
第17页/共49页
2.2 大气污染与类别
➢ 大气污染的类型
煤炭型污染的 一次污染物是 烟气、粉尘和 二氧化硫。二 次污染是硫酸 及其盐类所构 成的气溶胶。
石油型污染的 次污染物是烯 烃、二氧化氮 以及烷、醇、 羧基化合物等。 二次污染物主 要是臭氧、氢 氧基、过氧氢 基等。
2023/9/5
第30页/共49页
2.3 大气污染防治技术
大气污染治理技术
颗粒污染物
主要采用机 械和物理方
法处理。
大气污染物 的主要类型
Environmental Protection
气态污染物 主要采用化 学或者物化
法处理。
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2.3 大气污染防治技术
➢颗粒污染物的治理技术
主要内容
1 大气圈结构与大气组成 2 大气污染与类别 3 大气污染防治技术 4 全球性大气污染对策
Environmental Protection
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第1页/共49页
2.1 大气圈结构与大气组成
Environmental Protection
大气圈结构
大气圈：是指包围着整个地球的空气层，实 际上它是由气体和悬浮物所组成的复杂的流 体体系。 厚度：1000km ，质量：5.2×1015t。 空气密度分布特点：海平面处空气密度较大 ，随高度的增加，空气密度逐渐变小。
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应精品PPT课件
倍以上。
❖土壤中PCBs的损失
– 生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明显减少， – 挥发过程是引起PCBs损失的主要途径。
• PCBs的挥发速率随着温度的升高而升高，但随着土壤中粘土 含量和联苯氯化程度的增加而降低。
17
③PCBs在水体中的迁移
❖水体中PCBs的来源
– 主要通过大气沉降和随工业、城市废水向河、 湖、沿岸水体的排放等方式进入水体。
– Poster等人研究表明: 雨水中只有9% 的PCBs 处于真正溶解状态，80%是束缚在亚微粒上的 吸附态。
15
① PCBs在大气中的迁移
❖大气中PCBs的损失途径
– 直接光解和与OH、NO3 等自由基及O3 作用。
• 全世界每年约有0.6%的PCBs由于OH 基反应而消失。
– 雨水冲洗和干、湿沉降。
❖水体中PCBs的存在形态
– 除小部分溶解外，大部分附着在悬浮颗粒物上， 最终沉降到底泥。
– 底泥中的ＰＣＢｓ含量一般要较上面的水体高 １～2数量级。
• 它是继1987年《保护臭氧层的维也纳公约》和 1992年《气候变化框架公约》之后，第三个具有 强制性减排要求的国际公约。
• 2004年6月25日，十届全国人大常委会第十次会 议批准公约；
• 2004年8月13日，我国政府向联合国交存了批准、 接受、核准和加入书。
5
持久性有机污染物斯德哥尔摩公约 2004年11月11日起对我国生效
• 根据公约规定，缔约方须在公约对缔约方 生效当日起计的两年内制定国家实施方案 并尽快组织实施。
• 我国需要采取必要的法律和行政措施
– 禁止和消除有意生产的POPs的生产和使用， 并严格控制其出口；
– 促进包括最佳可行技术和最佳环境实践的应用； – 查明并以安全、有效和对环境无害化方式处置
❖土壤中PCBs的损失
– 生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明显减少， – 挥发过程是引起PCBs损失的主要途径。
• PCBs的挥发速率随着温度的升高而升高，但随着土壤中粘土 含量和联苯氯化程度的增加而降低。
17
③PCBs在水体中的迁移
❖水体中PCBs的来源
– 主要通过大气沉降和随工业、城市废水向河、 湖、沿岸水体的排放等方式进入水体。
– Poster等人研究表明: 雨水中只有9% 的PCBs 处于真正溶解状态，80%是束缚在亚微粒上的 吸附态。
15
① PCBs在大气中的迁移
❖大气中PCBs的损失途径
– 直接光解和与OH、NO3 等自由基及O3 作用。
• 全世界每年约有0.6%的PCBs由于OH 基反应而消失。
– 雨水冲洗和干、湿沉降。
❖水体中PCBs的存在形态
– 除小部分溶解外，大部分附着在悬浮颗粒物上， 最终沉降到底泥。
– 底泥中的ＰＣＢｓ含量一般要较上面的水体高 １～2数量级。
• 它是继1987年《保护臭氧层的维也纳公约》和 1992年《气候变化框架公约》之后，第三个具有 强制性减排要求的国际公约。
• 2004年6月25日，十届全国人大常委会第十次会 议批准公约；
• 2004年8月13日，我国政府向联合国交存了批准、 接受、核准和加入书。
5
持久性有机污染物斯德哥尔摩公约 2004年11月11日起对我国生效
• 根据公约规定，缔约方须在公约对缔约方 生效当日起计的两年内制定国家实施方案 并尽快组织实施。
• 我国需要采取必要的法律和行政措施
– 禁止和消除有意生产的POPs的生产和使用， 并严格控制其出口；
– 促进包括最佳可行技术和最佳环境实践的应用； – 查明并以安全、有效和对环境无害化方式处置
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应(ppt)
第二节 有机污染物
一、持久性有机污染物
持久性有机污染物( Persistent Organic Pollutants ,简称POPs)
指的是指能够长距离迁移并持久 存在于环境中, 具有很长的半衰期, 且能通过食物网积聚, 半挥发性和 高毒性,对人类健康及环境造成不 利影响的有机化学物质。
一般可以将POPs的性质简单概括如下: 1高毒性
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)。
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。
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。
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。
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。
典型污染物在环境 各圈层中的转归与
效应(ppt)
优选典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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。
污染物在环境中的迁移和转化PPT学习教案
3. 生物迁移
第5页/共37页
1. 机械迁移
1. 机械迁移：根据污染物在环境中发生机械
迁移的作用力不同可以分为：
（1）气的机械迁移作用：污染物在大气中
的扩散作用和被气流搬运。
影响因素：气象条件、地形地貌特征、排
放浓度和排放高度等因素。
第6页/共37页
1. 机械迁移
（2）水的机械迁移作用：污染物在水体中的
在强还原或酸性介质中,嫌气微生物可使氧
化态硒还原为Se0 和Se2- , 使硒的有效性降低。
pH 和Eh 是作为一个整体来影响硒的形态和
第16页/共37页
三、污染物迁移的制约因素
配位体的种类及数量
无机配位体：Cl-、I-、F-、SO42-、S2-、
PO43-等。
当环境中存在大量无机，特别是有大量Cl-、
于钙、锶、钡、镭、铜、锌、镉、二价铁、二
价锰和二价镍的迁移。
碱性环境有利于硒、钼和五价钒的迁移。
第14页/共37页
三、污染物迁移的制约因素
氧化还原条件(Eh)
有些污染物在氧化环境中有较高的迁移能力，
而有些污染物在还原环境中有较高的迁移能力。
氧化环境有利于铬、钒、硫的迁移；
还原环境有利于铁、锰等的迁移。
外界环境的物理化学条件和区域自然地理
条件（外因）
第12页/共37页
三、污染物迁移的制约因素
1.
内因（主要影响因素）：
由于物理化学性质的差异决定了物质的电离能力、水解能力、形成络合物能力等的不同。
原子的电负性、离子半径、电价、离子电位（电价与离子半径的比值）以及化合物的键性
第5页/共37页
1. 机械迁移
1. 机械迁移：根据污染物在环境中发生机械
迁移的作用力不同可以分为：
（1）气的机械迁移作用：污染物在大气中
的扩散作用和被气流搬运。
影响因素：气象条件、地形地貌特征、排
放浓度和排放高度等因素。
第6页/共37页
1. 机械迁移
（2）水的机械迁移作用：污染物在水体中的
在强还原或酸性介质中,嫌气微生物可使氧
化态硒还原为Se0 和Se2- , 使硒的有效性降低。
pH 和Eh 是作为一个整体来影响硒的形态和
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三、污染物迁移的制约因素
配位体的种类及数量
无机配位体：Cl-、I-、F-、SO42-、S2-、
PO43-等。
当环境中存在大量无机，特别是有大量Cl-、
于钙、锶、钡、镭、铜、锌、镉、二价铁、二
价锰和二价镍的迁移。
碱性环境有利于硒、钼和五价钒的迁移。
第14页/共37页
三、污染物迁移的制约因素
氧化还原条件(Eh)
有些污染物在氧化环境中有较高的迁移能力，
而有些污染物在还原环境中有较高的迁移能力。
氧化环境有利于铬、钒、硫的迁移；
还原环境有利于铁、锰等的迁移。
外界环境的物理化学条件和区域自然地理
条件（外因）
第12页/共37页
三、污染物迁移的制约因素
1.
内因（主要影响因素）：
由于物理化学性质的差异决定了物质的电离能力、水解能力、形成络合物能力等的不同。
原子的电负性、离子半径、电价、离子电位（电价与离子半径的比值）以及化合物的键性
典型污染物在环境各圈层中的迁移转化-PPT
环境污染领域中重金属元素一般是指对生 物有显著毒性的元素。如Hg、Cd、Pb、 Cr、Zn、Cu、Co、Ni、Sn、Ba、Ti
As、Be、Li、Se、B、Al 问题：水俣病、骨痛病分别是由什么引起 的？
重金属的污染特点
(Pollution Characteristic)：
1、形态多变； （有机态与无机态、不同 价态、溶解态、沉淀…… 2、金属有机态的毒性大于金属无机态； 3、价态不同毒性不同； 4、金属羰基化合物常常剧毒； 5、迁移转化形式多；
～40mg/kg (污染土壤可达550mg/kg) 海水0.001 ～0.008mg/kg 淡水：
人为源
农药：
砷酸铅、乙酰亚砷酸铜、亚砷酸钠、砷酸钙和 有机砷酸盐；甲胂酸、二次甲胂酸
砷的开采与冶炼： 矿山废水、工厂废水
化石燃料燃烧：
2、砷在环境中的迁移与转化
砷的存在形态：
五价砷：砷酸与砷酸盐 H3AsO4 H2AsO4— HAsO42—AsO43— 三价砷：亚砷酸及其盐 H3AsO3 H2AsO3— HAsO32— AsO33—
CH3HgCl为主。
烷基汞中，甲基汞、乙基汞、丙基汞为水 俣病的致病性物质。它们的主要存在形态 为氯化物，其次是溴化物、碘化物 ；四 个碳以上的烷基汞没有发现具在致病性。 厌氧和好氧条件下都可以产生甲基汞，但 在厌氧条件下，甲基汞进一步转化为二甲 基汞。 问题2、CH3HgCl与Hg(CH3)2比较哪个水 溶性强，哪个挥发性强，哪个更容易被生 物吸收？
2e 2e 2e
CH 3
CH 3 2 As(OH ) CH 3 3 AsO
CH 3
CH 3 3 As
3、砷的毒性与生物效应 三价无机砷毒性高于五价砷、溶解砷比不 溶性砷毒性高、能是因为前者较易吸收。 可 据报道，摄入As2O3剂量为70~180 mg时， 可使人 致死。 无机砷可抑制酶的活性，三价无机砷还可 与蛋白质的巯基反应。三价砷对 线粒体呼 吸作用有明显的抑制作用，已经证明，亚 砷酸盐可减弱线粒体氧化磷酸 化反应，或 使之不能偶联。
污染物在环境中的迁移和转化ppt课件
2019年3月22日
21
第二节 环境污染物的迁移
生物积累某种污染物的浓度水平取决 于该生物摄取和消除该污染物的速率之 比，摄取量如果大于消除量，就会发生 生物积累。
2019年3月22日
22
第二节 环境污染物的迁移
3）生物放大（biomagnification）： 在生态系统的同一食物链上，某种 污染物在生物体内的浓度随着营养级的 提高而逐步增大的现象。生物放大系数 (BMF)表示生物放大的程度：
12
2019年3月22日
第二节 环境污染物的迁移
第 二 章
2、物理化学迁移
包括风化淋溶作用、溶解挥发作用、酸 碱作用、络合作用、吸附作用以及氧化还原
作用。
2019年3月22日
13
第二节 环境污染物的迁移
第 二 章
1）风化淋溶作用：是指环境中的水在 重力作用下运动时通过水解作用使岩 石、矿物中的化学元素溶入水中的过 程，其作用的结果是产生游离态的元 素离子。 2）溶解挥发作用：溶解作用是一切可 溶性污染物污染环境的基本方式之一。
15
2019年3月22日
第二节 环境污染物的迁移
第 二 章
吸附作用 ： 吸附是发生在固体或液体 表面对其他物质的一种吸着现象，也 是一种影响污染物在环境中迁移转化 的重要作用力。 氧化还原作用 : 是自然环境中广泛存在 的一种化学反应。
2019年3月22日
16
第二节 环境污染物的迁移
第 二 章
3、生物性迁移：
第一节 概述
第 二 章
2019年3月22日 5
第一节 概述
研究污染物在环境中的迁移和转化 的意义：
研究污染物在环境中的迁移转化过程及其规 律，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染 物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等 都具有十分重要的环境毒理学意义。
污染物在环境中迁移与转化ppt课件
通过实验还发现了二恶英在食物链中生物放大的直接证据， 并提出了生物放大模型，从而否定了国际学术界过去一直认 为二恶英在食物链中只存在生物积累而不存在生物放大的观 点。
二、污染物的转化
污染物在环境中通过物理的、化学的或生物 的作用改变形态或者转变成另一物质的过程 叫做污染物的转化（transformation of pollutants） (一次污染物, 二次污染物)
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、 氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
3、生物转化和生物降解 指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。 污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成 更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形 成更难降解的分子结构。
三、实例分析
1、汞的迁移和转化 汞，俗称水银,常温下是银白色的液体，易蒸发。汞 ,汞蒸气,及汞的化合物均有剧毒! 汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元 素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化
污染物的转化与迁移不同，迁移只是空间位 置的相对移动。不过环境污染物的迁移和转 化往往是伴随进行的。
污染物转化形式
1、物理转化 指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或 几种过程实现的转化。
二、污染物的转化
污染物在环境中通过物理的、化学的或生物 的作用改变形态或者转变成另一物质的过程 叫做污染物的转化（transformation of pollutants） (一次污染物, 二次污染物)
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、 氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
3、生物转化和生物降解 指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。 污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成 更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形 成更难降解的分子结构。
三、实例分析
1、汞的迁移和转化 汞，俗称水银,常温下是银白色的液体，易蒸发。汞 ,汞蒸气,及汞的化合物均有剧毒! 汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元 素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化
污染物的转化与迁移不同，迁移只是空间位 置的相对移动。不过环境污染物的迁移和转 化往往是伴随进行的。
污染物转化形式
1、物理转化 指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或 几种过程实现的转化。
污染物在环境中迁移与转化
在天然水体中，不同形态的汞具有各自的化学反应特征，它们影响着 汞的化学行为，决定着汞的迁移过程，其过程包括以下几方面。
水中汞的气态迁移
汞在水中的气态迁移涉及到汞的气化作用以及二甲 基化作用，此时汞转变为挥发态的汞进入大气。
当天然水体中含氧量减少时，水体氧化还原电位降 低,汞易被水中有机质、微生物或其它还原剂还原为 Hg，即以汞的气态由水体逸散到大气中; 当天然水体中含汞量稍高，pH≥7时，水中汞可在 厌气微生物的作用下生成（CH3）2Hg。由于（CH3 ）2Hg在水中溶解度很小所以易逸散到大气中。
天然水体是由固相、水相、生物相组成的复杂体系。在水相中，汞以 Hg2+、 CH3Hg+、CH3HgCl、C6H5Hg+ 为主要形态。在固相中，以Hg+、 Hg0、HgS、（CH3Hg） 2S 为主要形态。在生物相中,以Hg2+、CH3Hg+、 CH3HgCH3为主要形态。它们随着水环境形态的变化而变化。
（2）大气污染物的转化
。
（3）危害
a、损害人和动物的健康； b、影响植物生长； c、降低大气的能见度；
（4）控制措施
a、控制污染源 b、采用无污染运输 c、利用化学抑制剂 d、植树造林
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、
氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
水中汞的气态迁移
汞在水中的气态迁移涉及到汞的气化作用以及二甲 基化作用，此时汞转变为挥发态的汞进入大气。
当天然水体中含氧量减少时，水体氧化还原电位降 低,汞易被水中有机质、微生物或其它还原剂还原为 Hg，即以汞的气态由水体逸散到大气中; 当天然水体中含汞量稍高，pH≥7时，水中汞可在 厌气微生物的作用下生成（CH3）2Hg。由于（CH3 ）2Hg在水中溶解度很小所以易逸散到大气中。
天然水体是由固相、水相、生物相组成的复杂体系。在水相中，汞以 Hg2+、 CH3Hg+、CH3HgCl、C6H5Hg+ 为主要形态。在固相中，以Hg+、 Hg0、HgS、（CH3Hg） 2S 为主要形态。在生物相中,以Hg2+、CH3Hg+、 CH3HgCH3为主要形态。它们随着水环境形态的变化而变化。
（2）大气污染物的转化
。
（3）危害
a、损害人和动物的健康； b、影响植物生长； c、降低大气的能见度；
（4）控制措施
a、控制污染源 b、采用无污染运输 c、利用化学抑制剂 d、植树造林
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、
氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
污染物在环境中 的迁移和转化
① 微生物修复技术是利用微生物去除环境中污染物的技术。但由于持久性有机污染物的特性决定了其 对自然界的各种降解作用具有较强的抵抗作用。虽然科研工作者通过富集培养等技术已发现了许多 能降解POPs的微生物，但由于POPs大部分都具有毒性，对微生物会产生毒害作用。因此，常规的生 物降解技术降解POPs能力有限。 植物修复技术主要是通过直接吸收降解、释放能直接降解有机污染物的酶或通过其根系与根区微生 物的联合作用进行有机污染物的修复。目前，菌根修复技术已经被国内外科研人员应用于治理受农 药、石油、多环芳烃等污染的土壤。 现代生物技术是指以DNA技术为先导的一系列生物高新技术的统称，主要包括微生物工程、细胞工 程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术等。由于POPs的特殊性，现代生物技术在环境 保护和治理方面将会有不可取代的优势。但由于此项技术尚未成熟，投入应用的情况较少。
2001年5月23日，中国政府签署了公约。 2004年5月17日，公约正式生效。 2004年6月25日我国第十届全国人大常委会第十次会议批准了公约。 公约于2004年11月11日对ning
Chen's Group
②
③
国际公约—— 《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》
为了推动POPs的淘汰和削减、保护人类健康和环 境免受POPs的害，2001年5月23日，在瑞典首都斯德
哥尔摩127个国家的环境部长或高级官员代表各自政府
签署《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》从
而正式启动了人类向持久性有机污染物宣战的进程。
ICCA（化学品协会国际理事会）推荐的POPs的判断基准
持久性基准：用半衰期（t1/2）来判断，在水体中为180d， 在底泥和土壤中为360d； 生物蓄积性基准：用生物富集系数来判断，BCF>5000; 关于远距离迁移并返回到地球上的基准：半衰期2d（空气 中）以及蒸汽压在0.01~1kpa； 判断在偏远的极低地区一种物质是否存在的基准：该物质 ADD YOUR TITLE HERE 在水体中质量浓度大于10ng/L。
2001年5月23日，中国政府签署了公约。 2004年5月17日，公约正式生效。 2004年6月25日我国第十届全国人大常委会第十次会议批准了公约。 公约于2004年11月11日对ning
Chen's Group
②
③
国际公约—— 《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》
为了推动POPs的淘汰和削减、保护人类健康和环 境免受POPs的害，2001年5月23日，在瑞典首都斯德
哥尔摩127个国家的环境部长或高级官员代表各自政府
签署《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》从
而正式启动了人类向持久性有机污染物宣战的进程。
ICCA（化学品协会国际理事会）推荐的POPs的判断基准
持久性基准：用半衰期（t1/2）来判断，在水体中为180d， 在底泥和土壤中为360d； 生物蓄积性基准：用生物富集系数来判断，BCF>5000; 关于远距离迁移并返回到地球上的基准：半衰期2d（空气 中）以及蒸汽压在0.01~1kpa； 判断在偏远的极低地区一种物质是否存在的基准：该物质 ADD YOUR TITLE HERE 在水体中质量浓度大于10ng/L。
环境化学PPT课件
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第一节、污染物在大气中的迁移
污染物在大气中的迁移是指由污染源排放出来的污染物由于空气的运 动使其传输和分散的过程。迁移过程可使污染物浓度降低。大气圈 中空气的运动主要是由于温度差异而引起的。
由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层大气对太阳辐射吸收程 度上的差异，使得大气的温度、密度在垂直方向上呈不均匀的分布。 人们常把静大气 的温度和密度在垂直方向上的分布称为大气温度层 结和大气密度层结。
根据大气的温度层结、密度层结的运动规律，可将大气划分为对流层、 平流层、中层和热层等若干层。此外，还有所谓散逸层，有时也划 作一个层区。
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一、大气的组成和停留时间
二、大气垂直分层
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
四、大气稳定度
五、逆温
六、局地环流对污染物扩散的影响
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特点:（1）气温随高度升高而降低，空气垂直对流强烈。
（2）空气密度大。
（3）天气复杂多变。
（4）对流层下部湍流。
（5）污染物的迁移转化主要发生在这一层。
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2、平流层: 对流层顶到约50km的地方
特点：
（1） 空气基本无对流，平流运动占显著优势。
（2） 空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少 有天气现象，透明度极高。
ON3O(小2(大小于气于1天中1月)停、)留等SO时，2间(它小小们于于在0.1大0年1气年的中)气、的体N浓H，度3如(~变H1化天2O比)(、1较0N.明1O天显和)。、
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二、大气垂直分层:
1962,WMO, 对流层、平流层、中间层、热成层、逸散 层。
第二章-大气环境化学-大气中污染物质的转化-2016
2. HNO3的离解 HNO3 + hν 若有CO存在： HO· +CO H· +O2 +M 2 H O2 ·
HO-NO2键能为 199.4 kJ/mol
HO·+NO2
CO2 + H · H O2· +M H2 O2 +O2
二氧化硫对光的吸收 SO2 + h ν
SO2*
键能为545.1 kJ/mol
光量子能量与化学键之间的对应关 系：
通常波长大于700nm（红外线）的光不能 引起光化学离解。
3.大气中重要的吸光物质的光离解 氧分子和氮分子的光离解
键能为 939.4 kJ/mol
键能为 493.8 kJ/mol
N2+hν O2+hν
N· ＋N· O· ＋O·
（波长＜243nm） （波长＜127nm）
R·
O2
RO2
＋ ·
NO
氧化
NO2 + RO ·
甲烷的氧化反应
CH4+HO · CH3 · +H2O
CH4+ O ·
CH3 · +O2
CH3 · +HO ·
CH3O2 ·
大气中的O · 主要来自O3的光解，通过上述反应， CH4不断消耗O ·，可导致臭氧层的损耗，同时可发 生如下反应：
NO+ CH3O2 ·
若NO浓度高时，会伴随如下反应： NO+O3 NO2+O2 NO+NO3 2NO2 NO3与烷烃的反应速度很慢： RH+NO3 R ·+HNO3 这是城市夜间HNO3的主要来源。
这是城市夜 间HNO3 的主要来 源。
大气污染物在环境中的迁移转化
CH3 X h CH3 X
如果有一种以上的卤素，则断裂的是最弱的键。如CFCl3 (氟里昂-11) CF2Cl2(氟里昂-12)的光解：
CFCl3 h (175～ 227nm) CFCl2 Cl
CFCl3 h CFCl 2Cl CF2Cl2 h (175～ 227nm) CF2Cl Cl
污染大气中的基本光化学链：
NO2 h NO O
O O2 M O3 O3 NO NO2 O2
420 nm
(4) SO2对光的吸收 SO2的键能为545.1kJ/mol，相当于218nm光波能量， 吸
收光谱中呈现三条吸收带：340～400nm、 240～330nm 、 小于240nm；显然，240 - 400 nm的光不能使其离解，只能 生成激发态：
天气形势和地理地势对污染物扩散的影响： 1、城市热岛效应 2、逆温
逆温产生的原因及类型：
辐射逆温：由于强烈有效的地球辐射，使地面和近地面大气 层强烈迅速冷却降温，而较上层冷却较慢，出现上暖下冷的 逆温现象。
下沉逆温：在高压区内，气层大规模下沉时，因气压增加及 气层水平方向扩散，使厚度减小而压缩升温形成的逆温。
HNO3 h HO NO2
HO CO CO2 H H O2 M HO2 M 2HO2 H 2O2 O2
产生过氧自由基和过氧化氢。
(有CO存在时）
(6) 甲醛的光离解
HCHO中H-CHO的键能为 356.5 kJ/mol，它对 240～360 nm 范围内的光有吸收，吸光后的光解反应为：
总之，实行清洁生产法：清洁的原料、清洁的生产过程、 清洁的产品。
这是联合国环境规划署于1989年提出的，以提高资源能 源利用率、减少污染物产生量为目标，核心是污染预防，变 传统的末端治理为全过程控制，即源消除法。
如果有一种以上的卤素，则断裂的是最弱的键。如CFCl3 (氟里昂-11) CF2Cl2(氟里昂-12)的光解：
CFCl3 h (175～ 227nm) CFCl2 Cl
CFCl3 h CFCl 2Cl CF2Cl2 h (175～ 227nm) CF2Cl Cl
污染大气中的基本光化学链：
NO2 h NO O
O O2 M O3 O3 NO NO2 O2
420 nm
(4) SO2对光的吸收 SO2的键能为545.1kJ/mol，相当于218nm光波能量， 吸
收光谱中呈现三条吸收带：340～400nm、 240～330nm 、 小于240nm；显然，240 - 400 nm的光不能使其离解，只能 生成激发态：
天气形势和地理地势对污染物扩散的影响： 1、城市热岛效应 2、逆温
逆温产生的原因及类型：
辐射逆温：由于强烈有效的地球辐射，使地面和近地面大气 层强烈迅速冷却降温，而较上层冷却较慢，出现上暖下冷的 逆温现象。
下沉逆温：在高压区内，气层大规模下沉时，因气压增加及 气层水平方向扩散，使厚度减小而压缩升温形成的逆温。
HNO3 h HO NO2
HO CO CO2 H H O2 M HO2 M 2HO2 H 2O2 O2
产生过氧自由基和过氧化氢。
(有CO存在时）
(6) 甲醛的光离解
HCHO中H-CHO的键能为 356.5 kJ/mol，它对 240～360 nm 范围内的光有吸收，吸光后的光解反应为：
总之，实行清洁生产法：清洁的原料、清洁的生产过程、 清洁的产品。
这是联合国环境规划署于1989年提出的，以提高资源能 源利用率、减少污染物产生量为目标，核心是污染预防，变 传统的末端治理为全过程控制，即源消除法。
污染物在环境各圈的迁移转化
碱性条件-氯离子浓度较低时,氢氧化甲基汞为 主,但氯离子浓度较高时,氯化甲基汞为主 水俣病旳致病物:甲基汞,乙基汞,丙基汞 甲基汞脱甲基化与汞离子还原
(4)汞旳生物效应
无机汞化合物在生物体内一般轻易排泄。但当汞与生物体内旳 高分子结合，形成稳定旳有机汞络合物，就极难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞旳络合物相当稳定。
(4) 、因为阳离子表面活性别具有一定旳杀菌能力，在浓度高时， 可能破坏水体微生物旳群落。
(5) 、 洗涤剂对油性物质有很强旳溶解能力．能使鱼旳味觉器官 遭到破坏，使鱼类丧失避开毒物和觅食旳能力。
根据德国法定旳活性污泥法，研究了十四烷基二甲基苄基氯 化铵(TDBA)旳降解性与负荷量、溶解氧旳浓度、温度旳影响， 并比较了驯化与未驯化旳情况。成果表白驯化后旳平均降解 率为73％，TDBA对未驯化污泥中旳微生物旳生长克制作用很 大，降解率很低。而对驯化旳污泥旳克制较小，阐明驯化旳 作用是很明显旳。
1重金属元素
1.1汞 汞旳主要特点在于能以零价形态存在于大气、土壤和天然水中。 汞及其化合物主要性质(1)----挥发。 挥发程度与化合物旳形态及在水中旳溶解度、表面吸附、大气旳相 对湿度(RH)等原因亲密有关。 挥发性：有机汞>无机汞 有机汞：甲基汞和苯基汞旳挥发性最大。 无机汞：碘化汞挥发性最大，硫化汞最小。 另外，在潮湿空气中汞旳挥发性比干空气中大得多。
（4)非离子表面活性剂： 其亲水基团为醚基和羟基。 主要类型如下 脂肪醇聚氧乙烯醚：如 脂肪酸聚氧乙烯酯：如 烷基苯酚聚氧乙烯醚：： 聚氧乙烯烷基胺 聚氧乙烯烷基酰胺： 多醇表面活性剂：
二．表面活性剂旳构造和性质
(1)表面活性剂旳亲水性：表面活性剂旳亲水、亲油平衡比值 称为亲水性(HLB值)．可表达如下
(4)汞旳生物效应
无机汞化合物在生物体内一般轻易排泄。但当汞与生物体内旳 高分子结合，形成稳定旳有机汞络合物，就极难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞旳络合物相当稳定。
(4) 、因为阳离子表面活性别具有一定旳杀菌能力，在浓度高时， 可能破坏水体微生物旳群落。
(5) 、 洗涤剂对油性物质有很强旳溶解能力．能使鱼旳味觉器官 遭到破坏，使鱼类丧失避开毒物和觅食旳能力。
根据德国法定旳活性污泥法，研究了十四烷基二甲基苄基氯 化铵(TDBA)旳降解性与负荷量、溶解氧旳浓度、温度旳影响， 并比较了驯化与未驯化旳情况。成果表白驯化后旳平均降解 率为73％，TDBA对未驯化污泥中旳微生物旳生长克制作用很 大，降解率很低。而对驯化旳污泥旳克制较小，阐明驯化旳 作用是很明显旳。
1重金属元素
1.1汞 汞旳主要特点在于能以零价形态存在于大气、土壤和天然水中。 汞及其化合物主要性质(1)----挥发。 挥发程度与化合物旳形态及在水中旳溶解度、表面吸附、大气旳相 对湿度(RH)等原因亲密有关。 挥发性：有机汞>无机汞 有机汞：甲基汞和苯基汞旳挥发性最大。 无机汞：碘化汞挥发性最大，硫化汞最小。 另外，在潮湿空气中汞旳挥发性比干空气中大得多。
（4)非离子表面活性剂： 其亲水基团为醚基和羟基。 主要类型如下 脂肪醇聚氧乙烯醚：如 脂肪酸聚氧乙烯酯：如 烷基苯酚聚氧乙烯醚：： 聚氧乙烯烷基胺 聚氧乙烯烷基酰胺： 多醇表面活性剂：
二．表面活性剂旳构造和性质
(1)表面活性剂旳亲水性：表面活性剂旳亲水、亲油平衡比值 称为亲水性(HLB值)．可表达如下