第5章典型污染物转归与效应
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应引言污染物是指那些不断通过人类活动排放到环境中的有害物质，包括大气、水体和土壤等环境。
典型的污染物主要包括大气中的二氧化硫、氮氧化物、水体中的重金属、有机物和土壤中的农药等物质。
这些污染物在环境中的转归和对环境的影响备受关注。
本文将重点讨论这些污染物在不同环境圈层中的转归和效应。
大气中的典型污染物二氧化硫二氧化硫主要来自燃煤、石油等燃烧过程，通过大气向土壤和水体传播。
在大气中，二氧化硫易与水蒸气和氧气反应形成硫酸等强酸性物质，导致酸雨的形成，对植物和建筑物造成损害。
此外，二氧化硫还参与臭氧和颗粒物的生成，对人类健康和环境造成危害。
氮氧化物氮氧化物主要来自汽车尾气和工业排放，对大气和水质均有影响。
氮氧化物在大气中与挥发性有机物反应形成臭氧，对人类健康影响较大。
此外，氮氧化物还是水体中富营养化的主要原因之一，引起水华的产生，破坏水生态系统平衡。
水体中的典型污染物重金属重金属是水体中的重要污染物之一，主要来源于工业废水排放和农业面源污染。
重金属如铅、镉等对水生生物和人类健康具有较大危害。
它们在水环境中具有很强的持久性和蓄积性，易被生物富集，加重水体污染。
有机物有机污染物包括各类化学品，如农药、兽药和工业化学品等。
这些有机物对水生生物和人类健康危害较大，有些有机物还对生态系统造成严重危害。
它们在水体中转移速度较慢，易富集在生物体内，引起食物链中毒现象。
土壤中的典型污染物农药农药是影响土壤质量的重要因素之一，主要来源于农田施用。
农药中的有机氯、有机磷等成分易残留在土壤中，并渗入地下水和河流中造成污染。
农药对土壤生物和植物生长产生危害，也对人类健康构成威胁。
总结与展望不同环境圈层中的典型污染物具有不同的转归和效应，但它们都对环境和人类健康造成危害。
因此，应该积极采取有效措施减少污染物排放，保护和改善环境质量。
以上是关于典型污染物在环境各圈层中的转归与效应的讨论，希望对读者有所启发。
最新典型污染物在环境各圈层中的转归与效应课件ppt
2．多氯联苯(PCBs)
(1)多氯联苯的结构与性质 • PCBs是一组由二个以上氯原子取代联苯分子中氢原
子而形成的氯代芳烃,共有209个异构体。
3
4
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
• POPs公约于2001年5月22日在瑞典斯德哥尔摩通 过，至今已有151个国家签署、83个国家批准。
• 通过这一过程实现了PCBs从大气向水体或土壤的转移。 • 气态和吸附态的PCBs都可以通过干、湿沉降过程或雨
水淋洗到达地球表面。
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② PCBs在土壤中的迁移
❖土壤中PCBs的来源
– 主要来源于颗粒沉降; – 有少量来源于污泥作肥料,填埋场的渗漏以及在农药配
方中使用的PCBs等。 – 土壤中的PCBs含量一般比上面的空气中含量高出１０
停产，到80年代初国内基本已停止生产PCBs，估计历年 累计产量近万吨。
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(2) PCBs的来源与分布
②分布
❖PCBs在环境样品中广泛分布。 ❖PCBs由于挥发性低的，辛醇/水分配系数高, 在大
气和水中含量较低。
–大气中小于10ng/L, 水中小于2ng/L 。
❖PCBs易被颗粒物所吸附，在废水流入河口附近的沉 积物中，PCBs含量可高达2000－5000μg/kg。
• 其余的大部分则通过下列途径进入环境
– 随工业废水进入河流和沿岸水体； – 从密封系统渗漏或在垃圾场堆放； –在使用和处理（焚化含PCBs的物质）过程中，
通过挥发进入大气，然后经干、湿沉降转入湖 泊和海洋。
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(3) PCBs在环境中的迁移与转化
①概况 ❖水体的PCBs极易被颗粒物所吸附，成为沉积物。 ❖近年来PCBs的使用量大大减少，但沉积物中的
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应概述
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应概述一、引言污染物的释放已经成为当代社会面临的一个严峻问题。
各种污染物经过排放后会进入大气、水体和土壤等环境圈层，对生态系统及人类的健康造成危害。
本文将探讨典型污染物在环境中的传播、转移和效应，以及可能的应对措施。
二、大气环境中的污染物大气是典型污染物传播的重要介质之一，大气中的污染物主要包括二氧化碳、氮氧化物、臭氧和颗粒物等。
这些污染物通过空气传播，对空气质量和气候产生影响，加剧全球变暖等问题。
三、水体环境中的污染物水体是另一个容易受到污染物侵袭的环境圈层，水中的污染物包括重金属、有机污染物、化学物质等。
这些污染物会对水质产生影响，损害水生态系统，威胁人类饮用水安全。
四、土壤环境中的污染物土壤是污染物的另一主要殖身之所，土壤中的化学污染物如农药、重金属等会经过降解或迁移导致土壤退化，影响农作物生长，还可能转移至水体和植物中造成进一步危害。
五、污染物的生物富集效应部分污染物会在环境中富集，并通过食物链逐级向上转移，最终积累到高级食物链中，造成食物链中生物的富集，例如水中生物体内富集的汞会对食肉动物和人类造成毒害。
六、污染物对生态系统的影响污染物对生态系统的危害是综合而复杂的，除了直接影响生物生长繁衍外，还可能破坏物种的生态平衡，导致生物多样性降低，影响整个生态系统的健康。
七、应对污染物的措施为了减少污染物对环境的危害，采取有效的污染物控制和治理措施至关重要。
这包括加强污染源监管、推动清洁能源发展、实施循环经济等举措，共同维护地球生态系统的可持续发展。
八、结论污染物在环境各圈层中的传播和效应是一个复杂的系统工程，需要全社会共同努力，科学合理地管理和应对污染物，以保护人类和生态环境的健康。
NSAttributedString以上是典型污染物在环境各圈层中的转归与效应的概述，希望能为读者提供一些启发和思考。
【环境化学】第5.1章 多介质转归——典型污染物在环境各圈层中的 转归与效应
第五章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应污染物在大气圈－水圈－土壤（岩石）圈－生物圈之间的交换和环境效应5.典型污染物在环境各圈层中的转归与效应⏹5.1 自然界中的能量流动和物质循环⏹5.2 重金属元素在各圈层中的转归与效应⏹汞⏹砷⏹5.3 有机污染物在各圈层中的转归与效应⏹有机氯代物⏹多环芳烃⏹表面活性剂5.1 自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的能量流动和物质循环⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布一、生态系统中能量流动和物质循环能量守恒定律物质不灭定律二、物质的地球化学循环(1) 循环方式贮存量通量(2) 相关物理量⏹贮存量⏹通量或输入（输出）速率⏹源－源强⏹汇－汇强⏹停（滞）留时间(3) 实例：铜在各圈层中的数量⏹储层质量（g ）⏹大气（1 ） 2.9 ×108⏹海洋（2 ） 3.5 ×1014⏹岩石（3 ） 1.3 ×1021⏹沉积物（4 ） 6.9 ×1019⏹土壤和植物（5 ） 6.0 ×1015(3) 实例：铜在各圈层（源和汇）之间迁移的速率(3)实例：铜在各圈层中的停留时间⏹大气中为6 天⏹海水中为420 年⏹土壤和植物中为7000 年，⏹海底沉积物中为107年，⏹岩石中为109年三、物质的生物地球化学循环将物质在生态系统中的循环和物质地球化学循环加以综合考虑，称为生物地球化学循环。
生物地球化学循环中除地质系统、化学系统外，还包含着生物系统。
例如：细胞原生质的主要元素成分⏹含量最多元素：碳、氢、氧、氮等约占总质量的98％；⏹含量少的元素：磷、硫、氯、钠、钾、镁、钙、铁等；⏹含微量的元素：铜、锰、锌、硼、钼、碘等。
5.1自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的物质循环和能量流动⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布5.1.2 水的循环一、二、水在地球表层的循环5.1自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的物质循环和能量流动⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布一、地球系统中碳的分布⏹地球上的碳主要集中在岩石之中，⏹石灰岩中的碳（约占岩石层中总碳的3/4）主要以石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3·MgCO3）形态存在；⏹沉积性页岩中的碳（约占岩石层中总碳的1/4）主要以分散性有机物形态存在。
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。
【环境化学】第5.3章 多介质转归——5.3 有机污染物在各圈层中的转归与效应
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5.3.1 有机氯代物 二、多氯联苯
(2) 性质
高度稳定
耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗氧化
耐热（1000～1400℃） 绝缘性好 难溶于水
溶解度随Cl原子数增加而降低
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5.3.1 有机氯代物 二、多氯联苯
(3) 来源
变压器和电容器的绝缘流体 热传导系统和水力系统中的介质 添加剂: 油漆、油墨 增塑剂
1' 1
4
5' 6'
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Clm 多氯联苯 Cln (1 ≤ m+n≤10)
PCBs全部异构体有210个，目前已鉴定出102个
商品名各异：PCBs美国的商品名为Aroclor；法 国为Phenoclor；德国为Clophen；日本为 Kenechlor；前苏联为Sovol等。
2019/9/15
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl H
O
环氧化物水解酶
Cl Cl
2,5,2`,5`-PCB
H
Cl Cl
3,4-环氧化物
Cl
Cl OH
Cl
Cl H OH
H
OH Cl Cl
3,4-二氢二酚
－H2O
Cl Cl
Cl Cl OH
Cl Cl
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5.3.1 有机氯代物 二、多氯联苯
(6) 毒性
(1) 氯代烃的种类
(iii) 被卤素完全取代的氯代烃
含量低：卤代烃总量的3% 寿命长
CFC-13（CClF3）：大气中寿命180~145年 CFC-114（ CClF2 CClF2 ）：大气中寿命126~310年 CFC-115（ CClF2 CF3 ）：大气中寿命230~550年
(环境管理)《典型污染物在环境各圈层中的转归与效应》重点习题及参考答案
《典型污染物在环境各圈层中的转归与效应》重点习题及参考答案1．为什么Hg 2+和CH 3Hg +在人体内能长期滞留？举例说明它们可形成哪些化合物？这是由于汞可以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。
此外，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 ），因而会在人体内长期滞留。
Hg 2+和CH 3Hg + 可以与羟基、组氨酸、半胱氨酸、白蛋白形成络合物。
甲基汞能与许多有机配位体基团结合，如—COOH 、—NH 2、—SH 、以及—OH 等。
2．砷在环境中存在的主要化学形态有哪些？其主要转化途径有哪些？砷在环境中存在的主要化学形态有五价无机砷化合物、三价无机砷化合物、一甲基胂酸及其盐、二甲基胂酸及其盐、三甲基胂氧化物、三甲基胂、砷胆碱、砷甜菜碱、砷糖等。
砷的生物甲基化反应和生物还原反应是砷在环境中转化的重要过程。
主要转化途经如下：3．试述PCDD是一类具有什么化学结构的化合物？并说明其主要污染来源。
（1）PCDD这类化合物的母核为二苯并一对二噁英，具有经两个氧原子联结的二苯环结构。
在两个苯环上的1，2，3，4，6，7，8，9位置上可有1－8个取代氯原子，由氯原子数和所在位置的不同可能组合成75种异构体，总称多氯联苯并一对二噁英。
其结构式如右：（2）来源：①在焚烧炉内焚烧城市固体废物或野外焚烧垃圾是PCDD的主要大气污染源。
例如存在于垃圾中某些含氯有机物，如聚氯乙烯类塑料废物在焚烧过程中可能产生酚类化合物和强反应性的氯、氯化氢等，从而进一步生产PCDD类化合物的前驱物。
除生活垃圾外，燃料（煤，石油）、枯草败叶（含除草剂）、氯苯类化合物等燃烧过程及森林火灾也会产生PCDD类化合物。
②在苯氧酸除草剂，氯酚，多氯联苯产品和化学废弃物的生产、冶炼、燃烧及使用和处理过程中进入环境。
③另外，还可能来源于一些意外事故和战争。
4．简述多氯联苯（PCBs）在环境中主要分布、迁移与转化规律。
第五章 污染物在生物体内的迁移与生物效应
第五章污染物在生物体内的迁移与生物效应随着工农业生产的发展，化学物质进入环境的种类和数量日益增加，化学物质对环境污染和破坏所引起的生物效应和生态系统结构与功能的变化，已日益受到人们的广泛关注。
本章侧重介绍污染物在生物(动物、植物)体内的生物化学过程、在食物链中的迁移累积特征及其对生物及其群落生态的各种效应。
第一节污染物在生物体内的迁移一、植物对于污染物的吸收与迁移植物作为陆地生态系统的主要初级生产者，通过其光合作用，将CO2、水和无机盐等非生命物质转化为可以利用的有机物，为人和动物的生存提供物质和能量。
污染物不仅直接影响植物的生长，同时影响植物的生物学产品质量，从而威胁人类和动物健康。
许多研究表明，虽然人和动物可以通过呼吸和表皮吸收等途径吸收部分污染物，但植物吸收和积累是污染物沿食物链生物累积和生物放大并最终对人类和其他生物产生危害的主要途径。
污染物在植物体内的运移过程包括吸收、迁移、排除、积累等。
(一)植物对污染物的吸收和在体内的迁移1．污染物进入植物体(1)污染物进入植物体的途径环境污染物进入植物体内主要有3条途径。
①根部吸收：污染物被根部吸收后随蒸腾流输送到植物各部分。
根部吸收污染物主要有两种方式：主动吸收过程和被动吸收，前者需要能量消耗，后者包括扩散和质流。
②叶片吸收：暴露在空气中的植物地上部分，主要通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物，是植物对大气污染物吸收的主要方式，如SO2、NO x、O2等。
此外，沉积或吸着于叶表的污染物也可通过角质层的渗透作用进入叶片。
③表皮渗透：有机化合物蒸气经过植物地上静表皮渗透进而摄人体内。
经根部吸收的物质，一部分截留于根中，另一部分被运输到植物体其他部分去，两者间比例的大小则取决于污染物种类和植物类型。
如对重金属而言，通常绝大部分累积于根中，根系中的浓度远远大于地上部分；而同样是重金属，对超积累植物而言，则地上部分的浓度要尤于根部的浓度。
叶片吸收的物质也是如此，一部分在叶片内存留，一部分分布到其他部位。
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
典型污染物在环境中的转归2010
3' 4' 5' 6' 2' 1' 1 6 5 3 2 4 Clm 多氯联苯 (1 ≤ m+n≤9) Cln
PCBs全部异构体有210个，目前已鉴定出102个 PCBs美国的商品名为Aroclor；法国为Phenoclor；德国 为Clophen；日本为Kenechlor；前苏联为Sovol等。在 美国还使用号码数字命名，用开头两个数字代表多氯 联苯分子类型，如12代表氯代联苯，用后两个数字代 表氯的百分含量。
• •
1.生殖毒性 作用于雌性生殖系统，破坏卵巢线粒体功能，使其 能量产生受阻、DNA片段缺失而影响卵巢功能 2.致畸作用 胚胎毒性 透过 进入 胎儿体内 损害 胎儿的脑组织
• •
• 胎盘屏障 侵入 胎儿脑细胞
As
来源
① ② ③ 自然存在的矿物 工业排放 农业使用砷酸铅、 农业使用砷酸铅、砷酸钙
CHOPO32H C C H OH O
CHOPO32-
磷酸酶
C OH C O
加成过程 导致ATP生成
OPO32-
3－磷酸甘油醛
砷酸盐(AsO3-)
j o v w v
Z 无酶的自发水解过程 无ATP生成
1－砷－3－磷酸甘油酯
有机污染物
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。 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。 自汽车尾气和氯乙烯塑料、农作物等废物的燃烧。 氟氯昂：火山爆发和人为排放。 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。 四氯化碳：工业溶剂、灭火剂和干洗剂。 Cl（CFC－22）：制冷剂和发泡剂。 ）：制冷剂和发泡剂 CHF2Cl（CFC－22）：制冷剂和发泡剂。
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应典型污染物包括空气污染物、水体污染物和土壤污染物，它们在环境各圈层中的转归与效应对于人类的生存和健康具有重要意义。
首先，空气污染物是指大气中存在的有害物质，例如二氧化硫、氮氧化物、臭氧、颗粒物等。
这些污染物通常在工业排放、汽车尾气和能源生产过程中释放出来。
一旦排放到大气中，空气污染物会通过大气循环和沉降作用进一步传播和沉积。
在大气中，污染物的浓度和分布可以受到气候、地形和风向等因素的影响。
空气污染物的转归与效应在大气层中主要表现为光化学反应和气溶胶形成。
光化学反应是指太阳辐射和污染物之间的相互作用，产生臭氧和二次有机气溶胶等有害物质。
臭氧对人体健康有害，可以引发呼吸系统疾病和心血管疾病。
气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物，它们对能见度、气候变化和空气质量有重要影响，同时也对人体呼吸系统产生不良影响。
水体污染物是指排放到水体中的有害物质，例如重金属、有机污染物和营养盐等。
这些污染物通常来自工业废水、生活污水和农业面源污染等。
一旦进入水体，水体污染物会通过水流和沉积作用进一步传播和沉积。
在水体中，污染物的浓度和分布可以受到水流速度、水体深度和环境温度等因素的影响。
水体污染物的转归与效应在水体圈层中主要表现为生物富营养化和生物毒性。
生物富营养化是指水体中的营养盐过剩，导致蓝藻和水华等有害生物过度繁殖。
这些有害生物会消耗水中的氧气，导致水体缺氧，对水生生物造成危害。
生物毒性是指水体中存在的有毒有害物质对水生生物和人体健康的危害。
这些有毒有害物质可能通过生物累积，进而影响整个食物链。
土壤污染物是指排放到土壤中的有害物质，例如重金属、农药和化学物质等。
这些污染物通常来自工业废弃物、农业施肥和城市垃圾等。
一旦进入土壤，土壤污染物会通过土壤颗粒的吸附和水分的迁移进一步传播和沉积。
在土壤中，污染物的传播和沉积受到土壤组分和pH值等因素的影响。
土壤污染物的转归与效应在土壤圈层中主要表现为土壤质量下降和农产品安全问题。
典型污染物的转归与效应
典型污染物的转归与效应污染物是指引起环境质量恶化或危害人类健康的物质。
随着工业化和城市化的快速发展，污染物排放成为了一个严重的问题。
在工业生产、交通运输、农业活动等过程中，大量的污染物被排放到大气、水体和土壤中，对环境和生态系统造成了巨大的危害。
本文将讨论一些典型的污染物，包括二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和重金属等，探讨它们的转归与对环境的影响。
二氧化碳二氧化碳是一种重要的温室气体，对大气层中的臭氧层具有很强的吸收和保留作用。
随着工业化进程不断加快，二氧化碳的排放量也在快速增加，导致大气中二氧化碳浓度持续升高，加剧了全球变暖和气候变化。
二氧化碳的排放主要来自于燃烧化石燃料和森林砍伐等人类活动。
为了减少二氧化碳的排放，各国采取了一系列减排措施，包括发展清洁能源、推广节能减排技术等。
氮氧化物氮氧化物是指氮气在高温燃烧条件下产生的氮氧化合物，主要包括一氧化氮和二氧化氮。
氮氧化物的主要排放源包括机动车尾气、工业生产和农业活动等。
氮氧化物会对大气层产生臭氧、酸雨和细颗粒物等污染，对人类健康和环境造成危害。
为了减少氮氧化物的排放，各国采取了加强环境监管、提高排放标准等措施，并推广清洁能源和节能减排技术。
硫氧化物硫氧化物是指硫化氢、二氧化硫和三氧化硫等硫的氧化产物。
硫氧化物的主要来源包括煤炭燃烧、工业生产和交通运输等。
硫氧化物排放会导致酸雨、大气污染和气溶胶等问题，对植物生长和人类健康造成危害。
为了减少硫氧化物的排放，各国采取了减少燃煤使用、推广低硫燃料和净化技术等措施。
重金属重金属是指相对密度较大的金属元素，包括铅、镍、镉等。
重金属的排放主要来自于工业废水、废弃物和环境污染等。
重金属会在生物体内积累，对生态系统和人类健康造成危害，引发各种慢性病和环境问题。
为了减少重金属的排放，各国采取了严格的环境监管、治理工程和资源回收等措施，保护环境和保障公共健康。
总的来说，典型污染物的排放已经成为世界各国共同关注的问题，要采取综合措施，加强国际合作，共同应对全球环境挑战。
第五章 污染生态化学 环境化学(袁加程)第二版
BCF = Cb/Ce
式中： BCF：生物浓缩系数 Cb：某种元素或难降解物质在机体中的浓度; 度。 Ce：某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓
第三节
污染物质的生物富集、放大和积累
一、生物富集 从动力学观点来看，水生生物对水中难降解物的富
集速率：
dc f k acw k e c f k g c f dt
第二节 环境污染物在生物体内的分布
摄食（进入） 吸入空气 （进入） 肺系统 （肺和肺泡） 胃肠道 粪（排出） 胆
吸收（进入）
肝 皮肤 血液和淋巴系统 蛋白结合 代谢 游离、结合或代谢 型化合物的分配
呼出空气 （排出）
细胞膜 受体细胞
骨
脂肪
肾 膀胱 尿（排出）
有毒物储存
有毒物进入体内的途径
第二节 环境污染物在生物体内的分布
三
四
第四节 微生物对环境污染物的降解作用
物质在生物作用下经受的化学转化, 称
为生物转化或代谢。
三大转化类型： 微生物作用： 自然界自净
生物转化
化学转化 光化学转化
废水处理
污染场址修复
生物转化、化学转化和光化学转化构成了污染物 质在环境中的三大主要转化类型。
第四节 微生物对环境污染物的降解作用
一、微生物的生理特征
第一节 生物污染和生物污染的主要途径 三、动物受污染的主要途径
1．动物吸收
动物在呼吸空气的同时将毫无选择地吸收
来自空气中的气态污染物及悬浮颗粒物，在 饮水和摄入食物同时，也将摄入其中的污染 物，脂溶性污染物还能通过皮肤的吸收作用 进入动物肌体。
第一节 生物污染和生物污染的主要途径
吸收概念：吸收是污染物质从机体外，通 过各种途径通透体膜进入血液的过程。主 要类型有： 皮肤吸收是不少污染物质进入机体的途 径；
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应-1
环境中砷污染（人为来源）主要来自以砷化物为主 要成分的农药。杀虫剂（除莠剂）甲胂酸、二甲次 胂酸
14
1.4 As
迁移转化：
水生生物能很好富集水体中的无机和有机砷
毒性：As(Ⅴ) < As(Ⅲ)，无机砷 > 有机砷
水体中的无机砷被环境中的厌氧细菌还原而产
生甲基化，形成有机砷化合物 砷的生物有机化过程，可认为是自然界的解毒 过程
4
1.1 Hg
来源：自然浓度低；工业排放大（乙醛、氯碱工业、 冶炼等）
性质：零价态、有机（甲基）化、易挥发。一般有 机汞的挥发性大于无机汞，有机汞中又以甲基汞和 苯基汞最大。无机汞中以碘化汞最大，硫化汞最小。
《污水综合排放标准》规定：Hg是第一类污染物， 最高允许排放浓度有：总Hg：0.05 mg/L 烷基Hg：不得检出
水俣病和汞的甲基化
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。
在好氧条件，主要生成一甲基汞，它为水溶性物质， 易进入食物链； 在厌氧条件，主要生成二甲基汞，它难溶于水，易挥 发进入大气，但易光解成甲烷、乙烷和Hg；
弱酸水体中二甲基汞可转换成一甲基汞
在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、丙基汞为水俣 病的致病性物质，它们存在形态主要是烷基汞氯化 物，其次是溴化物和碘化物，可以CH3HgX表示
2、滴滴涕（DDT）广谱、高残留杀虫剂，自1939年发明以来，对消灭农林卫生害虫发挥了很 大作用，曾荣获诺贝尔科学奖。由于它脂溶性强，故易积蓄在动物脂肪内，分解代谢极其缓慢。 当其在人体内积蓄到一定程度时，便会损害中枢神经系统、肝脏、甲状腺等，直至人死亡。
3、毒杀芬（氯化莰）广谱、高残留杀虫剂，毒性比滴滴涕大 4倍，能引起甲状腺肿瘤及癌症。 4、氯丹兼备触杀、胃毒及熏蒸性能，主要用于建筑物白蚁预防，对人体免疫系统有损害。尽 管我国已禁止对它的生产，但仍有人使用和贮存。 5、七氯具触杀、胃毒和熏蒸作用，主要用于防治害虫，对人体免疫及生殖系统有损害，同时 有致癌作用。 6、狄氏剂广谱、高残留杀虫剂，主要用于防治害虫、白蚁、蚂蚁等。虽然1997年我国已停止 对它的生产，但仍有人使用和贮存。 7、异狄氏剂曾用于控制玉米、稻谷、棉花、甘蔗等农作物害虫及鼠类，对人有致癌作用。 8、艾氏剂曾用于防治仓库、农林害虫及白蚁等，对人有致癌作用。 9、六氯（代）苯杀菌剂，常用于防治农作物真菌病，对人免疫及生殖系统有损害。
污染物在环境各圈的迁移转化
(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
第5章典型污染物转归与效应
30
第五章 典型污染物的转归与效应
⑵多氯联苯的来源与分布： ①来源：
绝缘材料、导热介质、添加剂、增塑剂等。 ②分布：
多氯联苯挥发性和水中溶解度较小，在大气和水 中的含量较少。PCBS易被颗粒物所吸附。水生植物对 PCBS的富集系数为l04-l05。
★⒊砷的毒性与生物效应 三价无机砷毒性高于五价砷。 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，形成稳定的络合物。 砷在体内的生化反应中能够取代磷酸，使之不能
形成高能磷酸键，直接影响细胞的代谢。 砷与血红蛋白结合，导致出现紫绀等缺氧症状。 砷具有致癌性。
23
被卤第素五不章完全典取型污代染的物卤的代转烃归寿与命效比应较 短，被卤素完全取代的卤代烃寿命比
Hg22+
Hg2+
微生物代谢
图5-2 汞循环的可能途径(一)(转自翁稣颖等,1985)
土壤 沉积物
Hg0
16
汞及其化合物 → 空 气 → 颗粒物吸附 → 土壤或水体
水中无机汞 → 甲 基化 →进入食物链
水中汞 → 颗粒物结合 → 水底沉积物
第五章 典型污染物的转归与效应
★⒌汞的生物效应 甲基汞能与许多有机配位体结合。 由于烷基汞具有高脂溶性，且它在生物体内分解
CH3Hg+
0
0.001mol/l
9.5
0.039mg/l 8.8
15.7 0.039mg/l 22.0
44倍 408倍
Hg+
1mol/l
10.3
11005倍
14 11037倍
8
第五章 典型污染物的转归与效应
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汞及其化合物 → 空
气 → 颗粒物吸附 →
土⒋壤汞或在水环体境中的循环途径：
CH4
C2H6
Hg0
hv
(CH3)2Hg
hv hv
水中无机汞 → 甲 H基g0 化 →进入食物链
大气
鱼 CH3Hg+
贝壳类 水
CH3-S-Hg-CH3
Hg0
微代生谢物水HC中gH2汞23+Hg+→代微颗谢生物粒(物CHHg结23+)2H合微g 生→代物C谢H水微3-S生底-H物沉g代-C谢积H3 物
第一节 重金属元素
有毒重金属是指非人体必需又有害的重金属元素和化合物， 在人体中只有少量存在但对正常代谢作用产生灾难性的影响。
有毒重金属来自于矿物冶炼，材料加工和制成品应用等发 生源，通过各种渠道散入环境。
重金属毒物对人体的毒害程度与其种类、存在的化 学形态、进入人体的途径及受害人体的情况不同。一般 以单质形式存在，通过饮食进入人体呈低毒性，以阳离 子或有机态形式存在具有高毒性。
消除汞最活跃的人体部位是肾、肝、毛发等。
17
§2 砷
⒈来源与分布 ⑴天然源：
含砷矿物。地壳中砷含量为1.5-2mg/kg。土壤中 砷本底值0.2-40mg/kg。空气、 地面水砷含量很低。 ⑵人为源：
种中枢神经性疾患的公害病，称为水俣病。这是世界 历史上首次出现的重金属污染重大事件。
10
日本水俣病
11
日本水俣病
12
HH O
甲基钴氨素是金属甲基化甲基基团 FAD H2 的重F要AD生+物2来H 源。
HCgH2和+3CHHgC3HHg+3
Co 3+
辅酶甲基四氢叶酸
(THFA-BC1H2 3)将正离
大气中汞浓度（μg/m3） 0.1
汞硫及化其物化合物挥发湿程空度气中与，化RH合≤接物近饱的和形态及在水中5的.0 溶
氧化物
干空气中，RH≤1%
2.0
解度碘、化表物 面吸附、大气的相干空对气中湿度等密切相关。 150
氟化物
RH≤1%
8
氟化物
RH＝70%
20
氯化甲基汞（液体） 0.06%的 0.1mol/L 磷酸盐缓冲溶液，pH=5
第五章 典型污染物的转归与效应
—Department of Environmental Science and Engineering—
主要介绍了以重金属、持久性有机污染物为代表 的持久性有毒污染物等典型污染物在各圈层中的 转归与效应。要求了解这些典型污染物的来源、 用途和基本性质．掌握它们在环境中的基本转化、 归趋规律与效应。
图5-2 汞循环的可能途径(一)(转自翁稣颖等,1985)
土壤 沉积物
Hg0
16
★⒌汞的生物效应 甲基汞能与许多有机配位体结合，如羧基、胺基、
巯基等，所以甲基汞特别容易与蛋白质、氨基酸类物 质起作用。
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。
13
（固体）
干空气中，RH≤1%
2
7
⑶无机汞 形成稳定的络合物。
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
pK
CH3Hg+
Hg+
9.5
10.3
8.8
10
15.7
14
22.0
13
8
Hg(OH)2 HgS
0 0.039mg/l 0.039mg/l
[Cl-] 0.001mol/l
3
重金属中毒机理： 含巯基（-SH）的酶与外来重金属的反应：
2R-S-H + M → R-S-M-S-R （酶分子） (金属配合物） 破坏和中断了某些正常的代谢进程，引发中 毒，这一过程与实验室里向含有重金属离子的水 溶液中通H2S，产生金属硫化物沉淀相似。
根据这一中毒机理，人们提出了一种药物 解毒的方法。例如，EDTA（乙二胺四乙酸）、 二巯基丙醇[CH2(OH)CH(SH)CH2(SH)]等对重 金属有强烈亲合力，并与之形成溶解度较大的 化合物后排除体外。
44倍 408倍
1mol/l 105倍 107倍
重金属难溶盐可以和无机配位体形成可溶性状态。因为高浓度 的Cl-离子与Hg2+离子发生强和络合作用。 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。
★ ⒉水俣病和汞的甲基化 1953年在日本熊本县水俣湾附近的渔村，发现一
§1汞
⒈环境中汞的来源、分布与迁移 ⑴来源：
汞在自然环境中的本底值不高。全世界每年开 采应用的汞量约在1万吨以上，绝大部分最终以“三 废”的形式进入环境。
6
有机汞挥发性大于无机汞，其中甲基汞
和苯基汞的挥表发5-1性汞最化大合。物无的机挥汞发性以碘化
★ ⑵化 硫挥合 化汞物 物发挥性发性最大，干硫空化气中条汞，件R最H≤小1%。
900
双氰胺甲基汞（液体） 0.04%的 0.1mol/L 磷酸盐缓冲溶液，pH=5
140
ห้องสมุดไป่ตู้
醋酸苯基汞（固体）
在 RH≤1%的干空气中
22
醋酸苯基汞（固体）
在 RH=30%的干空气中
140
硝酸苯基汞（固体）
在 RH≤1%的干空气中
4
硝酸苯基汞（固体）
在 RH=30%的干空气中
27
半胱氨酸汞络合物
湿空气中，RH 饱和
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
CH3CoB12 + HgC2o++ + H2O →
H2OCoB12 ＋ CH3Hg+ 厌氧条B件12下，主
THFA-CH
3
要转化为二甲基
汞。好氧条件下，
酶H2FOCACHDoH3B21还2被原辅，
钴由C三o3价+ 降为
一价
主要转化为一甲 基汞。
B12
13
中性和酸
一甲基汞可形成氯化甲基汞或氢氧化甲基汞pH：＝8，性[C条l-件]
CH3Hg+ + Cl- ＝ CH3HgCl
<400mg/L
CH3HgCl + H2O ＝ CH3HgOH + Cl- + H+
在H2S存在下，一甲基汞容易转化为二甲基汞：
2CH3HgCl + H2S → (CH3Hg)2S + 2HCl
(CH3Hg)2S → (CH3)2Hg ＋ HgS
易挥发、 光解
14
⒊甲基汞脱甲基化与汞离子还原
CH3Hg+ + 2H → Hg + CH4 + H+ HgCl2＋2H → Hg ＋ 2HCl 烷基汞的毒性： 在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞和丙基汞三种烷 基汞为水俣湖病底的沉致积病物性中物甲质基。汞可被降 4个碳原子解以，上H的g2烷+还基原汞为并H不g。是水俣病的致病物质， 也没有发现它们具有直接毒性。