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
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典型公害： 水俣病：Hg 骨痛病：Cd 多动症：Pb
镉在地电位环境中为什么不易发生土壤-植物迁移？ 缺镉为什么容易发生痛痛病？
历史上大汞污染事件 1810年，英国装载汞货船容器破损汞泄露，200多人中
毒 20世纪60-70年代，我国的松花江流域也曾发生严重汞
污染事故 20世纪50-70年代日本九州鹿儿岛水俣湾的震惊世界的
一、汞 汞化合物的挥发性
迁移转化
与其他金属相比，汞的重要特点是能以零价的形式存 在于大气、土壤和天然水中，这是因为汞具有很高的 电离势，故转化为离子的倾向小于其他金属。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
八大环境公害? 日本九州米糠油事件（PCBs） 日本四日市哮喘病事件（石油废气） 日本富山痛痛病事件（镉） 美国洛杉矶光化学烟雾（O3等） 伦敦烟雾（SO2） 美国多诺拉烟雾（SO2，金属粉尘） 比利时马斯河谷烟雾事件（多种工业废气）
第二节 重金属元素
重金属污染的特别之处：
1. 不能被微生物分解 2. 生物体富集
甲基化能够继续进行。
在S2－或H2S存在下，甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg＋＋S2－→(CH3Hg)2S(CH3Hg)2S →(CH3)2Hg + HgS3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解而转
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
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。
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
汞的甲基化在天然环境中某些无机形态的金属元素能
转化为有机金属化合物，主要过程为环境甲基化，又
叫生物甲基化。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。CH3CoB12+ Hg2++ H2O →H2OCoB12+ CH3Hg+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，并从钴上取得二个电子，以 CH3-与钴结合，完成了甲基钴氨素的再生，使汞的
水俣病 1972年伊拉克，5000人死亡因甲基汞处理的麦种致死
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金属污染 重大事件。
1、环境中汞的来源、分布与迁移
来源与分布
汞在自然界的浓度不大，但分布很广。主要开采应用 后绝大部分以三废形式进入环境。
据统计．目前全世界每年开采应用的汞量约在 1×104t以上，其中绝大部分最终以三废的形式进入 环境。据计算，在氯碱工业中每生产1t氯，要流失 100－200g汞；生产1t乙醛，需用100－300g汞，以 损耗5％计，年产10×104t乙醛就有500－1500kg汞 排入环境。
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，就很难排出体外。下 表所列出的甲基汞和汞的某些络合物稳定常数可以看出，其中 半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。
如果存在亲和力更强或者浓度很大的配位体，重金属
难溶盐就会发生转化，这是一个普遍规律。例如，在
在造纸工业中用作杀粘菌剂和纸张霉菌抑制剂) 和烷基汞制剂(如氯化乙基汞C2H5HgCl，用作 灭菌剂
汞溴红
化学名称：2，7-二溴-4-羟基汞荧光黄素二钠 盐C20H8O6Br2HgNa2
一、汞
水俣病：
1953年日本熊本县水俣湾鱼村发生中枢神经性公害 1963年从水俣湾的鱼、贝分离出CH3HgCl晶体 将CH3HgCl喂猫实验出现完全一致的症状 排放源：1968年确认化工厂生产乙醛排放的汞和甲基
根据对日本水俣病的研究，中毒者发病时发汞含量为200一1000μg/g， 最低值为50μg/g；血汞为0.2—2.0μg/m1；红细胞中为0.4μg/g。因此， 可以把发汞50μg/g、血汞0.2μg/m1、红细胞中汞0.4μg/g看成是对甲基 汞最敏感的人中毒的阈值。
有机汞化合物曾作为一种农药，特别是作为一 种杀真菌剂而获得广泛应用；这类化合物包括 芳基汞(如二硫代二甲氨基甲酸苯基汞
Hg(OH)2与HgS溶液中，从计算可知，Hg的浓度仅为 0.039mg/L，但当环境中C1-离子含量为0.001mol/L时， Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和408倍；如 果C1-离子浓度为1mol/L时，则它们的溶解度分别增 加105和107倍。这是因为高浓度的C1-离子与Hg 2+离 子发生强的络合作用。因此，河流中悬浮物和沉积物
第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
本章主要内容：
1. 污染物在多介质多界面环境中的传输 2. 重金属元素 3. 有机污染物 4. 表面活性剂
第一节 污染物在多介质多界面环境中的传输
水-气界面的物质传输 土壤-大气界面的物质传输 水-沉积物界面的物质传输
4 汞的危害
甲基汞能与许多有机配位体基团结合，来自百度文库-SH、-OH、-COOH、-NH2、-C-SC-等。所以甲基汞非常容易和蛋白质、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10一100倍。
水生生物富集烷基汞比富集非烷基汞的能力大很多。一般鱼类对氯化甲基汞的 浓缩系数是3000，甲壳类则为100—l00000。在日本水俣湾的鱼肉中，汞的含 量可达8.7—2.1μg/g。
镉在地电位环境中为什么不易发生土壤-植物迁移？ 缺镉为什么容易发生痛痛病？
历史上大汞污染事件 1810年，英国装载汞货船容器破损汞泄露，200多人中
毒 20世纪60-70年代，我国的松花江流域也曾发生严重汞
污染事故 20世纪50-70年代日本九州鹿儿岛水俣湾的震惊世界的
一、汞 汞化合物的挥发性
迁移转化
与其他金属相比，汞的重要特点是能以零价的形式存 在于大气、土壤和天然水中，这是因为汞具有很高的 电离势，故转化为离子的倾向小于其他金属。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
八大环境公害? 日本九州米糠油事件（PCBs） 日本四日市哮喘病事件（石油废气） 日本富山痛痛病事件（镉） 美国洛杉矶光化学烟雾（O3等） 伦敦烟雾（SO2） 美国多诺拉烟雾（SO2，金属粉尘） 比利时马斯河谷烟雾事件（多种工业废气）
第二节 重金属元素
重金属污染的特别之处：
1. 不能被微生物分解 2. 生物体富集
甲基化能够继续进行。
在S2－或H2S存在下，甲基汞离子转化为二甲基汞。 2CH3Hg＋＋S2－→(CH3Hg)2S(CH3Hg)2S →(CH3)2Hg + HgS3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解而转
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
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。
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
汞的甲基化在天然环境中某些无机形态的金属元素能
转化为有机金属化合物，主要过程为环境甲基化，又
叫生物甲基化。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。CH3CoB12+ Hg2++ H2O →H2OCoB12+ CH3Hg+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，并从钴上取得二个电子，以 CH3-与钴结合，完成了甲基钴氨素的再生，使汞的
水俣病 1972年伊拉克，5000人死亡因甲基汞处理的麦种致死
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金属污染 重大事件。
1、环境中汞的来源、分布与迁移
来源与分布
汞在自然界的浓度不大，但分布很广。主要开采应用 后绝大部分以三废形式进入环境。
据统计．目前全世界每年开采应用的汞量约在 1×104t以上，其中绝大部分最终以三废的形式进入 环境。据计算，在氯碱工业中每生产1t氯，要流失 100－200g汞；生产1t乙醛，需用100－300g汞，以 损耗5％计，年产10×104t乙醛就有500－1500kg汞 排入环境。
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合，形成稳定的有机汞络合物，就很难排出体外。下 表所列出的甲基汞和汞的某些络合物稳定常数可以看出，其中 半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。
如果存在亲和力更强或者浓度很大的配位体，重金属
难溶盐就会发生转化，这是一个普遍规律。例如，在
在造纸工业中用作杀粘菌剂和纸张霉菌抑制剂) 和烷基汞制剂(如氯化乙基汞C2H5HgCl，用作 灭菌剂
汞溴红
化学名称：2，7-二溴-4-羟基汞荧光黄素二钠 盐C20H8O6Br2HgNa2
一、汞
水俣病：
1953年日本熊本县水俣湾鱼村发生中枢神经性公害 1963年从水俣湾的鱼、贝分离出CH3HgCl晶体 将CH3HgCl喂猫实验出现完全一致的症状 排放源：1968年确认化工厂生产乙醛排放的汞和甲基
根据对日本水俣病的研究，中毒者发病时发汞含量为200一1000μg/g， 最低值为50μg/g；血汞为0.2—2.0μg/m1；红细胞中为0.4μg/g。因此， 可以把发汞50μg/g、血汞0.2μg/m1、红细胞中汞0.4μg/g看成是对甲基 汞最敏感的人中毒的阈值。
有机汞化合物曾作为一种农药，特别是作为一 种杀真菌剂而获得广泛应用；这类化合物包括 芳基汞(如二硫代二甲氨基甲酸苯基汞
Hg(OH)2与HgS溶液中，从计算可知，Hg的浓度仅为 0.039mg/L，但当环境中C1-离子含量为0.001mol/L时， Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和408倍；如 果C1-离子浓度为1mol/L时，则它们的溶解度分别增 加105和107倍。这是因为高浓度的C1-离子与Hg 2+离 子发生强的络合作用。因此，河流中悬浮物和沉积物
第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
本章主要内容：
1. 污染物在多介质多界面环境中的传输 2. 重金属元素 3. 有机污染物 4. 表面活性剂
第一节 污染物在多介质多界面环境中的传输
水-气界面的物质传输 土壤-大气界面的物质传输 水-沉积物界面的物质传输
4 汞的危害
甲基汞能与许多有机配位体基团结合，来自百度文库-SH、-OH、-COOH、-NH2、-C-SC-等。所以甲基汞非常容易和蛋白质、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10一100倍。
水生生物富集烷基汞比富集非烷基汞的能力大很多。一般鱼类对氯化甲基汞的 浓缩系数是3000，甲壳类则为100—l00000。在日本水俣湾的鱼肉中，汞的含 量可达8.7—2.1μg/g。