污染物在环境中的行为
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本章将讨论以下内容：
1. 2. 3.
污染物在环境中的迁移与转化 污染物在生物体内的生物转运和生物转化 污染物在生物体内的富集
环境污染概述
1.1什么是环境污染？
环境污染（Environmental Pollution）是指有害物质或因子进入环 境，并在环境中扩散、迁移、转化，使生态系统结构与功能发 生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现 象。
环境污染的分类
废气污染 生物污染 按污染物性质 化学污染
物理污染 按污染物形态 废水污染 固体废弃物污染 噪声污染 辐射污染
环境效应——环境污染所导致的环境变化
※环境生物效应：指各种环境因素变化而导致
生态系统变异的结果。如：恐龙的灭绝、水利工程、
森林砍伐、急性与慢性效应。
※环境化学效应：环境污染导致环境化学因素
※二次污染物：排入环境的一次污染物，由于自然
界的物理、化学和生物因子的影响，其性质和状态 发生变化而形成的新的污染物。
如光化学烟雾、酸雨等
环境污染的特点
影响范围大 作用时间长 污染物浓度低、情况复杂 污染容易、治理难
第一节 污染物在环境中的迁移与转化
一、 污染物在环境中的迁移
不仅指在环境空间的浓度分布，而且还指污染
物不同形态、不同相态之间的分配。
例：图1-2和图1-3表明了污染物在水生生态系
统和陆生生态系统各组分间的分布。
三、 污染物在环境中的转化
※转化的定义
指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改 变形态或转变成另一种物质的过程。 转化的形式 物理转化：蒸发、渗透、吸附 化学转化：氧化还原、水解、光化学—最为普遍、 常见 生物转化：通过生物的吸收和代谢作用而发生的变 化
※光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O )和
3
过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。
例二：酸雨（Acid Rain）
图1－2光化学烟雾实例
图1-3光化学烟雾形成过程
NO2（微量） 刺激眼睛 NO2 + UV → NO2 * NO* 2 → NO + O O + O 2 → O3 O3 + NO → NO2 + O2 O3 + HC → ↓ 醛类及其它氧化物 醛类
转化的结果：
两种可能：
污染物转化为无毒物质或易降解结构 污染物的毒性增强或转化为难降解结构
大气中的转化
大气中的转化：以光化学氧化、催化氧化反应为主 例一：光化学烟雾（Photochemical Smog）
光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外 线照射下反应生成的多种污染物的混合物。
※污染物在环境中的三种迁移方式
机械迁移 （1）水的机械迁移作用 （2）气的机械迁移作用
（3）重力的机械迁移作用
物理－化学迁移 ★污染物在环境中迁移的最重要的形式。
（1）溶解－沉淀作用、络合－螯合作用、吸附－解吸作用、氧化－还
原作用、水解作用 （2）化学分解、光化学分解、生物化学分解
生物迁移 通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非 常复杂的迁移形式 例：生物通过食物链对重金属的放大积累作用
污染源示意图
污染物的自然来源（Natural Source ） : 自然界向环境排 放，如：活动的火山或矿床。
污染物的人为来源（Artificial Source ） : 来自人类活动，影 响范围广、危害大，如工业三废
农业
交通
工业
工业污染源（点源、三废） 农业污染源（面源、农用化学品） 交通运输污染源（线源ຫໍສະໝຸດ Baidu水气污染、噪声） 生活污染源（三废、固废）
污染物（Pollutant）
污染物
指进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化， 直接或间接有害于人类的生存和发展的物质。
生产性污染物和生活污染物
当某种物质（有用的或必须的）成为污染物时，必须 在特定的环境中达到一定数量或浓度，并且持续一定 的时间。 一次污染物和二次污染物： 一次污染物：由人类活动直接产生，自污染源直 接排入环境后，其物理和化学性状未发生变化的污染 物。
※影响迁移的因素
内部因素
污染物自身的物理化学性质：组成该物质的元素所具有的组成化
合物的能力、形成不同的电价离子能力、水解能力、形成络合物 的能力、被胶体吸附的能力
原子的电负性、离子半径、电价、离子电位和化合物的键性、溶
解度等都是影响迁移的主要理化参数。
外部因素
酸碱条件
氧化－还原条件 胶体的种类、数量
络合配位体的数量、性质
二、 污染物的形态和分布（Form and Distribution of Pollutant）
※污染物的形态
定义：指环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构
的表现形式。
污染物的存在形态包括（环境污染化学研究范畴）
价态，如Cr（VI）、 Cr（III） 化合态，如有机汞和无机汞 结构态，如同分异构体 α型，γ型六六六，PAHs结构
发生改变。如：酸雨、光化学烟雾、土壤酸化等。
※环境物理效应：环境污染导致环境物理因素
发生改变。如：热岛效应、温室效应、颗粒物的污染、
噪声污染等。
污染源（Pollution Source）
造成环境污染的污染物发生源称为污染源。
它通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害 物质的场所、设备和装置。
络合态
几种重要的形态分类
离子态：活性大、毒性强、易于迁移 代换态：受质量法则制约，浓度高的离子可以将 浓度低的离子代换出来。 胶体：气溶胶（飘尘、烟气）、水溶胶、固溶胶 有机结合态：生物吸收累积起来的污染物：农残、 甲基汞 难溶态：风化和生物分解释放出来
污染物的分布
※污染物的分布
定义：主要是指污染物在环境多组分间分布，
※迁移的定义：
迁移是指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引 起的富集、分散和消失的过程。 污染物进入环境的途径包括： （1）人类活动过程中无意排放， 如火灾 （2）工业三废 （3）人类活动过程中故意应用（pesticide） 注： 进入环境的污染物可以在各个环境要素（水、气、土） 中发生迁移并输送到很远的距离。污染物的长距离传送， 往往由局部性污染引发区域性污染甚至全球性污染，这 也是环境污染成为当代主要环境问题的原因之一。如 PCBs，CFCs运输到南极
1. 2. 3.
污染物在环境中的迁移与转化 污染物在生物体内的生物转运和生物转化 污染物在生物体内的富集
环境污染概述
1.1什么是环境污染？
环境污染（Environmental Pollution）是指有害物质或因子进入环 境，并在环境中扩散、迁移、转化，使生态系统结构与功能发 生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现 象。
环境污染的分类
废气污染 生物污染 按污染物性质 化学污染
物理污染 按污染物形态 废水污染 固体废弃物污染 噪声污染 辐射污染
环境效应——环境污染所导致的环境变化
※环境生物效应：指各种环境因素变化而导致
生态系统变异的结果。如：恐龙的灭绝、水利工程、
森林砍伐、急性与慢性效应。
※环境化学效应：环境污染导致环境化学因素
※二次污染物：排入环境的一次污染物，由于自然
界的物理、化学和生物因子的影响，其性质和状态 发生变化而形成的新的污染物。
如光化学烟雾、酸雨等
环境污染的特点
影响范围大 作用时间长 污染物浓度低、情况复杂 污染容易、治理难
第一节 污染物在环境中的迁移与转化
一、 污染物在环境中的迁移
不仅指在环境空间的浓度分布，而且还指污染
物不同形态、不同相态之间的分配。
例：图1-2和图1-3表明了污染物在水生生态系
统和陆生生态系统各组分间的分布。
三、 污染物在环境中的转化
※转化的定义
指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改 变形态或转变成另一种物质的过程。 转化的形式 物理转化：蒸发、渗透、吸附 化学转化：氧化还原、水解、光化学—最为普遍、 常见 生物转化：通过生物的吸收和代谢作用而发生的变 化
※光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O )和
3
过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。
例二：酸雨（Acid Rain）
图1－2光化学烟雾实例
图1-3光化学烟雾形成过程
NO2（微量） 刺激眼睛 NO2 + UV → NO2 * NO* 2 → NO + O O + O 2 → O3 O3 + NO → NO2 + O2 O3 + HC → ↓ 醛类及其它氧化物 醛类
转化的结果：
两种可能：
污染物转化为无毒物质或易降解结构 污染物的毒性增强或转化为难降解结构
大气中的转化
大气中的转化：以光化学氧化、催化氧化反应为主 例一：光化学烟雾（Photochemical Smog）
光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外 线照射下反应生成的多种污染物的混合物。
※污染物在环境中的三种迁移方式
机械迁移 （1）水的机械迁移作用 （2）气的机械迁移作用
（3）重力的机械迁移作用
物理－化学迁移 ★污染物在环境中迁移的最重要的形式。
（1）溶解－沉淀作用、络合－螯合作用、吸附－解吸作用、氧化－还
原作用、水解作用 （2）化学分解、光化学分解、生物化学分解
生物迁移 通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非 常复杂的迁移形式 例：生物通过食物链对重金属的放大积累作用
污染源示意图
污染物的自然来源（Natural Source ） : 自然界向环境排 放，如：活动的火山或矿床。
污染物的人为来源（Artificial Source ） : 来自人类活动，影 响范围广、危害大，如工业三废
农业
交通
工业
工业污染源（点源、三废） 农业污染源（面源、农用化学品） 交通运输污染源（线源ຫໍສະໝຸດ Baidu水气污染、噪声） 生活污染源（三废、固废）
污染物（Pollutant）
污染物
指进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化， 直接或间接有害于人类的生存和发展的物质。
生产性污染物和生活污染物
当某种物质（有用的或必须的）成为污染物时，必须 在特定的环境中达到一定数量或浓度，并且持续一定 的时间。 一次污染物和二次污染物： 一次污染物：由人类活动直接产生，自污染源直 接排入环境后，其物理和化学性状未发生变化的污染 物。
※影响迁移的因素
内部因素
污染物自身的物理化学性质：组成该物质的元素所具有的组成化
合物的能力、形成不同的电价离子能力、水解能力、形成络合物 的能力、被胶体吸附的能力
原子的电负性、离子半径、电价、离子电位和化合物的键性、溶
解度等都是影响迁移的主要理化参数。
外部因素
酸碱条件
氧化－还原条件 胶体的种类、数量
络合配位体的数量、性质
二、 污染物的形态和分布（Form and Distribution of Pollutant）
※污染物的形态
定义：指环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构
的表现形式。
污染物的存在形态包括（环境污染化学研究范畴）
价态，如Cr（VI）、 Cr（III） 化合态，如有机汞和无机汞 结构态，如同分异构体 α型，γ型六六六，PAHs结构
发生改变。如：酸雨、光化学烟雾、土壤酸化等。
※环境物理效应：环境污染导致环境物理因素
发生改变。如：热岛效应、温室效应、颗粒物的污染、
噪声污染等。
污染源（Pollution Source）
造成环境污染的污染物发生源称为污染源。
它通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害 物质的场所、设备和装置。
络合态
几种重要的形态分类
离子态：活性大、毒性强、易于迁移 代换态：受质量法则制约，浓度高的离子可以将 浓度低的离子代换出来。 胶体：气溶胶（飘尘、烟气）、水溶胶、固溶胶 有机结合态：生物吸收累积起来的污染物：农残、 甲基汞 难溶态：风化和生物分解释放出来
污染物的分布
※污染物的分布
定义：主要是指污染物在环境多组分间分布，
※迁移的定义：
迁移是指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引 起的富集、分散和消失的过程。 污染物进入环境的途径包括： （1）人类活动过程中无意排放， 如火灾 （2）工业三废 （3）人类活动过程中故意应用（pesticide） 注： 进入环境的污染物可以在各个环境要素（水、气、土） 中发生迁移并输送到很远的距离。污染物的长距离传送， 往往由局部性污染引发区域性污染甚至全球性污染，这 也是环境污染成为当代主要环境问题的原因之一。如 PCBs，CFCs运输到南极