第二节污染物的迁移与转化
环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化知识交流
之，pE越大，电子浓度越低，体系接受电子的倾向就越强。
(2)氧化还原电位E和pE的关系
Ox ＋ne→Red
(1)
根据Nernst方程
E＝E0-(2.303RT/nF)lg[Red]/[Ox] (2) 当反应达平衡时，定义
E0＝(2.303RT/nF) lgK
(3)
从上述化学方程式(1)，可写出
K= [Red]/{[Ox][e]n }
如果考虑到羟基配合作用，那么金属氧化物或氢氧化物的 溶解度（MeT）表征为：
MeT = [ Mez+ ] +∑[ Me(OH)nz-n ]
固体的氧化物和氢氧化物具有两性的特征，它们和质子或 羟基离子都发生反应，存在一个pH值，在该值下溶解度为最 小值。在碱性或酸性更强的pH值区域内，溶解度都会变得更 大。
因此，在 H2S 和硫化物均达到饱和的溶液中，溶液重金属离子 的饱和浓度为： [Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp [H+]2/Ksp´ =Ksp [H+]2/（0.1K1K2）
3、碳酸盐
——多相平衡，pH通过控制碳酸根浓度影响沉淀平衡
封闭体系： 只考虑固相和液相，把 H2CO3* 当作不挥发酸类处理。
吸附量随粒度增大而减少，并且当溶质浓度范围固定 时，吸附量随颗粒物浓度增大而减少。
温度变化、几种离子共存（竞争作用）等。
3、沉积物中重金属的释放——属于二次污染问题
诱发释放的主要因素有： （1）盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗
粒上的金属离子交换出来。
（2）氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境、铁锰氧 化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。
2、它在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面 也能进行吸附作用。
环境化学第3章水环境化学-2-无机污染物的迁移转化
随pH值的变化而改变。铝可发生聚合反应，最终生成
[Al(OH)3]∞的无定形沉淀物。 ②铁：铁是丰量元素，水解反应和形态与铝类似。 ③锰：锰与铁类似，其丰度不如铁，但溶解度比铁高。 ④硅：硅酸能生成聚合物，并可生成胶体以至沉淀物。
2Si(OH)4 H6SiO7 + H2O
(SinO2n-m(OH)2m )
属污染物在水环境中迁移转化的基本原理。
思考题
1. 叙述天然水体中存在哪几类颗粒物？
2. 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附
作用？
3. 根据腐殖质在溶液中的溶解度不同划分为哪几类？
4. 叙述水中颗粒物以哪些方式进行聚集？
2.1颗粒物与水之间的迁移
★2.1.1水中颗粒物的类别 矿物微粒和黏土矿物 金属水合氧化物
吸 引
吸 引
(1)水中离子浓度高
天然水环境和水处理过程中所遇到的颗粒聚集方式： （1）压缩双电层凝聚：
由于水中电解质浓度增大而离子强度升高，压缩扩散
层，使颗粒相互吸引结合凝聚。 实质：电解质加入－－与反离子同电荷离子↑－－压缩双 电层－－ξ电位↓－－凝聚
对于水中的负电荷胶体，投入的电解质——混凝剂应是正 电荷或聚合离子，如Na+、Ca2+、Al3+等，其作用是压缩 胶体双电层。
2.2水中颗粒物的聚集
凝聚（Coagulation）：由电介质促成的聚集； 絮凝（Flocculation）：由聚合物促成的聚集
电位离子 反离子
滑动面
胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位
Ψ电位
胶体的双电层结构
– 胶体的结构：
按照以上的描述胶体粒子的结构式可写为：
【环境化学】第3.2章 水环境化学——第二节 水中无机污染物的迁移转化
22
吸附等温线和等温式
吸附等温线： 在固定的温度下，当吸附达到平衡时， 颗粒物表面上的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度 （C）之间的关系，可用吸附等温线来表示。
吸附等温线类型：
Henry型（H型） Freundlich型（F型） Langmuir型（L型）
腐植质分子与金属络合的机理★
Hum
COO OH
-
＋[Fe(OH)(H2O)x-1]2+
低pH
Hum
COO O
Fe
OH (O) x-1
＋ H+
在低pH时，从腐植质的酸性基团中置换出一个质子
Hum COOHO-＋ [Fe(OH)(H2O)x-1]2+
高pH
[ Hum
COO O
Fe
OOHH（H2O)x-2]-＋2H+
23
H型等温式为： G ＝ kc
k: 分配系数；等温线为直线型
F型等温式为：G ＝ kc(1/n)
1）k 是c=1的吸附量，大致表示 吸附能力的强弱； 2）1/n为斜率，表示吸附量随 浓度增长的强度； 3）该等温线不能给出饱和吸附 量。
L型等温式： G = G0c/(A+c)
G0—单位面积上达到饱和时的 最大吸附量； A—常数。
胶体表面的化学反应（见下页胶片）
25
胶体表面的化学反应
是氢氧化物和氧化物的典型行为 与pH值有关
在酸性介质中 M(OH)n (s) + H+ → M(OH)n-1(H2O)+(s) 粒子带净正电荷
在碱性介质中 M(OH)n (s) → MO(OH)n-1-(s) + H+ 粒子带净负电荷
污染物在环境中的迁移和转化
3
第一节 概述
第 二 章
.
4
第一节 概述
第
•
研究污染物在环境中的迁移和转化 的意义：
二 研究污染物在环境中的迁移转化过程及其规
章 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。
.
5
第一节 概述
第 • 迁移和转化的相互联系： 污染物在环境中的迁移和转化过程往
章
缩是生物机体内某种物质的浓度和环境中的 浓度相比；生物积累是同一生物个体在不同
代谢活跃阶段机体内的浓度相比；生物放大
是同一食物链上不同营养级的生物机体内某
种物质的浓度相比。
.
24
第三节 环境污染物的转化
第 ➢污染物的转化： 污染物在环境中通过物理的、化学的或
二 生物学的作用改变形态或者转变成另一种 物质的过程叫做污染物的转化。
第
在生态系统的同一食物链上，某种
二 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
章 (BMF)表示生物放大的程度：
较 高 营 养 级 生 物 体 内 污 染 物 的 浓 度 B M F 较 低 营 养 级 生 物 体 内 污 染 物 的 浓 度
.
22
第二节 环境污染物的迁移
第二章
污染物在环境中的 迁移和转化
.
1
第二章 污染物在环境中的迁移和转化
内 容 第一节 概述
第二节 环境污染物的迁移
提
第三节环境污染物的转化
要
.
2
第一节 概述
• 污染物的迁移和转化:
第 二 章
外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化
第二节、水中无机污染物的迁移转化
于晶格中离子的同晶替代造成的，例如硅氧四面体中的Si4+被
Al3+所取代，或者铝氢氧八面体中的Al3+被Mg2+所取代等，都会 产生这种永久负电荷。另一部分为可变电荷，主要随着环境pH
的改变而发生改变，原因是 Si-OH中的H+ 在碱性溶液中的离解。
Si-OH+OH-=Si-O-+H2O。
特征：这种吸附是一种可逆反应，能够迅速达到平衡。 不受温度影响，酸碱条件下均可进行，其交换吸附能力 与溶质的性质、浓度及吸附剂性质等有关。对于那些具 有可变电荷表面的胶体，当体系pH高时，也带负电荷并
n
以lgG对lgc作图可得一直线。lgk为截距，因此， k值是c=1时的吸附 1
n 量，它可以大致表示吸附能力的强弱。
浓度增长的强度。
该等温线不能给出饱和吸附量。 L型等温式为：G=G0c/(A+c)
为斜率，它表示吸附量随
式中：G0——单位表面上达到饱和时间的最大吸附量； A——常数。 G对c作图得到一条双曲线，其渐近线为G=G0,即当c→∞时，G→G0。 在等温式中A为吸附量达到时溶液的平衡浓度。 转化为：1/G = 1/G0 + (A/G0)(1/c)
1 以G
1 对 作图，同样得到一直线。 c
等温线在一定程度上反映了吸附剂与吸附物的特性，其形式在许
多情况下与实验所用溶质浓度区段有关。当溶质浓度甚低时，可能在 初始区段中呈现H型，当浓度较高时，曲线可能表现为F型，但统一起 来仍属于L型的不同区段。 影响吸附作用的因素有以下几种： 首先是溶液pH值对吸附作用的影响。在一般情况下，颗粒物对重金 属的吸附量随pH值升高而增大。当溶液pH超过某元素的临界pH值时， 则该元素在溶液中的水解、沉淀起主要作用。吸附量(G)与pH、平衡 浓度(C)之间的关系可用下式表示：G = A· C· 10BpH式中：A、B—常数。
第二章-第2节大气中污染物的迁移.
小的位移，如果层结大气使气块趋于回到原来的平衡
位置，则称层结是稳定的，Γd>Γa
Γd: 干绝热垂直递减率。
Γa：大气垂直递减率。
不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原
来位置，则称层结是不稳定的，Γd<Γa
中性的大气：介于上两者之间，Γd=Γa
ū烟囱口高度处的平均风速，m/s
Holland公式比较保守，适用于中性大气条件，特
别在烟囱高、热释放率比较强的情况下。 Holland建
议稳定时减小10％～20％ ，不稳时增加10％～20％。
(3) 扩散参数的确定
P－G曲线法
Pasquill根据常规气象资料：风速、云量、云状和日照等，
将大气扩散稀释能力分为A、B、C、D、E、F六个稳定度
线浓度，y = 0 、z = 0)：
H2
c( x、
0、
0、H )＝
{exp(
)}
2
2 z
u y z
Q
20 182
270
＝
exp
2
3.14 2.1 34 14
2
14
＝0.0022( g / m3 )
四、影响大气污染物迁移的因素
大气污染迁
移的影响因素
影响
温出现时的最大
混合层高度。
2.天气形势与地理地势的影响
天气形势对迁移扩散影响的几点说明：
天气形势是指大范围气压分布的状况，局部地区的气象
条件总是受天气形势的影响；
局部地区的扩散条件与大范围的天气形势互相关联；
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移和转化
2020/11/7
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
第二章 污染物在环境中的迁 移和转化
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.1 概述
污染物进入环境以后，由于自身物理化学性 质和各种环境因素的影响，将会在空间位置或 形态特征等方面发生一系列复杂的变化。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污 染
污 染 物
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
毒大米与土壤重金属污染息息相关
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
中国地下水污染地图
地下水污染或是 造成癌症 村现象的 首因
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
b. 气流扩散： 污染物在垂直 方向上的迁移 扩散
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
1. 大气稳定度 2. 地理地势
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
大气稳定度： 表示空气中某大气团由于与 周围空气存在在密度，温度， 或流速等强度差而产生的浮 力使其产生加速度而上升或 下降的程度。
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
生物性性迁移
ห้องสมุดไป่ตู้
生物浓缩 生物累积 生物放大
络合作用 吸附作用 氧化-还原作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1 机械性迁移
污染物的机械性迁移现象处处可见：废 水，废气和废渣的排放，丢弃，搬运以 及各种有毒有害物质在生产和生活中的 应用，均可使污染物发生不同程度的迁 移运动。
第四章土壤污染化学第二节污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制
5. 施肥
施肥可以改变土壤的理化性质和重金属的存在形态， 因此也会影响重金属在土壤——农作物系统中的迁移 转化，但影响机制十分复杂。 以磷肥为例，磷酸根能与Cd形成共沉淀而降低Cd的 有效性，施用磷肥可以抑制土壤Cd污染; 此外，P和As 是同族元素，二者存在竞争吸附，施用磷肥能有效地 促进土壤As的释放和迁移，使As不易富集在植物的根 际土壤中，从而降低了As的生物有效性。
（1）pH值
pH值的大小显著影响土壤中重金属的存在形态和土壤对 重金属的吸附量。
原因：土壤胶体一般带负电荷，而重金属在土壤-农作物 系统中大都以阳离子的形式存在，因此，土壤pH越低，H+ 浓度越高，重金属被解吸的越多，其活动性就越强，向生 物体内迁移的数量越大。 土壤中以阴离子状态存在的重金属，情况正好相反。
土壤背景值中含量较高的元素有：Mn、Cr、Zn、Cu、 Ni 、 La 、 Pb 、 Co 、 As 、 Be 、 Hg 、 Se 、 Sc 、 Mo (mg/kg)
2.土壤重金属污染土壤的特点
重金属不被土壤微生物降解，可在土壤中不断积累，也 可以被植物富集，并通过食物链在人体内积累，危害人体 健康。
2. 重金属在土壤剖面中的迁移转化规律
土壤柱淋溶实验表明：淋溶液中Hg、Cd、As、Pb95%以 上被土壤吸附。 在土壤剖面中，重金属无论是其总量还是存在形态，均表 现出明显的垂直分布规律，其中可耕层成为重金属的富集 层。������ 土壤中的重金属有向根际土壤迁移的趋势，且根际土壤中 重金属的有效态含量高于土体，这可能与植物根系的特性 和分泌物有关。
2. 铜
土壤中铜含量在2-100mg/kg之间，平均含量为20mg/kg。 污染土壤中的铜主要在表层积累，并沿土壤的纵深垂直分 布递减，这是由于进入土壤的铜被表层土壤的黏土矿物吸 附，同时，表层土壤的有机质与铜结合形成螯合物，使铜 离子不易向下层移动。
第二节 污染物在土壤中的-植物体系中的迁移及其机制
土壤中有机质含量 土壤有机质含量高的土壤对重金属的吸附能力高， 土壤有机质含量高的土壤对重金属的吸附能力高，土壤中各 元素的含量都与有机质含量呈现正比， 元素的含量都与有机质含量呈现正比，但重金属各组分的含量 与有机质含量的大小没有密切的关系。 与有机质含量的大小没有密切的关系。
12
土壤中重金属污染
重金属Cd、 、 、 等诱导合成植物络合素 重金属 、Cu、Hg、Pb等诱导合成植物络合素 （PC）。 ）。
24
3
土壤中的污染物以重金属比较突出，重金属在土壤 中积累，并转化为毒性更大的甲基化合物，并通过食 物链在人体富集。 进入土壤中的重金属： 吸附在土壤中，溶解或者不溶解 被其他生物、植物吸收 进入水体，离开土体 挥发进入大气
4
一、土壤中的重金属
土壤背景值 土壤本身含有微量的金属元素， 土壤本身含有微量的金属元素 ， 其中很多是作物 生长必需的微量营养元素， Mn、Zn、Cu等 生长必需的微量营养元素，如Mn、Zn、Cu等。不同地 区土壤中重金属的种类和含量也有很大差别。 区土壤中重金属的种类和含量也有很大差别。 因此土壤背景值就是指在未受污染的情况下， 因此土壤背景值就是指在未受污染的情况下，天 土壤背景值就是指在未受污染的情况下 然土壤中的化学元素的基线含量。 然土壤中的化学元素的基线含量。 土壤背景值中含量较高的元素为： 土壤背景值中含量较高的元素为：Mn、Cr、Zn、 、 、 、 Cu、Ni、La、Pb、Co、 As、Be、Hg、Se、Sc钪 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 Mo
1、植物对土壤中重金属的富集规律： 、植物对土壤中重金属的富集规律： 豆类>水稻 小麦>玉米 水稻>小麦 玉米； 茎叶>颖壳 豆类 水稻 小麦 玉米； 根>茎叶 颖壳 籽实 茎叶 颖壳>籽实 2、重金属在土壤剖面中的迁移转化规律： 、重金属在土壤剖面中的迁移转化规律： 垂直分布规律：可耕层成为重金属的富集层 成为重金属的富集层； 垂直分布规律：可耕层成为重金属的富集层； 根际土壤>土体 根际土壤 土体 3、土壤对重金属离子的吸附固定原理： 、土壤对重金属离子的吸附固定原理： 土壤中胶体中对吸附贡献大的除有机质外， 土壤中胶体中对吸附贡献大的除有机质外，主要是 铁等氧化物。 锰、铁等氧化物。
环境毒理学(董国日)02污染物在环境中的迁移和转化
四、污染物迁移的环境影响
污染物在环境中的迁移直接影响环境质量，在有些情况下起好作用，在有些情况下起坏作用。
简单的需氧有机污染物和酚、氰等毒物在迁移过程中被水流稀释扩散和被微生物分解、转化,终至消失,就是起好作用； 重金属（汞、镉等）和稳定的有机有毒物质（DDT、六六六等）在迁移过程中，或富集于底泥，成为具有长期潜在危害的污染源,或通过食物链富集于动、植物体内,对人体产生慢性积累性危害，就是起坏作用。
2.物理—化学迁移（最基本）
对无机污染物而言，是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在环境中通过一系列物理化学作用，如溶解－沉淀作用、氧化－还原作用、水解作用、络合和螯合作用、吸附－解吸作用等所实现的迁移。
对有机污染物而言，除上述作用外，还有通过化学分解、光化学分解和生物化学分解等作用所实现的迁移。
1.机械迁移
水的机械迁移作用： 污染物在水体中的扩散作用和被水流搬运。 影响因素：水文条件、排放浓度和距排放口距离的远近等因素。 规律：污染物浓度与排放量成正比，与流速和距污染源距离成反比。 重力的机械迁移作用：污染物和它的搬运载体（气溶胶、颗粒物、悬浮物等）在重力作用下的迁移运动。 粒径比较大的颗粒状污染物经常发生重力的机械迁移作用。
三、污染物迁移的制约因素
三、污染物迁移的制约因素
另外，不同区域的土壤和水体具有不同的酸碱条件和氧化还原条件，具有不同种类和数量的胶体和络合配位体。
气候条件对污染物迁移的影响最为明显，主要表现为两个最重要的因子——热量和水分之间的配合状况，直接影响污染物在环境中化学变化的强度和速度。
区域自然地理条件（气候、地形、水文、土壤等）的制约；
如通过废气、废渣、废液的排放，农药的施用以及汞矿床的扩散等各种途径进入水环境的汞(Hg)，会富集于沉积物中。
污染物在环境中的迁移与转化研究
污染物在环境中的迁移与转化研究污染物是指在环境中存在的一种或多种物质，可以对环境和生态造成损害。
污染物的迁移和转化是指在环境中，污染物从源头逐渐扩散到周边环境，并在这个过程中经历了一系列的生物化学变化。
一、污染物迁移的途径在环境中，污染物的迁移有三种途径：空气、水、土壤。
其中水是污染物最主要的传输途径，因为水可以在运输中带走大量的污染物。
然而，大气也可以被用于传送多种气态和颗粒物的污染物。
土壤则是一个复杂的传输途径，会取决于土壤类型、厚度和含水量等多种因素。
二、污染物的生物化学转化在环境中，污染物不仅会随着空气、水、土壤等介质传输到不同的位置，还会经历一系列的生物化学转化，使它们的性质和毒性发生变化。
污染物生物化学转化的类型包括氧化还原、酸化碱化、分解和合成等。
（一）氧化还原氧化还原是指污染物中的某些元素，在环境中受到氧化还原作用而发生的电子转移过程。
例如，常见的重金属铜和铁在一定条件下可以发生氧化还原反应，从而使其在环境中的毒性和可溶性产生变化。
（二）酸化碱化酸化碱化是指一些污染物物质在环境中发生的酸碱反应。
例如，一些酸性物质，比如硫酸和硝酸，可以通过大气降雨的形式，被输送到周边的环境中，从而引发土壤的酸化现象。
（三）分解和合成分解和合成是指污染物物质在环境中经历的一种物质分解和合成的路径。
这种变化可以是生物学的，也可以是非生物学的。
例如，一些氯酚类化合物可以被细菌在土壤中分解，从而减轻它们在环境中的毒性。
三、污染物迁移与转化的影响污染物迁移与转化的影响是多种多样的。
当污染物进入自然环境时，会给环境造成影响，有的是立即的影响，有的是逐渐积累的影响。
在立即的影响方面，污染物可以对施放它们的环境产生直接的毒性影响。
在积累的影响方面，它们会随着时间的推移而逐渐积累到环境中。
例如，一些化合物会在植物体内积累，有些化合物则会在食物链中积累。
此外，污染物迁移和转化还对人类健康产生直接的负面影响。
例如，摄入受污染的水和食物可以导致健康问题，比如呕吐和腹泻等。
环境污染物的迁移与转化机制
环境污染物的迁移与转化机制污染物是指对环境产生有害影响的物质，它们通过各种途径进入环境中，并随着环境的改变而发生迁移和转化。
了解环境污染物的迁移与转化机制对于环境保护和污染治理至关重要。
一、污染物的迁移途径1. 大气迁移：空气是最常见的污染物迁移的途径之一。
污染物通过大气扩散、降水沉降等方式迁移到地表水和土壤中。
例如，氮氧化物、二氧化硫等造成酸雨的成分可通过空气传播，在不同的地区产生酸性沉降，对生态系统造成严重影响。
2. 水体迁移：水是各种污染物迁移的重要途径之一。
溶解态污染物可通过河流、湖泊、海洋等水系进行迁移。
此外，悬浮态污染物和沉积态污染物也能随水体流动而进行迁移，对水生态系统造成潜在威胁。
3. 土壤迁移：土壤是吸附和固定污染物的重要介质，同时也是污染物迁移的主要途径之一。
溶解态和悬浮态的污染物可以随水分进入土壤，附着在土壤颗粒表面；而揮发性有机物则可通过土壤气相的扩散迁移到大气中。
二、污染物的转化机制1. 生物转化：在自然界中，许多污染物可以通过微生物的作用而发生转化。
生物降解是一种常见的转化机制，通过微生物的代谢活动，有机污染物逐渐分解为较简单的无害物质。
此外，生物吸附和生物蓄积也是污染物转化的重要方式。
2. 化学转化：污染物在环境中可以通过化学反应发生转化。
例如，氮氧化物在大气中与氧反应生成二氧化氮，从而参与到酸雨的形成过程中。
当有机物与氧气和其他氧化剂接触时，也会发生氧化反应，使有机物发生降解。
3. 其他转化机制：热解、光解和电解等也是污染物转化的重要机制。
在高温下，一些有机物可以发生热解反应，分解为其他化合物。
光解则是指在光照条件下，化学物质的化学键被打断，形成新的化合物。
电解是通过电流作用使污染物发生电化学反应，从而达到转化的目的。
三、影响环境污染物迁移与转化的因素1. 物理因素：如温度、湿度、风速等都会影响污染物迁移和转化。
高温有利于化学反应的进行，提高了化学转化的速率；而较高的湿度则有利于水体中污染物的溶解和迁移。
污染物在环境中迁移与转化ppt课件
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。
污染物的迁移与转化研究
污染物的迁移与转化研究随着人类社会的快速发展，环境污染问题越来越引起人们的关注。
其中，污染物的迁移与转化是一个关键的研究方向。
本文将探讨污染物的迁移路径、影响因素以及转化机制，旨在加深对该问题的理解和认识。
一、污染物的迁移路径污染物的迁移路径可以分为两种：水平迁移和垂直迁移。
水平迁移是指污染物在水平方向上的迁移，一般是由于地下水流动、地表径流、气象因素以及人类活动等因素所导致的。
垂直迁移是指污染物在垂直方向上的迁移，一般是由于污染物在水、土壤和空气之间的传递所引起的。
水平迁移的途径较为多样，可以是自然因素，也可以是人为因素。
其中，地下水流动是水平迁移中最为关键的因素之一。
地下水是地球上最重要的水源之一，它存在于岩石裂隙、泥沙层和土壤之间，并通过地下水流动向地表和河流输送。
但是，地下水中的污染物会随着流动的方向扩散，从而导致环境污染。
此外，地表径流和气象因素（如较强的风）也会引起水平迁移。
人类活动也是水平迁移的重要因素之一。
例如，城市的排污管道、工厂的废水排放等可能对周围环境造成污染。
垂直迁移也分为水、土壤和空气三种。
在水环境中，污染物主要是通过沉淀、吸附、同化和生物降解等方式进行转化和迁移的。
在土壤环境中，污染物大多通过土壤介质的吸附、溶解和微生物分解等途径迁移。
在空气环境中，污染物主要通过扩散和沉降途径进行转化和迁移。
二、影响污染物迁移的因素影响污染物迁移的因素是多方面的，其中最为关键的是物理、化学和生物因素。
物理因素主要是指土地形态、地下水层、气象因素等；化学因素主要是指土壤和水中的 pH 值、离子强度等；生物因素主要是指微生物、植物和动物在土壤和水环境中所起到的作用。
土地形态的变化会对地下水流动和水环境造成影响。
如果土地高低差异较大，则水会从高处流向低处，从而形成地下水流动方向。
此外，气候因素的变化也会对地下水流动方向产生影响，例如，下雨天气会使地下水流量增加。
在土壤和水环境中， pH 值、离子强度等化学因素也会影响污染物的迁移。
水中无机污染物的迁移转化
二、水中颗粒物的聚集 聚集 分散
凝聚——利用电解质促成。
[SiO2] + Al(Ⅲ) → [AlO2- ] + Si(Ⅳ)
第二节 水中无机污染物的迁移转化
3、水环境中颗粒物的吸附作用 吸附：指溶液中的溶质在界面层浓度升高的 现象。 表面吸附：由于颗粒物具有巨大的比表面和 表面能，产生表面吸附；物理吸附。
第二节 水中无机污染物的迁移转化
离子交换吸附：胶体颗粒大部分带负电荷，容 易吸附各种阳离子；物理化学吸附。
例如：去离子水的制备。
第二节 水中无机污染物的迁移转化 专属吸附：有化学键、憎水键、范德华力、氢
键等作用。
pH 水锰矿对Co、Cu、Ni、 K和Na离子的吸附及其随pH的变化
第二节 水中无机污染物的迁移转化
表3-8 水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别 项 目 非专属吸附 反离子 阳离子交换 >零电位点 扩散层 无 专属吸附 -、0、+ 配位离子 配位体交换 任意值 内层 负电荷减少，正电 荷增加
临界pH 最大吸附量 (mg/g)
(b) 颗粒物的粒度和浓度的影响
第二节 水中无机污染物的迁移转化 (2) 氧化物表面吸附的配合模式：
由于表面离子配位不饱和，金属氧化物与水
配位，水发生离解吸附而生成羟基化表面。 ≡MeOH2+ ≡MeOH + H+
Ks a1 = {≡MeOH }[ H+] / {≡MeOH2+ }
发生吸附的表面净电荷的符号 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响
第二节 水中无机污染物的迁移转化
（1）吸附等温式和吸附等温线
环境中的污染物的迁移和转化
环境中的污染物的迁移和转化随着现代工业和城市化的发展，环境污染问题日益严重。
环境中的污染物会通过多种途径迁移和转化，对生态和人类健康造成严重的威胁。
本文将介绍环境中的污染物迁移和转化的相关知识。
一、污染物在水体中的迁移和转化水体是生态系统中不可或缺的重要组成部分，水中污染物的迁移和转化对整个生态系统健康具有举足轻重的影响。
水中污染物迁移和转化主要包括以下几个方面：1、水中污染物的迁移水中污染物的迁移包括水流迁移和水体深度迁移两种方式。
水流迁移指的是污染物随着水流的运动迁移到不同位置，包括沉积物中和水生生物体内。
而水体深度迁移则是指污染物随着水体中的溶解氧、温度和光照条件的变化，从水体表层向深层迁移。
2、水中污染物的转化水中污染物的转化包括生物转化和非生物转化两种方式。
生物转化是指水生生物通过代谢作用将有机污染物转化为更简单的物质，例如水草可以将氨氮转化为硝态氮。
而非生物转化则是指非生物媒介或化学反应的作用下，污染物的结构和性质发生改变的过程，例如有机化合物在光照作用下产生自由基反应。
二、污染物在大气中的迁移和转化大气是地球生态系统环境的另一个组成部分，大气中的污染物对人类健康和生态环境造成的威胁也越来越严重。
大气中污染物的迁移和转化主要包括以下几个方面：1、大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移主要是通过大气扩散和输送来实现的。
大气扩散是指大气中的气体、颗粒物质和水滴在大气层中不断的扩散和混合，从而实现了污染物在大气的广泛传递。
而输送则是指污染物在局部和全球尺度下的气流输送，例如大气中的臭氧和氮氧化物可以通过风吹向别的国家和地区。
2、大气中污染物的转化大气中污染物的转化主要是指污染物通过化学反应、光解和生物转化等方式发生结构和性质的变化。
其中，化学反应是大气中污染物转化的重要方式之一，例如大气中的二氧化硫和氮氧化物可以通过光化学反应形成光化学烟雾。
而光解和生物转化则是指污染物在大气中光照或微生物的影响下发生的结构和性质的变化。
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2、迁移的方式
（1）机械迁移
– a、水的机械迁移作用 – b、气的机械迁移作用 – c、重力的机械迁移作用
（2）物理－化学迁移
– 污染物在环境中迁移的最重要的形式。 – a、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 – b、化学分解、光化学分解、生物化学分解
（3）生物迁移 非常复杂，通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现
O3 + 甲醛 + PAN + 氧化产物
氧化产物
O3 伤害植物
PAN
伤害植物 刺激眼睛
甲醛、丙稀醛等 刺激眼睛
聚合与核长大
气溶胶 光雾
5、水体中的转化
主要是生化作用 • 氧化－还原作用
– 天然水体本身是一个氧化－还原体系，含有多种 无机、有机氧化剂和还原剂，如DO、Fe3+、Mn4+ 、S2－、有机化合物等，对污染物的转化起重要作 用。
剂等
• 生物降解作用：微生物
6、土壤中的转化
– 结构复杂，固、液、气三相
– 污染物和土壤的理化性质都很重要
– 生物降解起重要作用。
– 各种污染物在环境中的转化过程是复杂的， 往往存在相互影响、制约的关系，研究污染 物的物理化学和生物的转化机制和过程是阐 明污染物的环境行为，迁移转化与归宿和对 生态系统影响的基础工作。
• 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。
– 光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧 乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。
• 例二：酸雨（Acid Rain）：SO2
2、形式 – 物理转化：通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以 及放射性元素的蜕变 – 化学转化：通过各种化学反应 – 生物转化：通过生物的吸收和代谢作用
3、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
4、大气中的转化
• 以光化学氧化、催化氧化反应为主
（2）外部因素：外界环境理化条件以及区域自然 地理条件
– 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
1、形态：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。
form：外观（形式）；species：内在
包括：
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 络合态 • 几种重要的形态分类 – 离子态 – 代换态 – 胶体 – 有机结合态 – 难溶态
四、生物地球化学循环
1、概述
⑴、定义：生物的合成作用和矿化作用所引 起的污染物周而复始的循环运动过程。
– 注：合成作用指生物（主要是绿色植物）将 吸收的环境化学物质转变为生物体本身的有 机物质的过程。
– 矿化作用指生物通过代谢作用（包括微生物 的分解作用）将生物体的有机物质转化为无 机物质或简单的有机物。
SO3
图1-2光化学烟雾形成过程
NO2（微量）
NO2 + UV → NO2*
NO*2 → NO + O
O3
O + O2 → O3
O3 + NO → NO2 + O2
O3 + HC → ↓
醛类及其它氧化物
刺激眼睛 醛类气
太阳
HC
NO2
紫外光
HC + O2 + NO2 + UV ↓
2、分布：污染物在环境多组分间分布，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：汞形态的分布 – 大气：以金属汞和汞蒸汽、二甲基汞以及颗粒态汞等
形式存在 – 水体：水溶性汞，不同价态、多种络合物 – 沉积物：颗粒态汞
三、转化
1、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。
• 根据有机物在水体中分解变化和DO的变化，可把受污河流 分成几段: – 清洁区：未受污染 – 分解区： 细菌分解有机物， DO下降 – 腐败区： DO消耗殆尽，进行缺氧分解 – 恢复区：有机物分解接近完成， DO上升并接近饱和 – 清洁区：恢复原始状态
• 配合作用
– 无机配位体：OH－、Cl－、CO32-、HCO3－等 – 有机配位体：氨基酸、腐植酸、洗涤剂、清洁
第二节 污染物的迁移与转化
一、污染物在环境中的迁移
1、概述： （1）定义：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。 （2）污染物进入环境的途径包括：
人类活动过程中无意排放 工业三废 人类活动过程中故意应用
• 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。
– 例：生物通过食物链对重金属的放大积累作用
3、影响迁移的因素：
（1）内部因素：污染物自身的物理化学性 质：
a、组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力 b 、形成不同的电价离子能力、 c 、水解能力、 d 、形成络合物的能力、 e 、被胶体吸附的能力 f 、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
– 水体中的氧化还原类型、速率和平衡，在很大程 度上决定了水中重要污染物的性质。如：厌氧性 湖泊
– 水体中的许多氧化还原反应均为微生物催化反应 。
氧垂曲线（Oxygen Sag Curve）（P36）
• 氧垂曲线的定义 – 在河流受到有机物污染时，由于有机物的氧化分解作用 ，水体的DO发生变化。从污染源到河流下游一定距离 内，可绘制一条DO逐渐变化的曲线，称之为氧垂曲线 。