优选第六章典型污染物
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环境中的典型污染物
指那些难以通过物理、化学或生物途径降 解的有害化合物。
联合国环境规划署提出的第一批12种POPs名单
艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀 芬、滴滴涕、六氯代苯、多氯联苯、二恶英和呋喃
POP被人类合成、使用、发现毒性和被禁用时间表
1872：德国首次合成多氯二苯对二恶英。 1874：德国合成滴滴涕DDT。 1881：德国合成多氯联苯PCB。 1950：发现DDT显示活性雌性荷尔蒙特性。 1962：美国化学家卡逊的书《寂静的春天》出版发行。警
多氯联苯的来源与分布
PCBs被用于变压器和电容器、热交换器和水力系 统、无碳复印纸、工业用油、油漆、添加剂、塑料、阻燃剂， 甚至是控制路上的灰尘。
大多数国家都于20世纪，在全世界估计生 产的34亿磅PCBs中（不包括前苏联国家），有多达2/3仍在 使用中或者是残留在环境中。
PCBs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明， PCBs的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10年 前使用过的PCBs，在许多地方依然能够发现残留物。
转化途径主要是光化学分解和生物降解。
光化学分解：
生物降解：
从单氯到四氯代联苯均可生物降解。高取代的多氯联苯不易 生物降解。
稳定性
POPs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明，POPs 的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10 年前使用过的POPs，在许多地方依然能够发现残留物。
蓄积性
如在水生生物链中，DDT在水体中的浓度约为3ppt，而在 食鱼鸟类的体内浓度则高达25ppm，通过食物链，DDT浓度 被放大了百万倍以上。又如在北极生态系统中，海豹、北 极熊和因纽特人等哺乳动物母体体内DDT浓度为水体中浓 度的千万倍以上。
联合国环境规划署提出的第一批12种POPs名单
艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀 芬、滴滴涕、六氯代苯、多氯联苯、二恶英和呋喃
POP被人类合成、使用、发现毒性和被禁用时间表
1872：德国首次合成多氯二苯对二恶英。 1874：德国合成滴滴涕DDT。 1881：德国合成多氯联苯PCB。 1950：发现DDT显示活性雌性荷尔蒙特性。 1962：美国化学家卡逊的书《寂静的春天》出版发行。警
多氯联苯的来源与分布
PCBs被用于变压器和电容器、热交换器和水力系 统、无碳复印纸、工业用油、油漆、添加剂、塑料、阻燃剂， 甚至是控制路上的灰尘。
大多数国家都于20世纪，在全世界估计生 产的34亿磅PCBs中（不包括前苏联国家），有多达2/3仍在 使用中或者是残留在环境中。
PCBs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明， PCBs的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10年 前使用过的PCBs，在许多地方依然能够发现残留物。
转化途径主要是光化学分解和生物降解。
光化学分解：
生物降解：
从单氯到四氯代联苯均可生物降解。高取代的多氯联苯不易 生物降解。
稳定性
POPs结构稳定，自然条件下不易降解。研究表明，POPs 的半衰期在水中大于2个月，在土壤和沉积物中大于6个 月，在人体和动物体内则从1年到10年。因此，即使是10 年前使用过的POPs，在许多地方依然能够发现残留物。
蓄积性
如在水生生物链中，DDT在水体中的浓度约为3ppt，而在 食鱼鸟类的体内浓度则高达25ppm，通过食物链，DDT浓度 被放大了百万倍以上。又如在北极生态系统中，海豹、北 极熊和因纽特人等哺乳动物母体体内DDT浓度为水体中浓 度的千万倍以上。
多环芳烃(PAH)
多环芳烃
1 多环芳烃的结构和性质 2 多环芳烃的来源与分布 3 多环芳烃在环境中的迁移转化 4 多环芳烃的结构与致癌性
一、多环芳烃的结构与性质
1.定义
多环芳烃即PAH是至两个以上苯环连在一起的化合 物。两个以上的苯环连在一起可以有两种方式：
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
（3）成角状排列的多环芳烃 如菲、苯并[a]蒽等，他们的反应活性总的看来要比相应的 成直线排列的同分异构体小，他们在发生加合反应时，往往相 当于菲的中间苯环的双键部位，即菲的9，10位键（中菲键）上 进行。
菲
一、多环芳烃的结构与性质
含有四个以上苯环的角状多环芳烃，除较活泼的中菲键外， 还往往存在与直线多环芳烃类似的活泼对位——中蒽位，如苯 并[a]蒽的7，12位。
大气中PAH通过干、湿沉降进入土壤和水体及沉积物中，并进入生物圈。
三、多环芳烃在环境中的迁移转化
1.7~7.5
油煎肉饼
7.9
1~20
火上烤肉排
50.4
26~99
烤焦的鱼皮
5.3~760
什么概念？？
德国：食物、接触食物、可能会放入口中的产品以及儿童用品，
111111苯并(a)芘<0.1mg/kg， 16种PAHs总和<1mg/kg 有人估计,成年人每年从食物中摄取的PAHs总量为1～2mg,如果累积摄 入PAHs超过80mg即可能诱发癌症,因此建议每人每天的摄入总量不可 超过10μg。
一、多环芳烃的结构与性质
图1 PAH的每个电子振动能与总π电子数相关性
一、多环芳烃的结构与性质
（2）呈直线排列的多环芳烃 如蒽、并四苯、并五苯，他们具有较活泼的化学性质，且反 应活性随着环的增加而增强。这是由于总π电子数增加，每个π 电子的震动能降低，所以反应活性增强。
典型污染物幻灯片
• Cl十O3 C1O •十O2 O3吸收高能光子发生光分解反应，生成O2和O • ，O •再与ClO •反 应，将其又转化为Cl • ：
O3 ＋ hv O2 + O •
O • + ClO • Cl • + O2
在上述链式反应中除去了两个臭氧分子后，又再次提供了除去另外
两个臭氧分子的氯原子。这种循环将继续下去，直到氯原于与甲烷 或某些其他的含氢类化合物反应，全部变成氯化氢为止：
Cl • + CH4 HCl + • CH3 HCl可与HO自由基反应重新生成C1： HO •十HCl H2O十C1 •
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》（简称 《公约》） 签约国有151个； 2004年6月获得批准，2004年11月正式生效。
何为持久性有机污染物（POPs）？
•
POPs是指通过各种环境介质（大气、
成影响（高富集性 high bioaccumulation potential ）； • 能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区
（半挥发性 semi volatility） ；
• 在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成 有害或有毒效应（高毒性 high toxicity ）。
全球蒸馏效应
根据GoldbergE.D.最早提出的“全球蒸馏效应”，加 拿大科学家WaniaF.和MackayD.成功地解释了POPs从 热温带地区向寒冷地区迁移的现象。从全球来看，由 于温度的差异，地球就像一个蒸馏装置——在低、中 纬度地区，由于温度相对高，POPs挥发进入到大气； 在寒冷地区，POPs沉降下来，最终导致POPs从热带 地区迁移到寒冷地区，也就是从未 使用过POPs的南北极和高寒地区 发现POPs存在的原因。
环境化学：第六章 典型污染物 2
（1）结构与性质
联苯
Clm
Cln
多氯联苯
PCBs 全部结构有210个，目前已鉴定102个。
（2）来源与分布
多氯联苯 (Polychlorinated biphenyl, PCB):
来源：化学稳定性和热稳定性好、变压 器、电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀涂 料等。
分布：极难溶于水，易溶于有机溶剂和 脂肪，具有高的辛醇/水分配系数；
生物合成 火山活动
多环芳烃
碳氢化合物 高温热解
大气
呼吸
土壤
水
人体
植物
食入
食物
动物
3、多环芳烃在环境中的迁移、转化
4、 PAHs的结构与致癌性 （1）K区理论： （2）湾区理论： （3）双区理论：
5、防止苯并[a]芘污染的措施 （1）加强环境治理。 （2）改变生成方式。 （3）改进烹调和加工方法。 （4）改变饮食习惯。
生物积累性
BCF > 5000, 或 logKow > 5 有令人关注的其他证据
远距离环境迁移的潜在能力 T1/2 (in air) > 2 days 毒性
POPs的特点：
1、蓄积性 2、收放性 3、半挥发性 4、对的健康和生态的影响
•为何北极熊体内也会有POPs ?
1.全球蒸馏效应(Global Distillation或 Fractionation) 2.蚱蜢跳效应(Grasshopper Effect)
2,3-苯并芴
芘*
荧蒽*
*
丁省
苯并[a]蒽*
并五苯
二萘嵌苯
三苯撑
蔻
3,4-苯并芘
9-苯基蒽 7,12-二甲基苯并[a]蒽 苯并[k]荧蒽* 苯并[b]荧蒽*
联苯
Clm
Cln
多氯联苯
PCBs 全部结构有210个，目前已鉴定102个。
（2）来源与分布
多氯联苯 (Polychlorinated biphenyl, PCB):
来源：化学稳定性和热稳定性好、变压 器、电容器的冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀涂 料等。
分布：极难溶于水，易溶于有机溶剂和 脂肪，具有高的辛醇/水分配系数；
生物合成 火山活动
多环芳烃
碳氢化合物 高温热解
大气
呼吸
土壤
水
人体
植物
食入
食物
动物
3、多环芳烃在环境中的迁移、转化
4、 PAHs的结构与致癌性 （1）K区理论： （2）湾区理论： （3）双区理论：
5、防止苯并[a]芘污染的措施 （1）加强环境治理。 （2）改变生成方式。 （3）改进烹调和加工方法。 （4）改变饮食习惯。
生物积累性
BCF > 5000, 或 logKow > 5 有令人关注的其他证据
远距离环境迁移的潜在能力 T1/2 (in air) > 2 days 毒性
POPs的特点：
1、蓄积性 2、收放性 3、半挥发性 4、对的健康和生态的影响
•为何北极熊体内也会有POPs ?
1.全球蒸馏效应(Global Distillation或 Fractionation) 2.蚱蜢跳效应(Grasshopper Effect)
2,3-苯并芴
芘*
荧蒽*
*
丁省
苯并[a]蒽*
并五苯
二萘嵌苯
三苯撑
蔻
3,4-苯并芘
9-苯基蒽 7,12-二甲基苯并[a]蒽 苯并[k]荧蒽* 苯并[b]荧蒽*
环境化学重点 课后习题解答 试题
第一章绪论1、环境化学研究的内容；主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。
2、环境污染；由于认为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。
3、环境污染物：是环境化学研究的对象，进入环境后使环境的正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于人类与生物的物质。
4、优先污染物；指在众多污染物中筛选出的潜在危险大因而作为优先研究和控制对象的污染物。
5、环境效应；是指由环境变化而产生的环境效果6、环境效应化学：在多种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果。
第二章大气环境化学1、一次污染；是指污染物由污染源直接排入环境所引起的污染2、二次污染；是由一次污染物经化学反应形成的污染物如CO,SO2,NO3、辐射逆温；晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增。
4、地形逆温；由于山坡散热快，冷空气山坡下沉到谷地，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。
5、温室效应；大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，6、光量子产率；化学物质吸收光量子后，所产生的光物理过程或光化学过程相对效率。
7、气温垂直递减率气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表示，即每垂直升高100m，气温的变化值：T－绝对温度，K；Z－高度。
8、光化学反应；物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应。
9、气溶胶；由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。
10、酸雨；被大气中存在的酸性气体污染，pH小于5.65的酸性降水。
11、湿沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面。
12、干沉降：不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面。
第六章 物理性污染及其防治
二、 噪声的量度与评价 噪声的描述方法可分为两类：一类是把噪声作为单纯的物理扰动，用 描述声波特性的客观物理量来反映，这是对噪声的客观量度；另一类则 涉及人耳的听觉特性，根据人们感觉到的刺激程度来描述，因此被称为 对噪声的主观评价。
环境保护概论
合肥工业大学出版社
“十二五”环境科学与工程系列规划教材
环境保护概论
主 编：陈 林 徐 慧
合肥工业大学出版社
“十二五”环境科学与工程系列规划教材
第六章 其他物理性污染及其防治
本章要点
本章所讲的这几种环境污染是物理因素引起的非化学性污染，这 种污染形成时很少给周围环境留下具体污染物。但已成为现代人类尤 其是城市居民感受到的公害。例如，噪声就是影响最大、最易激起受 害者强烈不满的环境污染，而反映噪声污染问题的投诉也高居各类污 染的首位。但是有的物理性污染如电磁波和光，无色无味很隐蔽，无 明显和直接的危害，因而没有引起人们的足够重视。本章节主要描述 噪声污染、放射性污染、电磁辐射及热污染的危害及其防治的原理。
在急性放射病恢复以后，经一段时或在低剂量照射后的数月、数年、 甚至数后代还会产生辐射损伤的远期效应，如致癌、白血病、白内障、 寿命缩短、影响生长发育等，甚至对遗传基因产生影响，使后代身上出 现某种程度的遗传性疾病。
环境保护概论
合肥工业大学出版社
“十二五”环境科学与工程系列规划教材
三、放射性污染的防护和处理
一、放射性辐射源
（一）天然辐射源 天然辐射源是自然界中天然存在的辐射源，人和其他生物体受到天然 辐射源的照射（天然本底辐射）可分为外照射和内照射。外照射主要来 自宇宙射线以及地面上天然放射性核素发射的γ射线和β射线对人体的 外照射，内照射则是通过呼吸道和消化道进入人体内的以及人体组织内 本身存在的天然放射性核素造成的辐照。这种情况从人类诞生起就已如 此，人类适应这种辐射。 天然辐射源所产生的总辐射水平称为天然放射性本底，它是环境是否 受到放射性污染的基本标准。 环境中天然辐射本底主要有宇宙射线，宇生放射性核素和原生放射性 核素发射的辐射这三种部分组成。
环境保护概论
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主 编：陈 林 徐 慧
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第六章 其他物理性污染及其防治
本章要点
本章所讲的这几种环境污染是物理因素引起的非化学性污染，这 种污染形成时很少给周围环境留下具体污染物。但已成为现代人类尤 其是城市居民感受到的公害。例如，噪声就是影响最大、最易激起受 害者强烈不满的环境污染，而反映噪声污染问题的投诉也高居各类污 染的首位。但是有的物理性污染如电磁波和光，无色无味很隐蔽，无 明显和直接的危害，因而没有引起人们的足够重视。本章节主要描述 噪声污染、放射性污染、电磁辐射及热污染的危害及其防治的原理。
在急性放射病恢复以后，经一段时或在低剂量照射后的数月、数年、 甚至数后代还会产生辐射损伤的远期效应，如致癌、白血病、白内障、 寿命缩短、影响生长发育等，甚至对遗传基因产生影响，使后代身上出 现某种程度的遗传性疾病。
环境保护概论
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三、放射性污染的防护和处理
一、放射性辐射源
（一）天然辐射源 天然辐射源是自然界中天然存在的辐射源，人和其他生物体受到天然 辐射源的照射（天然本底辐射）可分为外照射和内照射。外照射主要来 自宇宙射线以及地面上天然放射性核素发射的γ射线和β射线对人体的 外照射，内照射则是通过呼吸道和消化道进入人体内的以及人体组织内 本身存在的天然放射性核素造成的辐照。这种情况从人类诞生起就已如 此，人类适应这种辐射。 天然辐射源所产生的总辐射水平称为天然放射性本底，它是环境是否 受到放射性污染的基本标准。 环境中天然辐射本底主要有宇宙射线，宇生放射性核素和原生放射性 核素发射的辐射这三种部分组成。
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
化学海洋学_陈敏_第6章、海洋中的污染物质
海洋污染的分类
污染海洋的物质众多， 从形态上分有废水、废渣和废气。 海洋污染物依其来源、性质和毒性，可分为以下几类：
②金属和酸、碱。包括汞、铜、锌、钴、镐、铬等
重金属，砷、硫、磷等非金属以及各种酸和碱。由人 类活动而进入海洋的汞，每年可达万吨，已大大超过 全世界每年生产约9千吨汞的记录，这是因为煤、石油 等在燃烧过程中，会使其中含有的微量汞释放出来， 逸散到大气中，最终归入海洋。
放射性物质
核爆炸以及来自核反应堆的排放: 已使海洋环境
中的放射性物质含量有明显的增加，首次重要放射 性物质的排放发生于1944年，那是华盛顿州的汉福 德钚生产工厂排放的废物，它经由哥伦比亚河流入 北太平洋(Seymour，1971)。
⑤有机废液和生活污水。由径流带入海洋。极严重
的可形成赤潮。工业排出的热废水造成海洋的热污 染，在局部海域，如有比原正常水温高出4摄氏度以上 的热废水常年流入时，就会产生热污染，将破坏生态 平衡和减少水中溶解氧。
污染物进入海洋的途径 物质从大陆转移到海洋的三个主要自然途径：风、河 流和冰川。 还有由人类社会活动增添的二个人为途径：船舶和家 庭、工业废物的排污渠道。 人类的社会活动每年向大洋中分散了3×109吨的固体 物质，而河流、风、冰川的搬运约有25×109吨的固体 物质补充进来。
第6章 海洋中的污染物质
4. 好氧有机物污染引起赤潮(海水富营养化的结果)，造
成海水缺氧，导致海洋生物死亡。 5. 海洋污染还会破坏海滨旅游资源。
2. 重金属和有毒有机化合物等有毒物质在海域中累
积，并通过海洋生物的富集作用，对海洋动物和以此 为食的其他动物造成毒害。
1
海洋对废物的接受能力
海洋系统的两个特性影响了它的接受能力。
第6章 海洋污染
D 钱塘江
答对啦答！错感了觉，自好己桑棒心棒哒
1 海水水质
2000年
2012年
• 根据我国海水水质状况图可以得出哪些结论？
2 海洋污染物质
• 由于人类活动，直接或间接地把物质或能 量引入海洋环境，损害海洋环境。
2 海洋污染
特 点
扩散范围广
防治难危害大
2 海洋污染物质 海 洋 污 染
2 海洋污染物质
• 热废水的来源包括，发电厂、核电站和钢 铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、 化工、造纸等工厂排出的生产性废水。
2 海洋污染物质 • 美国每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米
，接近美国用水量的1/3，热废水含热量约 2500亿千卡。
2 海洋污染物质
• 危害 • 海水温度升高，水中的溶解氧减少，破坏
D 劣四类
答对啦答！错感了觉，自好己桑棒心棒哒
1 海水水质
• 我国哪个海的严重污染水质面积最大？ A 渤海 B 黄海 C 东海
D 南海
答对啦答！错感了觉，自好己桑棒心棒哒
1 海水水质
• 中度污染海域仅适用于海洋港口水域和海 洋开发作业区，属于哪一类海水水质？ A Ⅰ类 B Ⅱ类 C Ⅲ类
D Ⅳ类
题，75%以上的排污口邻近海域水体呈富营 养化状态。
入海排污口海域水质等级
1 海水水质
• 请问下面这幅图属于哪类海水水质？ A 第一类 B 第二类 C 第四类 D 劣四类
1 海水水质 • 北海市北部湾一号附近溶解氧含量为1.0 mg/L
，那么根据溶解氧含量属于哪类海水水质？ A 第一类 B 第二类 C 第四类
2 海洋污染物质
• 生化需氧量（BOD） • 水样中有机物在微生物作用下氧化分解，
重要环境污染物
第六节 重要环境污染物 一、汞(mercury) 1．汞和汞化合物的理化性质汞俗称水银，银白色液态金属。
比重13.6， 熔点-38.7℃，沸点356.6℃。
金属汞具有易蒸发特性，蒸发量随温度升高而增加，水中的汞蒸气能通过覆盖的水层进入空气。
金属汞几乎不溶于水，20℃时的溶解度约为20微克/升。
易溶于硝酸，可溶于类脂质中。
与金、银、镉等形成合金，称汞齐。
汞盐中一价汞盐多数不溶于水，但硝酸亚汞、氯酸亚汞、醋酸亚汞属水溶性，二价汞盐中属水溶性的有硝酸汞、过氯酸汞、硫酸汞、氟化汞和醋酸汞，大部分溶解的有氯化汞、氰化汞，几乎不溶的有硫化汞、碘化汞、硫代氰酸高汞等。
汞可与烷基、烯基、炔烃基、芳基、有机酸残基结合而生成有机汞化合物。
有机汞化合物都是脂溶性的，也有不同程度的水溶性。
2．环境汞污染当前环境中的汞污染，主要是工业上含汞废水的排放和应用汞农药造成的。
汞在工业上的应用很多，其用途在3000种以上，是环境中汞污染的主要来源。
在氯碱工业中，较多使用的工艺流程是以汞阴极电解食盐的方法。
一般每产生一吨碱，约耗汞150～300克。
汞作为催化剂广泛地应用于塑料、化工、毛皮加工等生产过程中。
汞用于有机物的聚合、氢化、脱氢、矿化、氧化、氯化和酸解等。
发生在日本的水俣病，就是由于使用汞催化剂生产氯乙烯和醋酸的工厂排放大量的含汞废水引起的。
经调查证实，在合成乙醛的过程中，一般每生产一吨乙醛，约排出废水6～8吨，其中甲基汞含量约在1～10ppm之间。
在贵重金属的生产中常采用汞齐化法，可使部分汞随废水和废气排出而污染环境。
无机汞和有机汞化合物还被用作制造杀虫剂、杀菌剂、防霉剂等；在电器和电子工业中，用汞连接电路，制造开关、汞蒸气灯和电池；汞合金用于牙科医术，医院使用升汞为消毒剂，都可使汞污染环境。
排入大气、土壤中的汞，最终都可能转到水体中去。
在水体中，汞及其化合物可被水中胶体颗粒、悬浮物、浮游生物等吸附而沉积于水体的底质中。
环境化学-第六章典型污染物在环境中的转归
② 人为源：不完全燃烧，热分解；石油污染或在还原气 氛下热解，很多食物中含有多环芳烃。
• 2、在环境中的迁移转化
•
存在于大气颗粒物、气溶胶和沉积物中。
进入水体，一般液相中含量较少，主要被颗粒
物吸附，存在于沉积物中。
•
转化：
① 光解
② 微生物降解
3、PAHs结构与致癌性
（1）K区理论：含有菲环结构，其显著特征是相当于菲 环9、10位的区域具有明显的双键性，即具有较大电 子密度。
湾区
L区
K区
3、PAHs结构与致癌性 (3)双区理论 PAH分子具有致癌性的必要和充分条件是其分 子内存在着两个亲电活性定域，并把PAH分子 分为M区、E区、L区、K区和角环、次角环。
PAH致癌活性的定量计算公式为：
lgK＝4.751ΔE1E23－0.0512n ΔE2－3
（活化项）
（脱毒项）
式中，K——结构与致癌性的关系指数；
✓ PAH分子中存在两类活性区域，K区和L区。
✓ K区在致癌过程中起主要作用， L区负作用。
✓ PAH的K区复合定域能（邻位定域能＋碳定域能）若 小于或等于3.31β者，则有致癌性。
✓ 若PAH分子中存在K区和L区，则L区的复合定域能 （对位定域能＋碳定域能）必须大于或等于5.66β， PAH才具有致癌性。
➢ 迁移转化
✓ 能以零价的形式存在于大气、土壤和天然水中； ✓ 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。
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。
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。
• 2、在环境中的迁移转化
•
存在于大气颗粒物、气溶胶和沉积物中。
进入水体，一般液相中含量较少，主要被颗粒
物吸附，存在于沉积物中。
•
转化：
① 光解
② 微生物降解
3、PAHs结构与致癌性
（1）K区理论：含有菲环结构，其显著特征是相当于菲 环9、10位的区域具有明显的双键性，即具有较大电 子密度。
湾区
L区
K区
3、PAHs结构与致癌性 (3)双区理论 PAH分子具有致癌性的必要和充分条件是其分 子内存在着两个亲电活性定域，并把PAH分子 分为M区、E区、L区、K区和角环、次角环。
PAH致癌活性的定量计算公式为：
lgK＝4.751ΔE1E23－0.0512n ΔE2－3
（活化项）
（脱毒项）
式中，K——结构与致癌性的关系指数；
✓ PAH分子中存在两类活性区域，K区和L区。
✓ K区在致癌过程中起主要作用， L区负作用。
✓ PAH的K区复合定域能（邻位定域能＋碳定域能）若 小于或等于3.31β者，则有致癌性。
✓ 若PAH分子中存在K区和L区，则L区的复合定域能 （对位定域能＋碳定域能）必须大于或等于5.66β， PAH才具有致癌性。
➢ 迁移转化
✓ 能以零价的形式存在于大气、土壤和天然水中； ✓ 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。
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。
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。
优选第六章多环芳烃和非苯芳烃
① 联苯和联多苯 苯环间以单键直接相连。如
联苯
5 4
6
6' 5'
1 1'
4'
3
2 2' 3'
CH3
2-甲基-4'-硝基联苯
NO2
1,4-联三苯
65 1
4 23
1,3-联三苯
联苯的制备方法：
H +H
。 700 ~ 800 C
Fe
+ H2
联苯的化学性质与苯相似，可发生亲电取代反应，且 主要得到对位产物(苯基为第一类定位基，且因位阻而以 对位产物为主)。
蒽
3
9 10
4
2
8
1
5
1
6
7
2
或
7
10
65
43
89
菲
6.7.2 稠环芳烃
稠环芳烃是指多个苯环共用两个或两个以 上碳原子的芳烃。
萘
蒽
(naphthalene)
菲
6.7.2.1 萘及其衍生物
1、萘的结构和命名
0.142
0.136 α
β 0.140
0.139
环闭共轭体系(大键)；C-C键长不完全等同；电 子云不完全平均化；离域能 ～255kJ/mol（苯的离域 能为150 kj·mol-1 ）；因此萘的稳定性比苯弱一些。
O
O2 , V2O5 400℃
C O
C
O
② CrO3氧化
O
CrO3 CH3COOH , 10~15℃
萘 醌
O
6.7.2.2 蒽和菲
1. 蒽的命名及化学性质
分子式C14H10，命名与萘相似，蒽环也有固定的 编号次序。
典型污染物
铬的pE-pH图
环境化学第六章
进入自然水体中的Cr 3+，在低pH条件下易 被腐殖质吸附形成稳定的配合物，当pH>4时，
Cr 3+开始沉淀。接近中性时可沉淀完全。天然水
体的pH在6.5～8.5之间，在这种条件下，大部分 的Cr 3+都进入到底泥中了。在强碱性介质中，遇
有氧化性物质，Cr（Ⅲ）会向Cr(Ⅵ)转化；而在
酸性条件下，Cr(Ⅵ)可以被水体中的Fe 2+、硫化 物和其他还原性物质还原为Cr（Ⅲ）。在天然水 体环境中经常发生三价格和六价铬之间的这种相 互转化。
2013-8-10
27
环境化学第六章
3毒 性
与前面几种金属不同的是，三价铬是人体必需 的微量元素。它参与正常的糖代谢和胆固醇代谢的 过程，促进胰岛素的功能，人体缺铬会导致血糖升 高，产生糖尿，还会引起动脉粥样硬化症。但六价 铬又对人体有严重的毒害作用，吸入可引起急性支 气管炎和哮喘；入口则可刺激和腐蚀消化道，引起 恶心、呕吐、胃烧灼痛、腹泻、便血、肾脏损害， 严重时会导致休克昏迷。另外，高浓度六价铬还会 损害皮肤，引起皮炎和湿疹，甚至产生溃疡(称为铬 疮)。六价铬的致癌作用也已被确认。另外，三价铬 的摄入也不应过量，否则同样会对人体产生有害作 用。
5
环境化学第六章
1974年，伊拉克曾经有一批含汞药 剂处理过的粮食种籽，由于时间太 晚没有按时播种，结果误被许多人 直接作为粮食吃了，导致7000多人 受害，其中五百余人因患急性汞中 毒而死亡。
2013-8-10
6
环境化学第六章
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。土壤中存 在的假单胞菌可以将Hg(II)还原为Hg(0), 进入大气。
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62-112
（3）卤化物在大气中的转化
①对流层中的转化： CHCl3十HO• H2O十• CCl3
• CCl3十O2 COCl2十ClO • 碳酰氯(光气)
光气在被雨水冲刷或清除之前，将一直完整地保留着，如果 清除速度很慢，大部分的光气将向上扩散，在平流层下部发生光 解；如果冲刷清除的速度很快，光气对平流层的影响就小。
7
总铅
0.5
0.5
8
总镍
0.5
1.0
9
苯并（a）芘
0.00003
0.00003
10
总铍（按Be计）
0.005
0.005
11
总银（按Ag计）
0.5
0.5
12
总α放射性
1Bq/L
1Bq/L
13
总β放射性
10Bq/L
10Bq/L
第二节 有机污染物
一、持久性有机污染物（POPs）
Persistent organic pollutants
1、卤代烃 halogenated hydrocarbons （1）来源
➢ 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。
➢ 氟氯昂：火山爆发和人为排放（制冷剂、 飞机推动剂、塑料发泡剂）。
➢ 四氯化碳：工业溶剂、灭火剂和干洗剂。
➢ CHF2Cl（CFC－22）：制冷剂和发泡剂。
• 1998年6月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境 部长会议上，美国、加拿大和欧洲32个国家 正式签署了关于长距离越境空气污染物公约， 提出了16种(类)加以控制的POPs，
• 除了UNEP提出的12种物质之外，还有六溴 联苯、林丹(即99.5% 的六六六丙体制剂)、 多环芳烃和五氯酚
二、有机卤代物
• Cl十O3 C1O •十O2 O3吸收高能光子发生光分解反应，生成O2和O • ，O •再与ClO •反 应，将其又转化为Cl • ：
O3 ＋ hv O2 + O •
O • + ClO • Cl • + O2
在上述链式反应中除去了两个臭氧分子后，又再次提供了除去另外
两个臭氧分子的氯原子。这种循环将继续下去，直到氯原于与甲烷 或某些其他的含氢类化合物反应，全部变成氯化氢为止：
水、生物体等）能够长距离迁移并长期
存在于环境，具有长期残留性、生物蓄
积性、半挥发性和高毒性，对人类健康
和环境具有严重危害的天然或人工合成
的有机污染物。
POPs具有4个重要的特性
• 能在环境中持久地存在 • （高持久性 high persistence）； • 能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造
0.7
0.4
CCl3CF3
0.6
63-122
CH3Br
0.2
1.7
CClF2CCl2
0.3
126-310
CHCl=CCl2
0.2
0.02
CClF2CF3
0.1
230-550
CF3CF3
0.1
500-1000
CClF3
0.07
180-450
CH3I
0.05
0.01
CHCl2F
0.03
2-3
CF3Br
0.02
2
名称
对流层聚积量 大气中的寿命（a）
寿
CH3Cl CCl2F2
5.2 6.1
2-3 105-169
命
CCl3F
4
55-93
CCl4
3.7
60-100
CH3CCl
2.9
5.7-10
CHClF2
0.9
12-20
CF4
1
10000
CH 2Cl2
0.5
0.5
CHCl3
0.6
0.3-0.6
CCl2 =CF2
C1O •十NO C1• + NO2 3C1O•十H2O 3C1•十2HO•十O2 多数氯原子迅速和甲烷作用： Cl •十CH4 HCl + • CH3
氯代乙烯与HO基反应将打开双键，让氧加成进去。如全氯 乙烯可转化成三氯乙酰氯：
C2Cl4十 [O] CCl3COCl
②平流层中的转化：
CCl4十hv• CCl3十C1• • CCl3基团与对流层中氯仿的情况相同，被氧化成光气。随后产生 的• Cl不直接生成HCl，而是参与破坏臭氧的链式反应：
成影响（高富集性 high bioaccumulation potential ）； • 能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区
（半挥发性 semi volatility） ；
• 在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成 有害或有毒效应（高毒性 high toxicity ）。
全球蒸馏效应
根据GoldbergE.D.最早提出的“全球蒸馏效应”，加 拿大科学家WaniaF.和MackayD.成功地解释了POPs从 热温带地区向寒冷地区迁移的现象。从全球来看，由 于温度的差异，地球就像一个蒸馏装置——在低、中 纬度地区，由于温度相对高，POPs挥发进入到大气； 在寒冷地区，POPs沉降下来，最终导致POPs从热带 地区迁移到寒冷地区，也就是从未 使用过POPs的南北极和高寒地区 发现POPs存在的原因。
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》（简称 《公约》） 签约国有151个； 2004年6月获得批准，2004年11月正式生效。
何为持久性有机污染物（POPs）？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
POPs是指通过各种环境介质（大气、
蚱蜢跳效应
因为在中纬度地区在温度较高的夏季 POPs易于挥发和迁移，而在温度较低的冬季POPs则 易于沉降下来，所以POPs在向高纬度迁移的过程中 会有一系列距离相对较短的跳跃过程，这种特性又 被称为“蚱蜢跳效应”(Grasshopper Effect)。
此外，大气的稀释作用、洋流作用等也 会将POPs由释放源带到从未使用过POPs 。
Cl • + CH4 HCl + • CH3 HCl可与HO自由基反应重新生成C1： HO •十HCl H2O十C1 •
• UNEP国际公约中首批控制的12种POPs是
• 艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、DDT、氯丹、 六氯苯、灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯 (PCBs)、二恶英和苯并呋喃(PCDD/Fs)。
• 其中前9种属于有机氯农药，多氯联苯是精 细化工产品，后2种是化学产品的衍生物杂 质和含氯废物焚烧所产生的次生污染物。
优选第六章典型污染物
2020/8/5
1
环境化学第六章
第一类污染物最高允许排放浓度 单位：mg/l
（《污水综合排放标准（GB8978-1996）》）
序号
污染物
一级标准
二级标准
1
总汞
0.005
0.01
2
烷基汞
不得检出
不得检出
3
总镉
0.05
0.05
4
总铬
0.5
1.0
5
六价铬
0.2
0.5
6
总砷
0.2
0.5