环境化学-重金属污染化学
环境化学第六章金属及有机污染PPT课件
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。
-
2
-
3
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。
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，使汞的甲基化能够继续进 行。
-
5
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 + HgS
各种形态汞在水中稳定范围 -
4
2、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，其中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）
-
9
2、环境中As的迁移转化 在一般的pH和Ea范围内，As主要以+3，+5存在。 水溶性部分：AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-、 H2AsO3-只占5~10%。 因为：
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)。
004.2土壤环境化学-土壤污染(重金属)
而不同种类的重金属，在土壤和农作物系统中迁移转化规律明 显不同。
重金属在土壤中的含量和植物吸收累积研究的结果为： Cd、As较易被植物吸收， Cu、Mn、Se、Zn等次之， Co、Pb、Ni等难于被吸收， Cr极难被吸收。
研究春麦受重金属污染状况后发现， Cd是强积累性元素， 而Pb的迁移性则相对较弱； 铬和铅是生物不易积累的元素。������
5
（3）土壤环境容量：
土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大 允许量或负荷量(土壤环境静容量).
土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准， 既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环 境污染时，土壤所能允许承纳的污染物的最大数 量或负荷量(土壤环境动容量)。
6
（4）当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能 力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化， 微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在 土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物→人体”， 或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收，达 到危害人体健康的程度，就是土壤污染。
4.放射性污染物
9
（6）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，也可以为生物所富集，并通过食物 链在人体内积累，危害人体健康。
重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的 清除。日本的“痛痛病”，我国沈阳郊区张 士灌区的“镉米”事件等是重金属污染的典 型实例。
10
•克山病 •大骨节病 •水俣病 •痛痛病 •黑脚病
第四章 土壤环境化学
Chapter 4. Soil Environmental Chemistry
补充掌握
土壤污染概述
（1）土壤背景值 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，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。
环境化学第六章
1 重金属元素
重金属元素（Heavy Metals）
• 一、汞 Mercury
• 二、镉 Cadmium
• 三、铬 Chromium
• 四、砷 Arsenic
1 重金属元素
一、汞的来源
环境中汞的来源、分布与迁移
• 汞在自然界中的浓度不大，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。
（Ⅲ）形态存在。
1 重金属元素
砷的pE-pH图
1 重金属元素
砷在土壤中的存在形态： 主要以铁、铝水合氧化物胶体结合的形态存在，水溶态含
量极少（5－10％）。 被带正电荷的土壤胶体吸附；与Fe3+、Al3+、Ca2+生成难溶
化合物而吸附。
砷的转化: 土壤Eh降低，pH升高，有利于砷的溶解 砷的生物甲基化反应和生物还原反应是其转化的重要途径
• 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铬和六价 铬之间的这种相互转化。
1 重金属元素
三、铬Chromium
3. 毒性效应
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，长时 间地与高浓度六价铬接触，还会损害皮肤，引起皮炎和 湿疹，甚至产生溃疡(称为铬疮)。六价铬对黏膜的刺激和 伤害也很严重，空气中质量浓度为0.15～0.3 mg/m3时可 导致鼻中铬穿孔。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。
环境化学论文——重金属迁移转化
重金属是指密度在4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属元素，但是它们的毒性及某些性质与重金属类似，所以也将砷、硒列入重金属范畴内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷、还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。
2.1.1.1不同工矿企业对重金属积累的影响
工业过程中广泛使用重金属元素，工矿企业将未经严格处理的废水直接排放，使得它们周围的土壤容易富集高含量的有毒重金属。企业排放的烟尘、废气中也含有重金属，并最终通过自然沉降和雨淋沉降进入土壤。矿业和工业固体废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗等，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散，固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大。
2.1.2土壤中重金属危害
土壤的重金属污染具有长期性、累积性和不可逆性等特点，一旦污染就很难消除，而且会通过生物链条传递下去，造成不可逆转的影响。重金属进入植物并且累积到一定程度后就会产生毒害症状，表现出生长受到抑制、植株矮小及失绿等现象，导致农作物减产;土壤污染还会影响生长在其上面的农作物的品质，如蔬菜的味道变差、易烂，甚至出现难闻的异味等，还会在农作物体内造成重金属元素的累积污染，严重影响食品安全。土壤中重金属在植物体内积累，通过食物链进入人体，并且富集，危害人体健康，是主要的致癌元凶之一。
2.1.1.3交通运输对土壤重金属污染的影响
交通运输产生的重金属类污染物主要来源于汽车行驶中产生的汽车尾气、轮胎和机械部件磨损污染物、燃料油、润滑油的泄漏及机动车运载货物导致的扬尘，污染元素则主要为Pb、Cu、Zn等元素。它们一般以道路为中心成条带状分布，强度因距离公路、铁路、城市以及交通量的大小有明显的差异。
镉污染,环境化学
一、影响重金属在土壤—植物体系中迁移的理化性质（一）pHpH的大小显著影响土壤中重金属离子的存在形态和土壤对重金属的吸附量。
由于土壤胶体一般带负电荷，而重金属在土壤中大多以阳离子形式存在，因此，一般来说，土壤pH越低，H+越多，重金属被解吸得越多，其活动性就越强，从而加大了土壤中重金属向生物体内迁移的数量。
如pH=4时，土壤中镉的溶出率超过50%；当pH达到7.5时，镉就很难溶出；pH>7.5时，94%以上的水溶态镉进入土壤中，这时的镉主要以粘土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在。
Cd(OH)2 = Cd2+ + 2OH-（Ksp = 2.0×10-14）[Cd2+][OH-]2 = 2.0×10-14[Cd2+] = 2.0×10-14/ 1.0×10-14/ [H+]2log[Cd2+] = 14.3–2pH因此，[Cd2+] 随pH 值的升高而减少.反之，pH 值下降时土壤中重金属就溶解出来，这就是酸性土壤作物受害的原因。
但对部分主要以阴离子状态存在的重金属来说，则正好相反。
（二）土壤质地土壤质地影响着颗粒对重金属的吸附，一般来说，质地粘重的土壤对重金属的吸附能力强，降低了重金属的迁移转化能力。
如小麦盆栽试验结果表明，随着土壤质地的改变，即从砂壤→轻壤→中壤→重壤→粘土，麦粒对汞的吸收率呈规律性减少。
（三）土壤的氧化还原电位土壤的氧化还原电位影响重金属的存在形态，从而影响重金属化学行为，迁移能力及对生物的有效性。
一般来说，在还原条件下，很多种金属易产生难溶的硫化物，而在氧化条件下，溶解态和交换态含量增加。
但以阴离子状态存在的砷的情况正好相反。
对某些重金属来说，在不同的氧化还原条件下，不同价态的化合物的溶解性和毒性显著不同。
以镉为例，CdS是难溶物质，但在氧化条件下CdSO4的溶解度要大很多。
而实验发现镉对水稻生长的抑制与镉的溶解度有关。
（四）土壤中有机质含量土壤中有机质含量影响土粒对重金属的吸附能力和重金属的存在状态，有机质含量较高的土壤对重金属的吸附能力高于有机质低的土壤。
环境化学名词解释
引言概述环境化学是研究环境中化学物质的分布、行为和影响的学科。
在环境化学的研究中，我们会经常遇到一些特定的名词和术语，这些名词和术语的解释对于理解和应用环境化学非常重要。
本文将深入解释环境化学中的一些名词，以帮助读者更好地理解环境化学领域的知识。
正文内容一、环境污染物1.重金属污染物重金属的定义和分类重金属在环境中的来源和分布重金属对环境和人体的危害重金属的迁移与转化过程重金属的监测和控制方法2.有机污染物有机污染物的定义和分类有机污染物的来源和生物标准化学特征有机污染物对环境和人体的危害有机污染物的生物降解和生物富集有机污染物的监测和风险评估方法3.气溶胶污染物气溶胶污染物的定义和分类气溶胶的来源和形成机制气溶胶对大气的影响和环境效应气溶胶的气象学特征和传输过程气溶胶的监测和治理方法4.持久性有机污染物持久性有机污染物的定义和分类持久性有机污染物的来源和分布持久性有机污染物在环境中的行为和效应持久性有机污染物的迁移和转化过程持久性有机污染物的监测和治理策略5.微塑料污染物微塑料污染物的定义和分类微塑料的来源和分布微塑料对生态系统和人体的影响微塑料的生物降解和迁移过程微塑料的监测和减少策略总结通过对环境化学中的一些重要名词的解释，我们更深入地理解了环境污染物的不同类型以及它们在环境中的来源和影响。
环境污染物对环境和人体健康造成严重威胁，因此，我们需要加强对环境污染物的监测和控制。
同时，我们也需要研究和开发更有效的方法来减少环境污染物的排放，保护环境和人类健康。
通过环境化学的研究，我们可以更好地理解和解决环境问题，为可持续发展做出贡献。
环境化学中的重金属污染
环境化学中的重金属污染重金属是指比铁、铜、锌等重的金属元素，包括铬、汞、铅、镉等，它们广泛存在于环境中，也是工业生产中不可避免的产物。
然而，重金属元素的排放和释放成为了环境污染的主要来源之一，给生态环境和人类健康造成严重威胁。
环境化学的研究可使我们更加深入地认识重金属污染的成因和影响，以及对其采取措施进行治理和修复的有效性。
影响重金属元素不易被分解，因此易在环境中累积，对土壤、水体和空气造成影响。
土壤是重金属污染最常见的载体，影响范围较大。
重金属污染可破坏土壤结构，改变土壤物理性质，降低作物产量，严重的还可能造成土壤酸化和盐渍化。
水体是可溶性重金属污染的主要载体，通常直接或间接地进入水体，破坏水体生态系统平衡，损害水体生物多样性，威胁人类健康。
大气重金属污染则通常与工业活动相关，对空气质量造成威胁。
污染来源重金属污染的主要来源是人类活动，包括煤矿、电力、冶金、化工等行业的生产，废水和废气的排放，以及无组织的垃圾堆放和排放。
例如，工业废水排放中 Cd、Cr、Hg、Pb 等多种重金属元素的含量高达数千毫克/升，这些重金属污染物难以被自然环境完全去除。
废气污染方面，工业废气中的 SO₂、NOx等污染物一旦排放到空气中，会与水分子结合成硫酸和硝酸，促进大气沉降，加剧土壤和水体的酸化作用。
控制和治理为了控制和治理重金属污染，我们需要采取一系列措施。
首先应从源头控制，减少重金属排放，这需要加强对工业、农业、家庭等各个行业的监督，并对不符合标准的企业实施处罚和整改。
其次，采用适当的技术手段，例如固体废物的焚烧和控制、生物修复等，为重金属污染的防治提供技术保障。
最后，应从地区性和全球性层面，规划和执行治理计划，借助国际合作和知识交流，共同推进重金属污染防治和生态修复。
结论环境化学的研究和应用为我们提供了完整和详实的数据，帮助我们更深入地理解重金属污染对人类和环境的影响。
我们可以借助环境化学提供的手段，采取多种措施控制和治理重金属污染，建立更健康、安全和持续的生态环境。
环境化学知识点整理
第一章绪论第一节环境与环境问题环境概念：相对于特定中心事物而言的。
围绕中心事物的周边事物的总和，就是该主体事物的环境。
环境科学中所研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即围绕着人群的，直接或者间接影响人类生产生活和发展的各种外界事物和因素的总和。
环境分类：按主体分：人类环境和生物环境按性质分：自然环境、半自然环境、社会环境按范围大小分：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境、内环境等环境问题：指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。
分类：➢原生环境问题：由自然力引起的环境问题，如火山爆发、海啸、地震、洪涝、干旱和滑坡等引起。
（自然灾害问题、第一环境问题）➢次生环境问题：由人类的生产和生活活动引起的生态系统破坏和环境污染，包括生态破坏、环境污染和资源浪费等方面（第二环境问题）。
一般所说的环境问题是指次生环境问题，也是环境科学研究的重点次生环境问题的具体表现ϒ资源开发过程中过度地向自然索取ϒ在物质生产和日常生活过程中向环境释放出废物和废能ϒ经济建设对环境的干扰ϒ人口增长引起单位时间和空间中人类活动频度增加第二节环境污染与环境污染物定义：环境污染一般是指由于人类生产生活活动导致有害物质进入环境，在环境中的累积数量和速率超过了环境的净化能力，从而使环境质量变差，对人们正常的生活和生产条件产生了有害影响。
分类ϒ按污染对象（要素）分：大气污染、水污染、土壤污染、生物污染等。
ϒ按污染物的排放方式分：废水污染、废气污染、固体废弃物污染等。
ϒ按污染物的性质分：化学污染、物理污染、生物污染等。
ϒ按污染物的分布范围分：全球性污染、区域性污染、局部性污染等环境化学污染物➢1．元素：如汞、镉、铅、砷、铬等重金属和类金属、卤素、氧（臭氧）、黄磷等。
➢2．无机物：如无机酸、碱、盐类、氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化物、卤间化合物（如ClF、BrF3、IF5、BrCl、IBr3等）、卤氧化物（ClO2）、硅的无机化合物（如石棉）、无机磷化合物、硫的无机化合物等。
环境化学重金属污染
pollution of heavy metal
答辩人：彭杰 陈思 陈韬 组 员：陈韬 陈思 陈江琼 李茂林
彭杰 刘志 江波
主要内容
一.重金属的介绍 二.几种重金属元素的污染及防治 三.岳阳市重要重金属污染源及解决对策
重金属元素的介绍
一、重金属元素
重金属是指相对密度在4.0以上的约60种金属元 素或相对密度在5.0以上的45种金属元素。重金属 元素是具有潜在危害的重要污染物，他的威胁在 于不能被微生物分解，主要包括：汞、镉、铅、 铬、锌、铜、钴、镍、锡、钡、锑等。
铬污染
1、简介
铬广泛存在于自然界，其自然来源主要是岩石风 化，大多呈三价；人为污染来源主要是工业含铬废 气和废水的排放。工业废水中主要是六价铬的化合 物，常以铬酸根离子(CrO42-)存在。煤和石油燃烧 的废气中含有颗粒态铬。
2、污染来源
劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀 铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷 原料等。
由于废催化剂中含有一定量的Ni、Hg、V、 Pb、Cd、Cr等有害金属，这些危险废弃物会给土 壤、大气和水资源带来环境污染。目前炼油厂的 废催化剂大多数作为废物弃之，这些废弃物经长 期的风吹日晒大部分可溶性重金属随雨水进入了 江河湖泊，对环境造成一定危害，部分废催化剂 即使被利用，也未进行相关的前处理，在使用时 同样对环境会造成一定的污染。
• 生物方法：主要是指在砷污染的土壤或水体中种 植能吸收砷的植物，以达到吸收砷的目的，如美 国科学家最近发现了一种蕨类植物可吸收污染土 壤中的砷。
岳阳市重要重金属污染源及解决对策
概述 石化产业是湖南省的支柱产业之一，岳阳市是
国内最大的炼油催化剂生产基地和中南地区最大 的石化产业基地，巴陵石化和长岭炼化年加工原 油500多万吨。每年有上万吨炼油废催化剂剂产 生。
化学环境化学练习题环境污染和环境保护
化学环境化学练习题环境污染和环境保护化学环境化学练习题——环境污染和环境保护环境污染是当今社会面临的一个严重问题。
化学环境化学作为一个重要的分支领域，可以提供解决环境污染问题的方法和途径。
本文将进行环境污染和环境保护方面的化学练习题解析。
1. 大气污染是当前全球面临的一个主要环境问题，其主要污染物包括二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）以及颗粒物等。
请解释这些大气污染物的来源、危害和相应的控制方法。
答：二氧化硫（SO2）主要来自燃煤和石油的燃烧过程，危害包括眼睛和呼吸道疾病、酸雨的形成等。
控制方法包括使用低硫燃料、燃烧过程中添加脱硫剂等。
氮氧化物（NOx）主要来自汽车尾气和工业废气排放，危害包括空气中臭氧的生成、光化学烟雾等。
控制方法包括改进发动机设计、使用催化剂减少氮氧化物生成。
颗粒物来源于燃烧、工业排放和道路尘埃，危害包括空气污染和健康问题。
控制方法包括使用过滤装置减少颗粒物排放。
2. 水污染是一种严重的环境问题。
有机污染物和重金属是水污染的两个主要来源。
请举例说明一个常见的有机污染物和一个常见的重金属，并阐述它们的来源和对生物环境的危害。
答：苯是一个常见的有机污染物，来源包括石油炼制过程、汽车尾气和工业废水排放。
苯对生物环境的危害包括致癌性和毒性。
铅是一个常见的重金属污染物，主要来源包括工业废气和废水排放、铅酸蓄电池等。
铅对生物环境的危害包括神经系统损伤、生殖系统和肾脏损害等。
3. 化学品的不恰当使用和处理可能导致土壤污染。
请列举一个常见的化学品和它的污染途径，并介绍相应的防治方法。
答：农药是常见的化学品之一，主要通过农田使用和废弃物处理进入土壤。
防治方法包括合理使用农药、选用低毒、低残留的农药，以及推广有机农业。
4. 温室气体的排放是导致气候变化的主要原因之一。
请列举两种主要温室气体，并解释它们的来源和对气候变化的影响。
答：二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）是两种主要的温室气体。
二氧化碳主要来源于燃煤、汽车尾气和森林砍伐等活动，会导致全球气候变暖和海平面上升。
环境化学--含答案
环境化学--含答案第一章绪论一、环境化学的概念、任务、内容、特点及分类。
1、环境化学——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的科学。
2、任务——解决环境问题3、内容——1、有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态2、潜在有害物质的来源，它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为。
3、有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性。
4、有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。
4、特点——从微观的原子、分子水平上，来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化与效应。
5、分类——环境分析化学、各圈层的环境化学、环境工程化学二、环境效应的类别1、环境物理效应（热岛效应、温室效应）2、环境化学效应（酸雨、光化学烟雾）3、环境生物效应三、举例论述污染物在环境各圈层的迁移转化过程。
第二章大气环境化学一、大气的作用有哪些？什么是大气环境化学？大气垂直递减率公式1、大气圈是地球生命体的营养源。
2、大气层有保护生命体的作用。
3、保护地热平衡。
二、光化学反应分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应，称为光化学反应。
初级过程包括化学物种吸收光量子形成激发态物种；次级物种指在初级过程中反应物、生成物之间进一步的反应。
三、爱因斯坦公式的应用，小计算题。
四、理解NOx和空气混合体系的光化学反应。
五、光化学烟雾形成的简化机制（12个反应）及其如何控制。
1、含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
2、控制对策：控制反应活性高的有机物的排放；控制臭氧的浓度。
六、酸雨如何界定？酸雨的化学组成？酸雨的危害及分布。
1、5.6 5.02、酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。
环境化学课程论文—重金属在大气中、水体中和生物圈中的迁移与转化
重金属在大气中、水体中和生物圈中的迁移与转化土壤重金属污染问题是环境和土壤科学研究者关注的热点问题。
重金属是指相对密度等于或大于5.0的金属元素。
重金属一般不易随水淋滤，不能被土壤微生物分解，但能吸附于土壤胶体而被土壤微生物和植物所吸收，通过食物链或其他方式转化为毒性更强的物质，严重危害人体健康。
土壤中重金属主要来自于大气沉降物和随固体废弃物、污水、农用物资进入土壤的重金属。
土壤中重金属积累的初期，不易被人们觉察和关注，属于潜在危害，但土壤一旦被重金属污染，就会造成土壤生态系统退化、植物难以生长等问题，很难彻底消除，所以土壤中重金属的污染问题比较突出。
土壤重金属污染物的迁移转化过程分为物理迁移、化学迁移、物理化学迁移和生物迁移。
其迁移转化是多种形式的错综结合。
[19-20]重金属进入土壤后，在土壤中发生累积，在一定条件下可向下迁移，污染地下水，对饮用水安全构成威胁；也可通过食物链将污染物从土壤转移到生物体中，并最终威胁人体健康[6]。
1重金属在大气中的迁移1.1汞在大气中的迁移无机汞盐通常有一价和二价2种存在形式，同时还可以形成有机汞化合物。
有些汞化合物基本上是无毒的，可以用作药物；而另一些化合物特别是有机汞，如甲基汞和二甲基汞等，毒性极强。
汞是煤中最易挥发的重金属元素之一，由于汞的剧毒性、积累性、在大气中停留时间长，Hg污染对人类健康和环境有明显危害，Hg及其化合物可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体，造成神经性中毒和深部组织病变[15]，所以，燃煤电厂烟气中的汞如果不能得到及时去除，将会对人类及环境造成极大的危害[12-13]。
郑楚光[11]在对燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究中，应用量子化学从头计算QCISD的方法，对于Hg，选用Stevens基组;对于非金属元素Cl，H，O，N，选用6-311++G(3df，3pd)基组，优化得到反应途径上各稳定点(反应物、产物、过渡态和中间体)的几何构型。
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
环境化学相关知识点
环境化学是一门研究化学物质在环境中的行为、转化、迁移、归宿以及与人类健康和生态系统的相互作用的学科。
以下是关于环境化学的相关知识点：一、基本概念环境：指生物体生存和活动的各种外部条件的总和，包括自然环境和社会环境。
环境污染：指人类活动排放的污染物进入环境，引起环境质量恶化，超过环境自净能力，对人类和生态系统产生不良影响的现象。
环境化学：研究化学物质在环境中的行为、转化、迁移、归宿以及与人类健康和生态系统的相互作用。
二、环境污染物的来源工业污染源：包括废水、废气、废渣、噪声等。
农业污染源：包括化肥、农药、养殖业等。
生活污染源：包括生活垃圾、生活污水等。
自然污染源：包括火山喷发、森林火灾等。
三、环境污染物的种类有机污染物：包括有机氯、有机磷、有机硫等。
无机污染物：包括重金属、酸碱盐、氟化物等。
放射性污染物：包括放射性核素、放射性同位素等。
病原微生物：包括细菌、病毒、寄生虫等。
四、环境污染物的转化物理转化：包括吸附、挥发、溶解、沉淀等。
化学转化：包括氧化还原反应、水解反应等。
生物转化：包括生物降解、生物富集等。
光解作用：指某些化合物在光的作用下进行分解。
水解作用：指某些化合物在水的作用下进行分解。
氧化还原反应：指某些化合物在氧化剂或还原剂的作用下进行氧化或还原反应。
络合反应：指某些化合物与金属离子发生络合反应，形成稳定的络合物。
沉淀反应：指某些化合物与金属离子发生沉淀反应，形成不溶于水的化合物。
分解反应：指某些化合物在热或光的作用下进行分解反应，生成新的化合物。
聚合反应：指某些化合物在特定的条件下进行聚合反应，生成高分子化合物。
离子交换反应：指某些化合物与离子交换剂发生离子交换反应，交换离子。
光化学反应：指某些化合物在光的作用下进行化学反应，生成新的化合物。
热分解反应：指某些化合物在热的作用下进行分解反应，生成新的化合物。
燃烧反应：指某些化合物在氧的作用下进行燃烧反应，生成二氧化碳和水等化合物。
海洋环境化学 第7章 海洋重金属污染
湖南浏阳镉污染事件
8月6日上午，湖南省浏阳市镇头镇双桥村。以 湘和化工厂为圆心向外500米延伸,周围田野里 的庄稼渐次呈现出深黄色、黄绿色、绿色三种不 同颜色，晒在水泥地上的稻谷谷壳透着黄褐色。 离工厂300米开外，就是著名的浏阳河。
这是湖南浏阳镉污染事件表面所能看到的。
据新华社报道，截至7月31日，在已出具的2888人的有效检测 结果中，尿镉超标509人。专家的调查意见是，已经确认了湘和 化工厂是造成镉污染的直接来源。工厂厂区周边500米至1200米 范围正属于镉污染区域。污染范围的认定，成为事件各种补偿 的标准。如有关部门启动了城镇生活的临时生活补助这项措施， 500米以内每人每天按12元钱的标准来补助。
素 103t/y
Ag
10
As
39
Cd
17
Co
22
Cr
2800
Cu
6000
Hg
10
Ni
660
Pb
3000
Se
1
V
12
Zn
5300
103t/y 0.07 0.7 10 0.7 20 250
3.2 300 300 0.5 12 6700
河流输入 103t/y 10 37 1.1 15 240 250
3.5 170 150
环境科学中所研究的重金属： 主要是指汞、铜、镉、铅、锌、铬等元素，还有
银、锡、钴、镍、硒等。砷虽为非金属，但毒性和 某些性质类似于上述元素，类金属砷也包括在重金 属之列。
环 境 化 学 (第四章 土壤环境化学-第二节)
主动迁移
在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可 在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结 合，通过生物膜至高浓度侧解离出原物质。这 一转运称为主动转运 所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解 三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷 酸时所释放的能量。
具有竞争性抑制、特异性选择和饱和 现象。 如钾离子在细胞内外浓度分布： [K+](细胞内) 》[K+](细胞外)
三、重金属在土壤－植物体系中的迁移及其机制
1．土壤－植物体系
土壤-植物体系具有转化储存太阳能为 生物化学能的功能，而微量重金属是土 壤中植物生长酶的催化剂；
又是一个强的“活过滤器”，当有机 体密度高时，生命活力旺盛，可以经过 化学降解和生物代谢过程分解许多污染 物；
微量重金属可以促进土壤中许多物质的 生物化学转化，但土壤受重金属污染负荷 超过它所承受的容量时，生物产量会受到 影响。 因此，土壤-植物系统通过一系列物理 化学或生物代谢过程对污染物进行吸附、 交换、沉淀或降解作用，使污染物分解或 去毒，从而净化和保护了环境。
五 几种重金属在土壤-植物体系中的积累和迁移 砷 (As)
土壤中砷的形态：水溶态、吸附态和 难溶态前二者又称可给态砷，可被植物吸收 吸收：有机态砷 → 被植物吸收 → 体内降 解为无机态 → 通过根系、叶片的吸收→体 内集中在生长旺盛的器官 如：水稻，根 > 茎叶 > 谷壳 > 糙米
毒性：甲基化砷 > H3AsO3> H3AsO4 微生物转化 （p276)
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、 Mo(mg/kg)。
土壤中重金属污染
重金属污染土壤的特点：
重金属
式中：r(h)为变异函数；h为为样点空间间隔距离，称为步长；
N(h)表示间隔距离为h的样点数； Z(xi)和 Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位置xi和xi+h 的实测值
对于不同的空间分隔距离h，根据变异函数公式计算出 相应的r(h)来。再以h为横坐标，r(h)为纵坐标，画出变异函 数曲线图，通过变异函数分析可得到各种元素的理论模型和 相应参数。这些参数反映了土壤中重金属含量的变异特征， 通过对比分析这些参数，能够从理论上认识土壤重金属的空 间分布特征。 一般采样方法测得的数据不能完全覆盖所要求的区域范围， 需要插值，将离散的采样点数据内插为连续的数据表面，空间插 值方法是一种通过已知点数据推求同一区域其他未知点数据的计 算方法。其论假设是空间位置上越靠近的点，越可能具有相似的 特征值。基于GIS 的空间插值方法很多，常用的有反距离插值法 和基于地统计学的克立格插值法。 克立格法最大限度的利用了空间取样所提供的各种信息， 使这种估计比其他传统的估计方法更加精确，更加符合实际， 并且避免了系统误差的出现，而且能够给出估计误差和精度。
高等环境化学课堂分享
——土壤中重金属污染评价
PPT制作 学号：
背景介绍：
重金属在土壤中具有隐蔽性和潜伏 性，不易降解，具有不可逆性和长期性， 难以恢复性和污染后果的严重性，被环 境学界喻为“化学定时炸弹”造成的后 果尤为严重，受到科学家们的广泛关注， 成为近年来环境领域研究的热点问题， 为此研究者探究出了多种适合于土壤重 金属污染评价方法。
5 .地积累指数法
地积累指数法（Mull指数），近年来被国内用于土壤 重金属 污 染 的 评 价。
式中：Cn是元素n在沉积物中的含量；
Bn是沉积物中该元素的地球化学背景值； k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取 的系数（一般取值为1.5），用来表征沉积特征、岩石地质及 其他影响
环境化学的试题及答案
环境化学的试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 环境化学主要研究的是：A. 化学物质在环境中的分布、迁移、转化和影响B. 化学实验的基本操作C. 化学元素的周期表D. 化学方程式的配平答案：A2. 环境中的污染物主要来源于：A. 自然界B. 人类活动C. 动植物的代谢D. 大气中的水汽答案：B3. 下列哪项不是环境污染的主要类型？A. 大气污染B. 水体污染C. 土壤污染D. 噪声污染答案：D4. 环境化学中，重金属污染主要指的是：A. 铁、铜、锌等B. 铅、汞、镉等C. 钠、钾、钙等D. 碳、氢、氧等答案：B5. 环境化学中，生物富集作用是指：A. 污染物在生物体内积累B. 污染物在环境中的降解C. 污染物在生态系统中的循环D. 污染物在水体中的溶解答案：A二、多选题（每题3分，共15分）1. 环境化学研究的领域包括：A. 大气化学B. 水化学C. 土壤化学D. 生物化学答案：ABC2. 环境化学中，污染物的迁移途径包括：A. 空气B. 水体C. 土壤D. 食物链答案：ABCD3. 环境化学中，污染物的转化方式可能包括：A. 光解B. 氧化还原C. 酸碱中和D. 生物降解答案：ABD4. 环境化学中，重金属污染的危害包括：A. 对人体健康的影响B. 对生态系统的破坏C. 对建筑物的腐蚀D. 对气候变化的影响答案：AB5. 环境化学中，生物富集作用的特点包括：A. 污染物在生物体内浓度高于环境介质B. 污染物在食物链中逐级放大C. 污染物在生物体内难以分解D. 污染物在生物体内容易排出答案：ABC三、判断题（每题1分，共10分）1. 环境化学是一门研究化学物质在环境中的行为和效应的科学。
（对）2. 环境化学只关注化学物质的物理性质，不涉及其化学性质。
（错）3. 环境化学的研究可以帮助我们更好地理解污染物的环境行为。
（对）4. 环境化学的研究完全依赖于实验室的化学分析。
（错）5. 环境化学的研究结果可以直接应用于环境治理和污染控制。
【水环境化学】第八章 水中的重金属
第八章天然水中的重金属一、水中主要重金属污染物的来源地质风化作用各种工业过程燃烧引起的大气散落生活污水和城市地表径流农业退水二、重金属元素在水环境中的污染特征分布广泛可以在水环境中迁移转化毒性强生物积累作用三. 重金属在水中的存在形态影响水中金属离子形态的因素（1）金属离子的水解作用大多数离子在水中会发生水解（hydrolysis)NH4+ + H2O = NH3 +H3O+CO3- +H2O =HCO3- + OH-从而影响水分子在水中的电离平衡。
H2O = H+ +OH-K w = (H+)(OH-) =10-14如果金属离子进入水中，会发生Fe3+ + H2O = FeOH2+ + H+Fe3+ + 2OH- = Fe(OH)2+Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3Fe3+ + 4OH- = Fe(OH)4-其中Fe(OH)3是沉淀，其它形式均可溶。
（2）水中溶解无机阴离子水中溶解无机阴离子可与金属离子形成配合离子（3）水中溶解有机物（形成有机配合物)影响腐殖质螯合重金属能力的因素金属离子种类: 胡泊腐殖质的螯合能力按：Hg2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+顺序递降。
腐殖质来源: 沉积物腐殖质>海洋>湖泊>河流腐殖质成分：相对分子质量小的成分对金属离子的螯合能力强；反之，弱。
环境体系和pH: 随pH降低而减弱。
水的盐度及Ca2+、Mg2+、Cl-等常量离子含量（4）水中悬浮颗粒物天然水体中的粗分散态和胶体分散态的悬浮颗粒物可吸附重金属，改变其存在形态、环境行为和生物效应。
在平衡状态下，水体中自由离子含量很低。
在pH为7的水体中，自由铁离子以及其水合态的含量很低，测试仪器无法测量。
但由于螯合态和离子对的存在，自然水体中的Fe可达到0.1-0.25 mg/L。
在腐殖质含量较高的水体中，甚至可达到1mg/L。
许多研究都证实，游离态的金属离子和羟基配合态是高毒形态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 推出 Pb(II)的形态基本全是[PbT-]，即[PbT-]=1.00×10-5molL-1
[ PbT ][ H ] [ Pb2 ] 7.75 1012 M 2 [1 T ]k
3.2.1.3.2 NTA对重金属氢氧化物的螯合作用
• pH=7.00时，
Pb(OH)2
+
+
T
3
[T 3 ] ka1ka 2ka 3 [ H 3T ] [ H 2T ] [ HT 2 ] [T 3 ] [ H ]3 ka1[ H ]2 ka1ka 2 [ H ] ka1ka 2ka 3
• 同理可列出
HT
2
H T 、 H3T ，并作出-pH图。 、 2
• ∴ THg(II)= [Hg2+]+[HgCl+]+[HgCl20]+ [HgCl3-] +[HgCl42-] +[HgOH+] +[Hg(OH)20] • =[Hg2+](1+1 [Cl-]+ 2 [Cl-]2 + 3 [Cl-]3 + 4 [Cl-]4 + 5 [OH-] + 6 [OH-]2 ) • =[Hg2+]f
• ∴ Ca2+的存在影响极大。
<返回>
3.2.2.1 体系的氧化还原电位
Ox + ne
Red k
[Re d ] [Ox][e]n
1 [Ox] pE log[e] pE log n [Re d ]
0
pE 0
1 log k n
pE
F E 2.303 RT
pE 0
F E0 2.303 RT
k= ksp ka3 kf / ka2’=4.06×10-2 ksp=1.48×10-13 ka3 kf ka2’=4.69×10-11
[ PbT ] k 4.06 102 40.6 2 3 [ HT ] [ HCO3 ] 1.00 10
3.2.1.3.4 Ca2+对NTA与重金属微溶盐作用影响
Hg2+分布系数 HgCl+ HgCl20 HgCl3HgCl42HgOH+ Hg(OH)20
[ Hg 2 ] T f 1 THg ( II )
fCl- fCl- fCl- fCl- fOH- fOH-
图 pH一定时，Cl-变化时各形态分布 （天然水中TCl-=2×0-4 mol· L-1）
S 按溶度积计算 总溶解度 （mg·L-1） （mg·L-1） Zn(OH)2 0.861 160 Cd(OH)2 3.84 158 Hg(OH)2 107 7.98×10-7 (ZnCdPb)(OH)2 Cl-时，S 增加 2~77 倍 HgS Cl-10-4时，S 增加 45 倍 Hg(OH)2 Cl-10-4时，S 增加 408 倍 由于络合作用，粘粒矿物对 Hg 的吸附作用大大降低
H T
3
H T
2
HT
2
T
3
1.00 0.49 0.16 0.02 0.00 0.00 0.00
0.00 0.49 0.68 0.49 0.00 0.00 0.00
0.00 0.02 0.16 0.49 1.00 0.50 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 1.00
3. 重金属污染化学
• 3.1 重金属迁移转化的概念 • 3.2 重金属的化学转化迁移
– 3.2.1 配合作用与重金属的迁移 – 3.2.2 氧化还原作用与重金属的迁移 – 3.2.3 吸附作用与重金属的迁移
• 重金属在水环境中发生空间位置的移动和存在化学形态的转化以及由 此引起的富集、分散过程。 • 1）化学形态 在环境中实际存在的形式，包括四方面内容 • （a）价态 化合价 • （b）化合态 存在的化学实体的具体形式 • （c）结构态 具体的分子构型 • （d）结合态 与载体共存的具体形式，如水合、有机、结晶等形式 • eg. 毒性 CH3Hg+>>Hg2+，Cu2+>>Cu，Cr6+>>Cr3+ • 2）迁移类型 • （a）机械迁移 结合在悬浮颗粒物上或自身随水流运动 • （b）化学转化迁移 通过化学反应改变形态等 • （c）生物迁移 通过生物化学过程改变形态等 • 3）水迁移能力 以存在比值和溶解度表征
Hg(OH) 2 6=1022.13
• 推出 [HgCl+] = 1 [Hg2+] [Cl-] • [HgCl20] = 2 [Hg2+] [Cl-]2 • [HgCl3-] = 3 [Hg2+] [Cl-]3 • [HgCl42-] = 4 [Hg2+] [Cl-]4 • [HgOH+] = 5 [Hg2+] [OH-] • [Hg(OH)20] = 6 [Hg2+] [OH-]2
• Eg. pH=7.00，TNTA=1.00×10-2molL-1，TPb(II)=1.00×10-5molL-1
Pb2+ + HT 2HT 2-
H+
H+
+
+
PbT-
k=ka3kf=12.9 ka3=5.25×10-11 kf=2.45×1011
T3-
Pb2+ + T3-
PbT-
[ Pb2 ] [H ] 1.00 107 7 7 . 75 10 [ PbT ] [ HT 2 ]k 1.00 102 12.9
1=k1
0
Me 2+ + 2 ClMe 2+ + 3 ClMe 2+ + 4 Cl-
MeCl 2
MeCl 3MeCl 42-
2=k1k2 3=k1k2k3 4=k1k2k3k4
• Eg. 已知天然水pH=8.5，TCl=0.5 mol· L-1，问Cl-和OH-对Hg(II)的配 合竞争。（此条件接近海水条件） • 解：对Hg(II)
3.2.1.3 螯合剂NTA对重金属的配合作用 • NTA，N(CH2COOH)3Na，氮基三乙酸钠盐，洗涤剂 • 3.2.1.3.1 NTA对重金属的配合作用
H 3T H 2T HT 2-
H+ H+
+
H2T- ka1=2.18×10-2 T3ka3=5.25×10-11
H+ + HT 2- ka2=1.12×10-3
存在比值
某元素在水中含量 某元素在地壳中平均丰 度
<返回>
• 配合体：OH-、Cl-、SO42-、CO32-、F-、S2-、PO43• 表 天然水中重金属无机配合物主要形态
Cr、Mn、Fe、Co、Ni Hg、Cd、Zn、Cu d 区元素 ds 区元素 OHClIIIB-VIII IB-IIB As、Pb p 区元素 OHIIIA-0 族
3.2.2.2 水环境的决定电位体系
氧化剂 还原态 还原剂
DO，Fe(III)、Mn(IV)、S(VI) H2O，Fe(II)、Mn(II)、S(-II) 有机物，Fe(II)、Mn(II)、S(-II)
• 天然水中有机物重要组成元素的最终氧化产物
有机物中 的元素 C H N S P 有 DO 存在下的 最终氧化产物 CO2、 HCO3-、 CO32（依 pH 定） H2O NO3SO42HPO42-、H2PO4（依 pH 定） 无 DO 存在下的 最终氧化产物 CH4 —— NH3、NH4+ （依 pH 定） H2S、HS（依 pH 定） HPO32-、H2PO3（有时为 PH3）
P bCO3
+
CaT - + H +
+
Ca 2+ + HCO .24 k = 4.06×10-2 k’= 7.75×10-3
PbCO 3
HT 2-
PbT - + HCO 3-
Ca2+ + HT2-
CaT- + H+
[ PbT ] [ H ]k" 5.24 1.00 107 0.524 2 3 3 [CaT ] [Ca ][HCO3 ] 1.00 10 1.00 10
f区 SO42OHCO32-
3.2.1.1 羟基、Cl-对重金属的配合作用
n+ Me(H2O)y + H2O n+ Me(H2O)y + OH
Me 2+ + OH MeOH + + OH Me(OH) 2
0
Me(H2O)y -1OH n -1 + + H3O+ Me(H2O)y -1OH n -1 + + H2O
HT2-
PbT- + OH- + H2O
+
k= ksp ka3 kf / kw=2.07×10-5 ka3
HT 2Pb(OH) 2
H+
T3+ OH 2
Pb2+
ksp=1.61×10-20 kw kf
OH - + H+
Pb2+ + T3-
H2O PbT-
[ PbT ] k 2.07 105 207 2 7 [ HT ] [OH ] 1.00 10
MeOH +
Me(OH) 2
0
k1 k2
3 -
+
OH -
Me(OH)
k3 k4
4+