[理学]环境化学课件.ppt

自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。 一般按环境变化的性质划分，可分为： 环境物理效应 环境化学效应 环境生物效应 由物理作用引起的环境效应，比如噪声、地面沉降、热岛效应、温室效应等。 在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应，如酸雨、湖泊和土壤的酸化、臭氧层破坏、光化学烟雾、地下水污染。 环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径并影响它们的繁殖、大量工业废水排放对水生生物的毒性效应。 九、污染物的环境效应 十、几个基本概念 1、环境本底值 也称环境背景值（Environmental Background Value），某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量（浓度）。理论上，若化学元素的含量超过环境背景值，就表明环境受到了污染,从这点看，任何一种化学物质，都可能成为污染物，只是影响程度不同而已； 目前，未受污染的环境已经基本不存在，因此获得环境本底已经十分困难，一般只能获得相对轻污染的环境背景值。 现代环境背景值的数据，实际上只是一个相对的概念；代表相对于未受污染或少受污染情况下环境中的基本化学成分； 同一个环境要素，在不同的地理、地质环境中，自然背景值是不同的； 2、环境容量 Environmental Capacity，特定环境单元在不影响其特定环境功能的情况下，能够容纳污染物的最大量。这里的特定环境功能一般以环境质量标准为依据。 若：Wc为环境容量，Ws为规定的环境标准值，B表示环境背景值，则它们的关系为：Wc=Ws-B 假如:北京地区土壤镉的背景值为0.12mg.kg-1,而农田土壤规定的镉环境质量标准为1mg.kg-1,则该土壤的环境容量为: ? 例如某湖泊环境容量：EC=V(Cs-CB)。这里V为湖泊水域体积（m3），Cs和CB分别为某种污染物的水环境质量标准和环境背景值（mg/L，g/m3）。 3、生物浓缩因子或富集系数（BCF） BCF—Biological Concentration Factor 在研究水体中化合物在水和生物之间的分布时,通常用生物富集系数来表示其富集的能力; 生物富集模型有很多种，其中疏水模型是较常用的一种，它认为化合物在水和生物体之间是一种简单的分配，即在稳态平衡时，活生物体内的化学物质浓度与水体中化学物质浓度之比为一常数： BCF= 生物体内某种物质的平衡浓度（mg/L）/环境中该物质的平衡浓度（mg/L） 影响生物富集的因素很多，包括生物因素和非生物因素； 生物种类不同，对同一化合物的生物富集系数相差很大，此外，即使同一种类，其个体大小、生长周期等对生物富集系数的影响也是很大； 在非生物因素中，水体温度、pH值、离子的强度等影响较大； 例如： 浮游生物对铅：BCF=30～12000，对铜BCF=400～90000 藻类对六六六：BCF=600 鱼类对六六六：BCF=1260，鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000 又如有研究表明，鱼体内BCF和正辛醇-水分配系数（Poct）有关系： lgBCF=0.76lgPoct-0.23 则只要测得某污染物的Poct，很容易得到其BCF，这为研究过程提供了方便。 4、生物半衰期（BHL） BHL—Biological half Life，污染物进入生物体内后，在代谢和排泄作用下，使污染物在生物体内削减到初始浓度的一半所需要的时间，即生物半衰期。 一般，污染物在生物体内的代谢符合一级动力学方程： （k为衰减常数） 所以： 　　例如在人体内衰减pb：t1/2=20a Cd：t1/2=13a 无机 Hg：t1/2=45d 气态 Hg：t1/2=58d 甲基 Hg：t1/2=70d 例1 20世纪60年代日本发现的“骨痛病”病人的体内，含镉量平均为5000 mg.kg-1，若镉在人体内的半衰期为13年，计算当人体含镉量代谢衰减至正常人的平均值4 mg.kg-1时，需要多长时间？并求其衰减常数。 解：设需要时间为t年，代入衰减公式 Ln(C0/C) = kt ----- (1) 所以 t = Ln (C0/C) / k 而 t1/2 = Ln2/k = 0.693/k----