环境化学课件-第6章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应.pptxVIP

第六章　典型污染物在环境各圈层中的转归与效应Chapter 6. Fate and Effects of Classic Pollutants in Multimedia of Environment6-内容提要及重点要求 主要介绍了以重金属、持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs）为代表的持久性有毒污染物（Persistent Toxic Substances, PTS）等典型污染物在各圈层中的转归与效应。要求了解这些典型污染物的来源、用途和基本性质。掌握它们在环境中的基本转化、归趋规律与效应。6-第一节重金属元素（Heavy Metals）一、汞 Mercury二、镉 Cadmium三、铬 Chromium四、砷 Arsenic6-一、汞 (Hg) Mercury1. 环境中汞的来源、分布与迁移来源与分布 汞在自然界中的浓度不大，但分布很广。主要主要来自燃煤、氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水以及废旧医疗器械。 据统计．目前全世界每年开采应用的汞量约在1×104t以上，其中绝大部分最终以三废的形式进入环境。据计算，在氯碱工业中每生产1t PVC，要流失100～200 g 汞；生产1t乙醛，需用100～300g汞，以损耗5％计，年产10×104t乙醛就有500～1500kg汞排入环境。 我国煤炭的平均汞含量为0.22mg/kg, 2019年中国煤炭消费量40亿吨计，则有880吨汞进入环境。6-迁移转化 与其他金属相比，汞的重要特点是能以零价的形态存在于大气、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。　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物。6-汞化合物的挥发性化合物条件大气中汞的质量浓度/(μg·m-3)硫化物干空气中，RH≤1%0.1硫化物湿空气中， RH接近饱和5.0氧化物干空气中， RH1%2.0碘化物干空气中150氟化物RH1%8氟化物RH=70%20氯化甲基汞（液体）0.06%的0.1mol/L磷酸盐缓冲液， pH=5900双氰胺甲基汞（液体）0.04%的0.1mol/L磷酸盐缓冲液， pH=5140醋酸苯基汞（固体）在RH10%的干空气中22醋酸苯基汞（固体）在RH=30%的空气中140硝酸苯基汞（固体）在RH10%的干空气中4硝酸苯基汞（固体）在RH=30%的空气中27半胱氨酸汞络合物（固体）湿空气中， RH饱和干空气中， RH1%13 26- 有机汞化合物曾作为一种农药，特别是作为一种杀真菌剂而获得广泛应用；这类化合物包括芳基汞(如二硫代二甲氨基甲酸苯基汞)。 在造纸工业中用作杀黏菌剂和纸张霉菌抑制剂和烷基汞制剂(如氯化乙基汞C2H5HgCl，用作种子杀真菌剂等)。 6- 无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的高分子结合，形成稳定的有机汞配合物，就很难排出体外。由下表所列出的甲基汞和汞的某些络合物稳定常数可以看出，其中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的配合物相当稳定。 甲基汞和汞的某些配合物的稳定常数配体pKCH3Hg+Hg2+—OH9.510.3组氨酸8.810半胱氨酸15.714白蛋白22.0136- 如果存在亲和力更强或者浓度很大的配体，重金属难溶盐就会发生转化，这是一个普遍规律。例如，在Hg(OH)2与HgS溶液中，从计算可知，Hg的质量浓度仅为0.039 mg/L，但当环境中C1-离子浓度为0.001 mol/L时，Hg(OH)2和HgS的溶解度可以分别增加44和408倍；如果C1-离子浓度为1 mol/L时，则它们的溶解度分别增加105和107倍。这是因为高浓度的C1-离子与Hg 2+离子发生强的配合作用。因此，河流中悬浮物和沉积物中的汞，进入海洋后会发生解吸，使河口沉积物中汞含量显著减少。6- 汞在环境中的迁移、转化与环境（特别是水环境）的电位和pH有关。从图中可以看出，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。各种形态汞在水中的稳定范围6-2.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，主要过程为环境甲基化，又称生物甲基化。　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+ 在S2－或H2S存在时，甲基汞离子转化为二甲基汞。　2CH3Hg＋＋S2－ → (CH3Hg)2S　(CH3Hg)2S → (CH3)2Hg + HgS6- 甲基钴氨素的再生：水合钴氨素（H2OCoB12+）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