污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化

1、污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化第一節(jié) 概述一、污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的定義污染物在環(huán)境中發(fā)生的各種變化過程稱之為污染物的遷移和轉(zhuǎn)化(transport and transformation of pollutants)，有時也稱之為污染物的環(huán)境行為(environmental behavior)或環(huán)境轉(zhuǎn)歸(environmental fate)。二、爭辯污染物在環(huán)境中遷移和轉(zhuǎn)化過程及其規(guī)律性的意義1. 可闡明污染物種類，接觸的濃度、時間、途徑、方式和條件，從而爭辯相關(guān)毒作用。爭辯污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化的過程及其規(guī)律性，對于闡明人類在環(huán)境中接觸的是什么污染物，接觸的濃度、時間、途徑、方式和條件等都具

2、有格外重要的環(huán)境毒理學(xué)意義，否則就不能闡明有預(yù)謀中接觸而導(dǎo)致的一系列毒作用。2. 環(huán)境毒理學(xué)的很多基本問題在肯定程度上也取決于對污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律的生疏。例如：污染物的物質(zhì)形態(tài)、聯(lián)合作用、毒作用的影響因素、劑量效應(yīng)關(guān)系等，都要涉及到接觸污染物的真實(shí)狀況的確定。其次節(jié) 環(huán)境污染物的遷移一、概念污染物的遷移（transport of pollutants）是指污染物在環(huán)境中發(fā)生的空間位置的相對移動過程。遷移的結(jié)果導(dǎo)致局部環(huán)境中污染物的種類、數(shù)量和綜合毒性強(qiáng)度發(fā)生變化。二、機(jī)械性遷移依據(jù)污染物在環(huán)境中發(fā)生氣械性遷移的作用力，可以將其分為氣的、水的、和重力機(jī)械性遷移三種作用。1氣的機(jī)械性遷

3、移作用，包括污染物在大氣中的自由集中作用和被氣流搬運(yùn)的作用。其影響因素有：氣象條件、地形地貌、排放濃度、排放高度。一般規(guī)律：污染物在大氣中的排放量成正比，于平均風(fēng)速和垂直混合高度成反比。2水的機(jī)械性遷移作用，包括污染物在水中的自由集中作用和被水流的搬運(yùn)作用。一般規(guī)律：污染物在水體中的濃度與污染源的排放量成正比，與平均流速和距污染源的距離成反比。3重力的機(jī)械遷移作用，主要包括懸浮物污染物的沉降作用以及人為的搬運(yùn)作用。三、物理化學(xué)遷移物理化學(xué)遷移是污染物在環(huán)境中最基本的遷移過程。污染物以簡潔的離子或可溶性分子的形勢發(fā)生溶解-沉淀、吸附-解吸附。同時還會發(fā)生降解等作用。1風(fēng)化淋溶作用 風(fēng)化淋溶作用是

4、指環(huán)境中的水在重力作用下運(yùn)動時通過水解作用使巖石、礦物中的化學(xué)元素溶入水中的過程，其作用的結(jié)果是產(chǎn)生游離態(tài)的元素離子。2溶解揮發(fā)作用 降水、固體廢棄物水溶性成份的溶解；VOC3酸堿作用（常表現(xiàn)為環(huán)境pH值的變化）酸性環(huán)境促進(jìn)了污染物的遷移，使大多數(shù)污染物形成易溶性化學(xué)物質(zhì)。如酸雨：加速巖石和礦物風(fēng)化、淋溶的速度；促使土壤中鋁的活化。環(huán)境pH值偏高時，很多污染物就可能沉淀下來，在沉積物中，形成相對富集。4絡(luò)合作用（轉(zhuǎn)變毒物吸附和溶解的力量） 絡(luò)合物的形成大大轉(zhuǎn)變了污染物的遷移力量和歸宿。例如：當(dāng)含有Hg2+的河水流入海洋時，水中氯離子濃度漸漸增高，河口水體中的Hg2+逐次形成Hg(OH)2 Hg

5、(OH)Cl HgCl2 HgCl3- HgCl42-。 其中的Hg(OH)Cl與水體中的懸浮態(tài)黏土礦物和氧化物吸附力最強(qiáng)，而HgCl2的吸附力最差。因而，Hg(OH)Cl部分的汞大量轉(zhuǎn)移到懸浮態(tài)固相或沉積物中，而部分的汞仍留在水體中。5吸附作用 吸附是發(fā)生在固體或液體表面對其他物質(zhì)的一種吸著作用。重金屬和有機(jī)污染物常吸附于膠體或顆粒物，隨之遷移。6氧化還原作用 有機(jī)污染物在游離氧占優(yōu)勢時會逐步被氧化，可徹底分解為二氧化碳和水；在厭氧條件下則形成一系列還原產(chǎn)物，如硫化氫、甲烷和氫氣等。一些元素如鉻、釩、硫、硒等在氧化條件下形成易溶性化合物鉻酸鹽、釩酸鹽、硫酸鹽、硒酸鹽等，具有較強(qiáng)遷移力量；在還

6、原環(huán)境中，這些元素變成難溶的化合物而不能遷移。四、生物性遷移概念：污染物通過生物體的吸附、吸取、代謝、死亡等過程而發(fā)生的遷移叫做生物遷移。包括：生物濃縮、生物累積、生物放大1生物濃縮指生物體從環(huán)境中蓄積某種污染物，消滅生物體中濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，又稱生物富集。生物濃縮的程度用生物濃縮系數(shù)表示：BCF生物體內(nèi)污染物的濃度（×10-6）環(huán)境中該污染物的濃度（×10-6）2生物累積指生物個體隨其生長發(fā)育的不同階段從環(huán)境中蓄積某種污染物，從而濃縮系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象。生物累積程度用生物累積系數(shù)表示：BAF生物個體生長發(fā)育較后階段體內(nèi)蓄積污染物的濃度（×10-6）該生物

7、個體生長發(fā)育較前階段體內(nèi)蓄積污染物的濃度（×10-6）生物累積某種污染物濃度水平取決于該生物攝取和消退該污染物的速率之比，攝取大于消退，則發(fā)生生物積累。3生物放大指生態(tài)系統(tǒng)的同一食物鏈上，某種污染物在生物體內(nèi)的濃度隨著養(yǎng)分級的提高而逐步增大的現(xiàn)象。生物放大的程度用生物放大系數(shù)表示：BMF較高養(yǎng)分級生物體內(nèi)污染物的濃度（×10-6）較低養(yǎng)分級生物體內(nèi)該污染物的濃度（×10-6）第三節(jié) 環(huán)境污染物的轉(zhuǎn)化一、概念：污染物在環(huán)境中通過物理的、化學(xué)的或生物的作用轉(zhuǎn)變形態(tài)或者轉(zhuǎn)變成另一物質(zhì)的過程叫做污染物的轉(zhuǎn)化（transformation of pollutants） (一

8、次污染物, 二次污染物)二、分類（依據(jù)其轉(zhuǎn)化形式，可分為物理轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化。）1、物理轉(zhuǎn)化作用指污染物通過蒸發(fā)、滲透、分散、吸附以及放射性元素的蛻變等一種或幾種過程實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化。2、化學(xué)轉(zhuǎn)化作用指污染物通過各種化學(xué)反應(yīng)過程發(fā)生的變化，如氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)等。在大氣中，污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化以光化學(xué)氧化和催化反應(yīng)為主。在水體中，污染物化學(xué)轉(zhuǎn)化主要是氧化還原反應(yīng)和絡(luò)合水解反應(yīng)。在土壤中農(nóng)藥的水解由于土壤顆粒的吸附催化作用而加強(qiáng)，甚至有時比在水中還快；金屬離子在土壤中也經(jīng)常在其價態(tài)上發(fā)生一系列的轉(zhuǎn)變。3、生物轉(zhuǎn)化和生物降解作用指污染物通過相應(yīng)的酶系統(tǒng)的催化作用所發(fā)生的變化過程。污染物生物轉(zhuǎn)化的結(jié)果一方面可使大部分有機(jī)污染物毒性降低，或形成更易降解的分子結(jié)構(gòu)；另一方面可使一部分有機(jī)污染物毒性增加，或形成更難降解的分子結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)把握： （1）環(huán)境毒理學(xué)的概念、爭辯對象和爭辯方法：