环境化学课件-南开大学-孙红文博导-最新版本08-第六章教学提纲
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环境化学 课件第一章
近年来，全世界平均每年约发生200多起
严重公害事件。世界瞩目的有下面7起
(1)意大利塞维索化学污染事故。1976年7月10日意大利北部塞维索地区的一家 农药厂爆炸，导致剧毒化学品二恶英的污染，使许多人中毒，附近居民被迫迁走， 几年内当地畸形儿的出生率大为增加。 (2)美国三里岛核电站泄露事故。这次事故发生在1979年3月28日，直接经济 损失达10多亿美元。 (3)墨西哥的液化气爆炸事故。1984年11月19日，墨西哥国家石油公司所属 的液化气供应中心发生爆炸，死亡1000多人，伤400多人，3万多人无家可归。 (4)印度博帕尔农药泄漏事故。1984年12月3日，美国联合碳化物公司设在博 帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数20万，死亡 3000人以上。 (5)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年4月26日位于基辅地区的切尔 诺贝利核电站四号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散， 伤数百人，死亡31人。 (6)莱茵河污染事故。1986年11月1日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火， 使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧10年来最大的污染事故。 (7)海湾战争造成的环境污染。1991年的海湾战争历时42天，期间油井大火昼 夜燃烧，是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最 严重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这 次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。
洪灾等。
次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危
及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。又包括：环境污染 和生态破坏。目前的环境问题一般都是次生环境问题。
生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著 减少和机构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。
环境化学教学课件-环境化学各章重点内容
六、有毒有机污染物质的微生物降解 1、烷烃末端氧化降解过程（课件71，习题4） 2、烃类物质的微生物降解顺序
3、DDT的微生物降解途径
七、氮和硫的微生物转化
氮的微生物转化：同化、氨化、硝化、反硝化及固氮的定义； 生物硝化反应机理、硝化菌对环境条件的要求；反硝化反应的 机理、反硝化对环境条件的要求以及利弊。
水中的重金属污染物： Pb: 主要化合价Pb2+和Pb4+，自然界Pb2+ 天然水中 铅含量低0.06～120ug/L铅在水体中迁移转化的特点: 悬浮物 和沉积物对铅有强烈的吸附作用 有机胶体吸附的顺序: Pb2＋ ＞Cu2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Cd2+ ＞ Fe2+ ＞Mn2+ 无机胶体:Pb2+也占第一位 Cr::天然水中的存在形式:Cr3+、CrO 2-，CrO42-，Cr2O72三价铬被底泥吸附，迁移能力弱 六价铬在碱性水体中稳定， 迁移能力强 六价铬比三价铬毒性大 六价铬能被还原成三价铬— —水中六价铬的自净
第三章 水环境化学
第一节 天然水的基本特征及污染物存在形态
1、天然水中的主要离子
2、气体在水中的溶解性（亨利定律，计算） 3、水体富营养化的定义及危害 4、碳酸平衡：封闭体系碳酸化合态分布图（分界点）；封闭体 系和开放体系的特点。 5、碱度的定义、分类及计算（课件例1、例2，习题4、5，计算 题） 6、酸度的定义和分类。 7：水中污染物的分布和存在形态（掌握优先控制污染物的定义， 我国优先控制污染物的分类；重金属污染物，见下页）
6、脂肪的微生物降解（降解过程，尤其注意脂肪酸在有氧条件下 的转化途径） 7、蛋白质的微生物降解（氨基酸脱氨脱羧反应，习题2） 9、甲烷发酵（定义，产甲烷菌对生长环境的要求）
环境化学绪论
V L Snoeyink and D Jenkins, Water Chemistry, John Wiley & Sons, 1980
Environmental Science & Technology Environmental Toxicology and Chemistry Environmental Pollution Chemosphere 环境科学 环境化学 等
•2010年，入选国家级优秀教学团队。
网上资源
/sunjingpinke/ec/index.htm
南开大学—组织结构—专业学院——环境科学 与工程学院—教育教学—精品课——环境化学
教学特色
依托教材 激发兴趣 结合前沿
启发教学 积极引导 注重实效
网上资源
课程的地位
教育部新世纪教学改革工程 《环境类专业基础理论建立 与课程体系整体优化的研究》南京大学 左玉辉教授 获 2005年国家级教学成果二等奖
2
环境学
生态学
4
环境自然科学 环境技术科学 环境经济科学 环境社会科学
X
环境化学
化学基础 地学基础
环境生物学
悠久课程建设及教材建设历史，载誉全国——
•从1976年就将《环境化学及其实验》设为环境类本科生培养的专业 必修课，已经有30年的建设历史。 •1987年由戴树桂教授主编的《环境化学》由高等教育出版社出版。 •1993年由戴树桂教授主译的《环境化学》由南开大学出版社出版。 •1995年由戴树桂教授主编的面向21世纪课程教材《环境化学》由高 等教育出版社出版；该教材获得教育部科技进步奖二等奖。 •2006年普通高等教育“十一五”国家级规划教材，《环境化学》， 戴树桂主编，高等教育出版社。2007年，该教材被评为精品教材。 •2007年，孙红文教授被评为全国模范教师。 •2008年，被评为国家级精品课程。 •2009年，作为主干课程获得天津市教学成果一等奖。
Environmental Science & Technology Environmental Toxicology and Chemistry Environmental Pollution Chemosphere 环境科学 环境化学 等
•2010年，入选国家级优秀教学团队。
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南开大学—组织结构—专业学院——环境科学 与工程学院—教育教学—精品课——环境化学
教学特色
依托教材 激发兴趣 结合前沿
启发教学 积极引导 注重实效
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课程的地位
教育部新世纪教学改革工程 《环境类专业基础理论建立 与课程体系整体优化的研究》南京大学 左玉辉教授 获 2005年国家级教学成果二等奖
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环境学
生态学
4
环境自然科学 环境技术科学 环境经济科学 环境社会科学
X
环境化学
化学基础 地学基础
环境生物学
悠久课程建设及教材建设历史，载誉全国——
•从1976年就将《环境化学及其实验》设为环境类本科生培养的专业 必修课，已经有30年的建设历史。 •1987年由戴树桂教授主编的《环境化学》由高等教育出版社出版。 •1993年由戴树桂教授主译的《环境化学》由南开大学出版社出版。 •1995年由戴树桂教授主编的面向21世纪课程教材《环境化学》由高 等教育出版社出版；该教材获得教育部科技进步奖二等奖。 •2006年普通高等教育“十一五”国家级规划教材，《环境化学》， 戴树桂主编，高等教育出版社。2007年，该教材被评为精品教材。 •2007年，孙红文教授被评为全国模范教师。 •2008年，被评为国家级精品课程。 •2009年，作为主干课程获得天津市教学成果一等奖。
环境化学课件南开大学孙红文博导最新版本
1
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
建议课时安排
第一章 绪论 （2 课时） 第二章 大气环境化学 （6 课时） 第三章 水环境化学 （6 课时） 第四章 土壤环境化学 （4 课时） 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 （6 课时） 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（4 课时） 第七章 受污染环境的修复（4 课时） 第八章 绿色化学的基本原理和应用（3 课时） 总复习 （1 课时）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
使用说明
本电子教案是《环境化学》（第二版）的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编：戴树桂（南开大学）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
建议课时安排
第一章 绪论 （2 课时） 第二章 大气环境化学 （6 课时） 第三章 水环境化学 （6 课时） 第四章 土壤环境化学 （4 课时） 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 （6 课时） 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（4 课时） 第七章 受污染环境的修复（4 课时） 第八章 绿色化学的基本原理和应用（3 课时） 总复习 （1 课时）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
使用说明
本电子教案是《环境化学》（第二版）的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编：戴树桂（南开大学）
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。
[课件]环境化学 第一章 绪论PPT
![[课件]环境化学 第一章 绪论PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/7900ffd8770bf78a6529544d.png)
五、环境化学中的几个基本概念
限界浓度：通常把一系列对人类（或其它
生物体）有害的物质在环境中的最大允许 剂量，称限界浓度。 地化本底值：自然界中某物质含量的天然 水平。
2018/12/6 31
地化异常值：有害物质和地化本底值之间 的偏差称为地球化学异常值。 地化异常可以有“正异常”（即该物质在 自然界含量大于地化本底值）和“负异常” （即该物质在自然界中含量小于地化本底 统中的作
用、化学机制及其利用。
2018/12/6 20
4、污染控制化学
研究与污染控制有关的化学机制和工艺技 术中的化学基础性问题，以便最大限度地 控制化学污染，为开发经济而高效的污染 控制技术，发展清洁工艺提供科学依据。
2018/12/6 21
物质在大气、水体、土壤环境中的形成、
迁移、转化和归宿过程中的化学行为和 生态效应。
2018/12/6 15
1）大气环境化学：大气化学物质的表征研究； 大气化学转化过程的研究；全球大气环境中化
学变化研究；大气化学模式研究。
2）水环境化学：水体界面化学过程；金属形态 转化动力学过程；有机物的化学、生物降解过 程；金属和类金属甲基化。 3）土壤环境化学：土壤中有机污染物的研究； 土壤中金属存在形态及其转化过程的研究；污 染物在土壤固—液界面上的化学过程的研究；
一是全面开展对主要元素，尤其是生命 必需元素的生物地化循环和各主要循环 之间的相互作用，人类活动对这些循环 产生的干扰和影响；
二是重视化学品安全评价； 三是对全球变化研究； 四是污染控制化学研究。
2018/12/6 25
三、环境化学研究的重要环境问题
全球气候变化、酸沉降与温室气体
发 生 地 点 比利时的马斯河谷工业区 美国宾夕法尼亚州多诺拉镇 美国洛杉矶 英国伦敦 日本四日市 日本熊本县水俣镇 日本富山县神通川流域 日本北九州市爱知县一带 印度博帕尔市 苏联乌克兰基辅市 瑞士巴塞尔桑多兹化工厂
环境化学课件-南开大学 孙红文博导 最新版本201408精选 课件
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建议课时安排
第一章 绪论 （2 课时） 第二章 大气环境化学 （6 课时） 第三章 水环境化学 （6 课时） 第四章 土壤环境化学 （4 课时） 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 （6 课时） 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（4 课时） 第七章 受污染环境的修复（4 课时） 第八章 绿色化学的基本原理和应用（3 课时） 总复习 （1 课时）
环境化学电子教案
孙红文 主编 参加编写人员
戴树桂 主审 汪 磊 马小东 徐 建 王翠苹 吴济舟 王 婷
高等教育出版社 高等教育电子音境化学》（第二版）的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编：戴树桂（南开大学）
2007年被评为国家精品教材
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建议课时安排
第一章 绪论 （2 课时） 第二章 大气环境化学 （6 课时） 第三章 水环境化学 （6 课时） 第四章 土壤环境化学 （4 课时） 第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 （6 课时） 第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（4 课时） 第七章 受污染环境的修复（4 课时） 第八章 绿色化学的基本原理和应用（3 课时） 总复习 （1 课时）
环境化学电子教案
孙红文 主编 参加编写人员
戴树桂 主审 汪 磊 马小东 徐 建 王翠苹 吴济舟 王 婷
高等教育出版社 高等教育电子音境化学》（第二版）的配套教材。
普通高等教育“十一五”国家级 规划教材
高等教育出版社, 2006年10月 主编：戴树桂（南开大学）
2007年被评为国家精品教材
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环境化学全部PPT课件
提出了“持续发展”的战略
——把经济发展和环境保护相结合。
第三阶段：90年代以来
巩固和发展“持续发展”的战略思想。
——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展
环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年；
形成阶段：70-80年代；
发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药
环 境 化 学
Environmental chemistry
1
第一章 绪论 第二章 大气环境化学 环 境 化 学 第三章 水环境化学 第四章 土壤环境化学 第五章生物体内污染物质 的运动过程及毒性 第六章典型污染物在环境各 圈层中的转归与效应 第七章 受污染环境的修复
2
参考书籍
3
参考期刊
环境科学 环境化学 化工环保 环境保护 环境工程 环境科学学报 中国环境科学 农村生态环境 环境污染与防治 环境污染治理技术与设备
19
世界地球日的由来
１９６９年，美国民主党参议员盖洛 德。尼尔森提议，在全国各大学校 园内举办环保问题讲演会，并将次 年的４月２２日作为“地球日”。 1970年4月22日，由美国哈佛大学 学生丹尼斯· 海斯发起并组织的环境 保护活动，犹如星火燎原。全美国 共有2000多万人参加，约1万所中 小学，2000所高等院校和全国的各 大团体参加了这次活动，这一天就 成了第一个地球日。
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态； 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；
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； 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。
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6-5
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
化合物 硫化物 硫化物 氧化物 碘化物 氟化物 氟化物 氯化甲基汞（液体）
双氰胺甲基汞（液体）
醋酸苯基汞（固体） 醋酸苯基汞（固体） 硝酸苯基汞（固体） 硝酸苯基汞（固体）
半胱氨酸汞络合物 （固体）度/(μg·m-3)
6-11
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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 基四氢叶酸(THFA-CH3)将正离子CH3+ 转移给钴，并从 钴上取得两个电子，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。
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 + HgS
6-2
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第一节 重金属元素（Heavy Metals）
一、汞
Mercury
二、镉
Cadmium
三、铬
Chromium
四、砷
Arsenic
6-3
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
一、汞 (Hg) Mercury
1. 环境中汞的来源、分布与迁移
甲基汞和汞的某些配合物的稳定常数
配体
—OH 组氨酸 半胱氨酸 白蛋白
pK
CH3Hg+
Hg2+
9.5
10.3
8.8
10
15.7
14
22.0
13
6-8
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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。
6-4
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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。
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。
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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 Environment
6-1
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
6-9
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
各种形态汞在水中的稳定范围
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。
6-10
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
干空气中，RH≤1%
0.1
湿空气中， RH接近饱和
5.0
干空气中， RH<1%
2.0
干空气中
150
RH<1%
8
RH=70%
20
0.06%的0.1mol/L磷酸盐缓冲
900
液， pH=5
0.04%的0.1mol/L磷酸盐缓冲
140
液， pH=5
在RH<10%的干空气中
22
在RH=30%的空气中
140
在RH<10%的干空气中
来源与分布
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。
据统计．目前全世界每年开采应用的汞量约 在1×104 t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1 t 氯，要流失100～200 g 汞；生产1 t乙醛，需用 100～300 g汞，以损耗5％计，年产10×104 t乙 醛就有500～1500 kg汞排入环境。
4
在RH=30%的空气中
27
湿空气中， RH饱和 干空气中， RH<1%
13
2
6-6
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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)。
Hg S C N(CH3)2 S
6-12
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
3.甲基汞脱甲基化与汞离子还原
湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解 而转化为甲烷和汞。也可将Hg2＋还原为金属汞。
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)。
6-7
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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 汞的某些配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。
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
化合物 硫化物 硫化物 氧化物 碘化物 氟化物 氟化物 氯化甲基汞（液体）
双氰胺甲基汞（液体）
醋酸苯基汞（固体） 醋酸苯基汞（固体） 硝酸苯基汞（固体） 硝酸苯基汞（固体）
半胱氨酸汞络合物 （固体）度/(μg·m-3)
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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 基四氢叶酸(THFA-CH3)将正离子CH3+ 转移给钴，并从 钴上取得两个电子，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。
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 + HgS
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
第一节 重金属元素（Heavy Metals）
一、汞
Mercury
二、镉
Cadmium
三、铬
Chromium
四、砷
Arsenic
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
一、汞 (Hg) Mercury
1. 环境中汞的来源、分布与迁移
甲基汞和汞的某些配合物的稳定常数
配体
—OH 组氨酸 半胱氨酸 白蛋白
pK
CH3Hg+
Hg2+
9.5
10.3
8.8
10
15.7
14
22.0
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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。
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《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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。
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。
《环境化学》 第六章 典型污染物在环境各圈层 中的转归与效应
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 Environment
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各种形态汞在水中的稳定范围
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。
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干空气中，RH≤1%
0.1
湿空气中， RH接近饱和
5.0
干空气中， RH<1%
2.0
干空气中
150
RH<1%
8
RH=70%
20
0.06%的0.1mol/L磷酸盐缓冲
900
液， pH=5
0.04%的0.1mol/L磷酸盐缓冲
140
液， pH=5
在RH<10%的干空气中
22
在RH=30%的空气中
140
在RH<10%的干空气中
来源与分布
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。
据统计．目前全世界每年开采应用的汞量约 在1×104 t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1 t 氯，要流失100～200 g 汞；生产1 t乙醛，需用 100～300 g汞，以损耗5％计，年产10×104 t乙 醛就有500～1500 kg汞排入环境。
4
在RH=30%的空气中
27
湿空气中， RH饱和 干空气中， RH<1%
13
2
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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)。
Hg S C N(CH3)2 S
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3.甲基汞脱甲基化与汞离子还原
湖底沉积物中甲基汞可以被假单胞菌属细菌降解 而转化为甲烷和汞。也可将Hg2＋还原为金属汞。
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)。
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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 汞的某些配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。