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汞在生物界的迁移转化
我国针对土壤中汞污染的植物修复技术研究较迟，但也陆续 发现了一些能够富集重金属的植物，目前国内这方面的研究也 还处于初始阶段，还有待于进一步的研究和完善。因此，汞在 土壤-植物中的迁移转化的研究还是很重要的！
牧草对岩溶区土壤中汞的迁移转化作用的研究
选题背景意义
从目前汞污染土壤的修复的研究成果来看，主要是通过两种治理 途径达到目的： 一、改变汞在土壤中存在的形态，使其固定和吸附，降低其在环 境中的迁移和生物的可利用性； 二、将其完全的从土壤中移除。
汞在生物界的迁移转化 最新研究
2011.3
日 本 水 俣 病 事 件
患者轻者口齿不清、步履蹒跚、 面部痴呆、手足麻痹、知觉出现 障碍、手足变形， 重者神经失常， 直至死亡。
汞是一种易挥发的有毒痕量元素，具有生 物累积性和神经毒性。不同存在形态汞的迁移 转化规律和生物有效性各不相同，对环境和人 体健康造成的影响也存在显著差异。因此，对
牧草对岩溶区土壤中汞的迁移转化作用的研究
主要研究内容
1)汞污染土壤区不同牧草品种、不同生长阶段对汞 富集的差异性研究； 2)牧草不同器官根、茎、叶对汞富集的差异性研究； 3)土壤汞量与牧草中汞量的关联性研究； 4)牧草及土壤中汞的存在形态的研究； 5)土壤及牧草的简单质量评价。
牧草对岩溶区土壤中汞的迁移转化作用的研究
近三年的相关研究
2)首次对汞在薹菜亚细胞结构中的分布规律进行了研究。研究发 现，薹菜中的汞主要分布在植株不同部位的细胞壁中； 3)首次研究了土壤．薹菜系统中甲基汞的含量分布，得出薹菜中 甲基汞的相对含量高于土壤中甲基汞的相对含量，说明甲基汞容 易富集在蔬菜中，进入食物链； ▲牧草对岩溶区土壤中汞的迁移转化作用的研究 1)汞污染土壤区不同牧草品种、不同生长阶段对汞富集的差异性 研究； 2)牧草不同器官根、茎、叶对汞富集的差异性研究； 3)土壤汞量与牧草中汞量的关联性研究； 4)牧草及土壤中汞的存在形态的研究； 5)土壤及牧草的简单质量评价。
土壤中主要重金属污染物的迁移转
土壤中主要重金属污染物的迁移转 化1.1 汞的迁移转化汞是一种对动植物及人体无生物学作用的有毒元素 土壤中汞的重要特点是能以零价(单质汞)形式存在，还有无机化合态汞和有机化合态汞 除甲基汞 2Hg Cl 、23)(NO Hg 外，大多数为难溶化合物 甲基汞和乙基汞的毒性在含汞化合物中最强。
土壤中汞的迁移转化比较复杂，主要有如下几种途径 1. 土壤中汞的氧化 - 还原 2. 土壤胶体对汞的吸附3. 配位体对汞的配合 - 螯合作用4. 汞的甲基化作用 1.2镉的迁移转化由于土壤的强吸附作用，镉很少发生向下的再 迁移而累积于土壤表层 在降水的影响下，土壤表 层的镉的可溶态部分随水流动就可能发生水平迁 移，进入界面土壤和附近的河流或湖泊而造成次生 污染 土壤中水溶性镉和非水溶镉在一定的条件下 可相互转化，其主要影响因素为土壤的酸碱度 氧化- 还原条件和碳酸盐的含量。
与铅 铜 锌 砷及铬等相 比较，土壤中镉的环境容量要小得多，这是土壤镉 污染的一个重要特点。
1.3 铅的迁移转化铅是人体的非必需元素 土壤中铅的污染主要 来自大气污染中的铅沉降和铅应用工业的 三废 排放 土壤中铅的污染主要是通过空气 水等介质 形成的二次污染 铅在土壤中主要以二价态的无机化合物形式存在，极少数为四价态 多以 2)(Pb OH 、3PbCO或243)(PO Pb 等难溶态形式存在，故铅的移动性和被作物吸收的作用都大大降低 在酸性土壤中 可溶性铅含量一般较高，因为酸性土壤中的 H+ 可将铅从不溶的铅化合物中溶解出来植物吸收的铅是土壤溶液中的可溶性铅 绝大多数积累于植物根部，转移到茎叶 种子中的很少。
植物除通过根系吸收土壤中的铅以外，还可以通过 叶片上的气孔吸收污染空气中的铅。
1.4 铬的迁移转化铬是人类和动物的必需元素，但其浓度较高时 对生物有害 土壤中铬的污染主要来源于铁 铬 电 镀 金属酸洗 皮革鞣制 耐火材料 铬酸盐和三氧 化铬工业的 三废 排放及燃煤 污水灌溉或污泥施用等 土壤中铬通常以四种化合形态存在，两种三 价铬离子 +3Cr和-2CrO ，两种六价铬阴离子 -272O Cr和-24CrO.其中3)(OH Cr 的溶解性较小，是铬最稳定的存在形式，而水溶性六价铬的含量一般较低，但 六价铬的毒性远大于三价铬的毒性 土壤中的有机 质如腐殖质具有很强的还原能力，能很快地把六价 铬还原为三价铬，一般当土壤有机质含量大于 2 时，六价铬就几乎全部被还原为三价铬[7-9] 由于土壤中的铬多为难溶性化合物，其迁移能 力一般较弱，而含铬废水中的铬进人土壤后，也多 转变为难溶性铬，故通过污染进入土壤中的铬主要残留积累于土壤表层 铬在土壤中多以难溶性且不能被植物所吸收利用的形式存在，因而铬的生物移作用较小，故铬对植物的危害不像 Cd 、Hg 等重 属那么严重 有研究结果表明，植物从土壤溶液 吸收的铬，绝大多数保留在根部，而转移到种子 果实中的铬则很少[10-12]。
Hg的转化
汞与北美大火
气候的变化可能会唤醒存在于北美洲 北部大多数湿地中的巨人――汞元素。 随着工业时代的来临，大量汞元素被排放 到大气中，这种有毒的元素又回到了地球， 特别在北美洲湿地内大量富集。变得越来 越频繁和剧烈的野火释放出的隐含汞元素 是之前计算的15倍。 湿地实际上起到很大的作用，泥炭地在产业革命期间以及在那之前的很长时期 里都在收纳大气中的汞元素，这样一来就使汞元素远离了食物网，从而不会对生物 造成危害。 除了工业活动，气候的改变似乎也破坏了汞循环。北部的湿地正日渐干涸。森 林火灾越来越频繁，规模也越来越大，水面降低的季节末泥炭地会变得更加易燃。 越发频繁的夏季干旱和严峻的火灾形势使得着火区域增加了。
据估计全球每年约1.0×1010t各 种岩石风化,而岩石中的Hg平均含量 为0.08mg/kg ,因此全球至少800tHg 从岩石中释放。 据估计,全球地表释放到 大气的总Hg量约为6000～ 7500t/年, 散发到大气中 的Hg经过一定距离的传输, 大约有93.7%回降于陆地。
土壤中的汞通过微生物、有 机质、化学还原作用使二价 汞还原为金属汞，金属汞易 于从土壤中释放出来它是土 壤向大气释放汞的主要形态。
媒体报道，在水俣市及其他地区，目前仍有尚未被发现的
水俣病患者。 伊拉克曾发生的误食甲基汞处理的小麦种子事件，使 6530人住院，459人死亡。 目前在我国，超过8000处湖泊、河流和海湾被汞的毒
性作用所危害。
在美国，每年有多达60万新生儿患有先天性脑损伤， 原因是怀孕的母亲吃了被汞污染的鱼。
重庆北碚长期汞污染严重 农田里能挖出水银Biblioteka 天然水体汞的污染源
19世纪以来，随着工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急 剧增加，从而使大量汞由于人类活动而进入环境。
水体中重金属的迁移转化途径及影响因素
H2S === H+ + HS-
K1 = [H+][HS-]/[H2S]
HS- === H+ + S2-
K2 = [H+][S2-]/[HS-]
Me2+ + S2-=== MeS(s) Ksp =[Me2+][S2-]
HCO3-是天然水体中主要阴离子之一，它能与金属离 子形成碳酸盐沉淀，从而影响水中重金属离子的迁移。水 中碳酸盐的溶解度，在很大程度上取决于其中二氧化碳的 含量和水体pH。水体中二氧化碳能促使碳酸盐的溶解：
Me2+ + n H2O == Me(OH)n(2-n)+ + n H+ ≡ AOH + Me(OH)n(2-n)+== ≡AMe(OH)n+1(1-n)+
水合金属氧化物对重金属离子的吸附
一般认为，水合金属氧化物对重金过程，可用下式表示：
n≡AOH + Men+== (≡AO)n → Me + n H+ 式中≡代表微粒表面，A代表微粒表面的铁、铝、
土壤中的重金属来源
施用化肥 农药
污水灌溉 矿床开发
城市化
固体废弃 物堆积
水环境中反应类型
吸附解吸 絮凝聚沉 沉淀溶解 配合作用 氧化还原
吸附解吸作用
天然水体中存在着大量黏土矿物、水合氧化物等无机高 分子化合物和腐殖质等有机高分子化合物，它们是天然水 体中存在的主要胶体物质。
由于胶体具有巨大的比表面、表面能和带电荷，能够强 烈地吸附各种分子和离子，对重金属离子在水体中的迁移 有重大影响。
一般说来，如果水体中没有其他配位体，大 部分金属离子氢氧化物在pH较高时，其溶解度 较小，迁移能力较弱；若水体pH较小，金属氢 氧化物的溶解度升高，金属离子的迁移能力也 就增大
典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
C
OO As O O-
O
1－砷－3－磷酸甘油酯
因为它的性质与磷相似，所以砷会干扰某些有磷参 与的生化反应。
磷参与重要产能物质ATP的生物化学合成。
ATP生成的关键步骤是用3-磷酸甘油醛进行，1,3-二 磷酸甘油酯的酶的合成。
高浓度的砷化物会使蛋白质凝固，可能是因为砷与 蛋白质中的二硫键反应。 对砷常用的解毒剂是含有巯基基团并能与砷酸根结 合的化合物。如BAL(2,3-二巯基丙醇)，可从蛋白质 中去除砷酸根，并恢复正常的酶功能。
二、砷
1、来源 ① 自然存在的矿物 ② 工业排放 ③ 农业使用砷酸铅、砷酸钙
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)。 B. 土壤中As大部分与土壤胶体相结合，呈吸附 状态，且吸附牢固，呈现为AsO43-、AsO33-阴 离子。
(5)食品污染,食物链的生物富集、纸包装材料的迁移和意外事故引起食品污染。
国际对POPs的控制:禁止和限制生产、使用、进出口、人为源排放,管理好含有POPs废 弃物。
持久性有机污染物具有环境持久性、生物累积性、长距离迁移能力和高毒性，因此 能够对人类和野生动物产生大范围、长时间的危害，造成人体内分泌系统紊乱，破 坏生殖和免疫系统，并诱发癌症和神经系统疾病。为解决持久性污染物这一全球性 问题，２００１年５月２２日国际社会通过了斯德哥尔摩公约。
远距离迁移而不会全部被降解,但半挥发性又使得它们不会永久停留在大气层中
汞汞的迁移转化
3、砷的生物甲基化与还原
四、砷
4、砷的毒性与生物效应
毒性：无机砷＞有机砷 As(Ⅲ) ＞ As(Ⅴ)
(1) (2) (3) 无机砷可抑制酶的活性。 影响ATP的生成。 影响人的染色体。
第二节
有机污染物
POPs: Persistent Organic Pollutants 持久性有机污染物
PTS: Persistent Toxic Substances
Cly Clx OH OH
Clx O HOOC
+
COOH
Cl
Cly
（4）多氯联苯的毒性与效应 毒性： 日本米糠油事件
污染控制
3、二恶英和呋喃 多氯代二苯并二恶英和多氯代二苯并呋 喃是目前已知的毒性最大的有机污染物。 （1）结构与性质 （2）来源与分布
Where does dioxin come from? Dioxin is released by paper mills, by metal smelters, by many chemical plants, by many pesticide factories, and by all incinerators. The entire "dioxin" family consists of 75 different dioxins and 135 different furans. The dioxin, 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-pdioxin (TCDD), is considered to be the most toxic type of dioxin.
2.蚱蜢跳效应(Grasshopper Effect)
沉降作用>挥发作用
武汉城市湖泊汞的迁移与富集
武汉城市湖泊汞的迁移与富集前言随着工业化和城市化的发展，大量的有害物质被排放入环境中，汞就是其中之一。
汞具有高毒性、难降解等特点，长期积累在生态系统中，会对人体健康造成严重威胁。
而武汉市是中国中部大城市之一，拥有众多城市湖泊，汞的迁移和富集是一大环境问题。
本文将探讨武汉城市湖泊汞的迁移和富集情况，并提出相关解决方案，以期保护环境和人民健康。
汞的来源及危害汞的来源汞的来源包括：煤烟、石油、锅炉废气、废弃电池等工业污染物以及生活废弃物等。
当这些污染物排放入水体中后，就会迅速富集在生态系统中，进而对自然环境和人体产生危害。
汞的危害汞较为稳定，长期累积在生态系统中，对人体健康和环境产生危害： - 汞会对人体中枢神经系统、肾脏、肝脏、血液等产生损伤，导致记忆力减退、运动协调性受损等神经毒性影响。
- 汞对环境的影响较大，能破坏水中微生物系统，对水草、小型鱼类等产生严重危害，破坏生态平衡。
武汉城市湖泊汞的迁移与富集武汉城市湖泊汞的现状武汉市拥有众多城市湖泊，如东湖、武汉阳逻经济开发区百步湾湖、纸坊湖、汉口江滩等。
这些湖泊的汞污染主要来自于市区内工业废气、生活废水以及畜禽养殖等汙染源。
汞的迁移和富集湖泊是汞异地富集的主要场所之一，因湖泊水体有机物质含量丰富，而汞大量存在于水体中的有机态中，进而对生态环境和人体造成严重危害。
武汉市现有的城市湖泊普遍受到汞污染，其中以东湖、百步湾湖、纸坊湖等城市湖泊的汞污染情况比较严重。
在湖泊中，汞会先被水体吸附，之后会由浮游生物、底栖生物等进行吸收，进一步进入食物链。
最后，藻类和底栖动物的富集以及食物链上的逐级传递，导致高水平的汞积累在湖泊生态系统中，进而威胁生态环境和人的健康。
解决方案为了减轻武汉市湖泊的汞污染，我们应该采取以下措施。
减少汞的排放首先，减少武汉市内部的有害污染排放。
加强环境监测，对重点排放企业进行严格管控，加强治污力度，限制有机汞等有害物质的排放。
加强湖泊生态系统建设其次，加强湖泊生态系统建设，完善湖泊的污染治理设施，加强湖泊周边环境保护，净化周边区域的废水和污水。
贡的形态分析与环境转化
贡的形态分析与环境转化1、汞形态分析研究按研究对象的不同分类，自然界中汞以单质汞Hg0、一价汞Hg22+和二价汞Hg2+3种价态存在，主要化学形式有元素汞Hg,二价无机汞化合物和以短链烷基汞为主的有机汞化合物。
元素汞Hg具有高挥发性，是空气中汞存在的主要化学形态。
Hg22+和Hg2+在环境中可形成许多有机和无机化合物，Hg22+较Hg2+不稳定，Hg2+化合物一般都具水溶性,有机Hg2+化合物一般都有C-Hg共价键，具有高挥发性。
在土壤中的嫌气微生物和非生物作用下，汞均可发生甲基化作用，从而使毒性增强。
未被污染的天然水中汞含量极低，我国部分水系背景值调查如下:长江干流汞平均值为0.015ug/L，洞庭湖水系中汞元素的背景值为0.0025ug/L，松花江水系的汞背景值为0.02ug/L，辽宁省各市环境监测站对本地区地表水的监测60%未检出汞。
经长期大量的研究，对环境中汞的形态及分析方法的研究取得了一定的成绩。
另一种使用较广泛的形态分类方法是按操作定于的形态进行分类,它是通过借用或修改土壤化学分析方法而得，即选用合适的试剂将不同地球化学相所结合的金属提取而分成数类，有水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、腐殖质结合态、有机质结合态以及残渣态等。
这种分类方法通常适用于对河流悬浮物、沉积物、土壤等环境样品中汞的形态分析，有时也用于煤炭中汞的形态分析.多相混合物中汞的形态一般分为游离态(溶解态)和颗粒态，如天然水、降水中汞的形态可分为溶解态和颗粒(吸附态)，大气中汞的形态分为气态和颗粒态。
2、环境中迁移转化特性2.1大气环境特性大气中汞的来源分为人为源和自然源。
经全球汞生物地球化学模型显示，目前全球人为活动每年向大气排汞2000~2600t。
已报道的文献对欧洲、地中海地区、北美等地区向大气人为排汞量都有了较准确的估算。
UNEP(UnitedNationsEnvironmentProgramme)的报告认为1995年全球人为汞源向大气的释汞量平均值超过3600t(900~6200t)，并给出了各种汞源的年释汞量。