污染物在环境中的迁移和转化
污染物在环境中的迁移和转化
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第一节 概述
第 二 章
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第一节 概述
第
•
研究污染物在环境中的迁移和转化 的意义：
二 研究污染物在环境中的迁移转化过程及其规
章 律，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染 物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等
都具有十分重要的环境毒理学意义。
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第一节 概述
第 • 迁移和转化的相互联系： 污染物在环境中的迁移和转化过程往
章
缩是生物机体内某种物质的浓度和环境中的 浓度相比；生物积累是同一生物个体在不同
代谢活跃阶段机体内的浓度相比；生物放大
是同一食物链上不同营养级的生物机体内某
种物质的浓度相比。
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第三节 环境污染物的转化
第 ➢污染物的转化： 污染物在环境中通过物理的、化学的或
二 生物学的作用改变形态或者转变成另一种 物质的过程叫做污染物的转化。
第
在生态系统的同一食物链上，某种
二 污染物在生物体内的浓度随着营养级的 提高而逐步增大的现象。生物放大系数
章 (BMF)表示生物放大的程度：
较 高 营 养 级 生 物 体 内 污 染 物 的 浓 度 B M F 较 低 营 养 级 生 物 体 内 污 染 物 的 浓 度
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第二节 环境污染物的迁移
第二章
污染物在环境中的 迁移和转化
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1
第二章 污染物在环境中的迁移和转化
内 容 第一节 概述
第二节 环境污染物的迁移
提
第三节环境污染物的转化
要
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第一节 概述
• 污染物的迁移和转化:
第 二 章
外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化
污染物的环境迁移和转化机制
污染物的环境迁移和转化机制随着现代工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为了我们面临的一个严峻问题。
产生污染物的源头往往是工业、农业、交通等各个方面，而这些污染物在环境中的迁移和转化机制则是我们需要探讨的一个重要话题。
在本文中，我们将从三个方面进行讨论：污染物在大气、土壤和水中的迁移和转化机制。
一、大气中的污染物迁移和转化机制大气污染是全球环境面临的一个共同挑战，其中主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、臭氧、颗粒物等。
这些污染物在大气中的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、物理迁移大气中的污染物往往通过物理迁移的方式，随着气流的传输而在大气中传播。
例如，风起时，二氧化硫、氮氧化物等污染物就会随着气流的传递而向周围传播，范围可以达到数十公里。
2、化学转化大气中的污染物也可以通过化学反应进行转化，这种化学反应可以是自催化反应，也可以是光催化反应。
例如，在光照下，氮氧化物会与挥发性有机物发生反应，生成臭氧等氧气化合物，这就是光化学反应。
3、降雨和沉积大气中的污染物在接近地面时，会被降雨和沉积作用所固定，从而减少它们对环境的影响。
在雨水中，大气中的污染物会形成酸雨，对土壤和水体的污染作用加剧。
二、土壤中的污染物迁移和转化机制土壤是生态系统的一个重要组成部分，土壤中的污染物对环境造成的威胁是不可忽视的。
在土壤中，污染物的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、扩散和渗透土壤中的污染物可以通过扩散和渗透的方式进行迁移，这种方式和大气中的物理迁移类似。
污染物在土壤中的扩散和渗透受到土壤质量和结构的影响，不同的土壤类型对污染物的扩散和渗透具有不同的影响。
2、吸附和解析物质在土壤中的吸附和解析的过程是污染物在土壤中的转化机制之一。
污染物在与土壤颗粒接触时，会被吸附在颗粒表面。
根据不同的污染物和土壤类型，吸附的程度和效果有所不同。
3、微生物降解微生物降解是土壤中污染物的重要转化机制之一。
有些污染物可以被土壤中的细菌和真菌等微生物进行降解，这样就可以减少其对环境的影响。
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移和转化
2020/11/7
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
第二章 污染物在环境中的迁 移和转化
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.1 概述
污染物进入环境以后，由于自身物理化学性 质和各种环境因素的影响，将会在空间位置或 形态特征等方面发生一系列复杂的变化。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污 染
污 染 物
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
毒大米与土壤重金属污染息息相关
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
中国地下水污染地图
地下水污染或是 造成癌症 村现象的 首因
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
b. 气流扩散： 污染物在垂直 方向上的迁移 扩散
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
1. 大气稳定度 2. 地理地势
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
大气稳定度： 表示空气中某大气团由于与 周围空气存在在密度，温度， 或流速等强度差而产生的浮 力使其产生加速度而上升或 下降的程度。
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
生物性性迁移
ห้องสมุดไป่ตู้
生物浓缩 生物累积 生物放大
络合作用 吸附作用 氧化-还原作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1 机械性迁移
污染物的机械性迁移现象处处可见：废 水，废气和废渣的排放，丢弃，搬运以 及各种有毒有害物质在生产和生活中的 应用，均可使污染物发生不同程度的迁 移运动。
环境污染物的迁移与转化机制
环境污染物的迁移与转化机制环境污染物的迁移与转化是指污染物在环境介质之间的传输和转换过程。
这个过程涉及到污染物在空气、水、土壤等介质中的迁移、降解、转化和蓄积等多种环境行为。
了解环境污染物的迁移和转化机制对于预防和治理污染具有重要的理论和实践意义。
一. 环境污染物的迁移机制环境污染物在大气、水体和土壤中的迁移机制各有特点：1. 大气迁移：大气是重要的传输介质之一，它可以通过空气传播使污染物从源地迁移到其他地区。
大气中的污染物主要通过扩散、沉降和附着等机制进行迁移。
其中，气溶胶是重要的传播途径之一，通过大气中的颗粒物和气相污染物的互相作用，污染物可以在大气中长距离传输。
2. 水体迁移：水体是重要的储存和传输介质，它可以通过溶解、附着、沉积、水流以及生物吸附等方式使污染物发生迁移。
其中，水流是重要的迁移途径，它可以将污染物从一个地区输送到另一个地区。
3. 土壤迁移：土壤是重要的储存和转换介质，它可以通过吸附、解吸、降解、挥发和根系吸收等方式使污染物发生迁移。
其中，土壤颗粒、有机质和微生物等对污染物的吸附和解吸作用起到重要的影响。
二. 环境污染物的转化机制环境污染物的转化是指在迁移过程中，污染物在不同的环境介质中发生的化学、生物、物理等反应或过程。
1. 化学转化：化学转化是指污染物在环境中与其他物质发生化学反应而发生转化。
例如，大气中的氮氧化物能够与大气中的氧、水反应生成酸性物质，导致酸雨的形成。
2. 生物转化：生物转化是指污染物在生物体内发生的代谢、降解等反应。
例如，土壤中的微生物可以通过降解有机污染物的代谢途径将其转化为无害或低毒的物质。
3. 物理转化：物理转化是指污染物在迁移过程中发生的物理变化。
例如，大气中的颗粒物可以在空气中悬浮，但在接触到固体表面时会发生沉降。
三. 环境污染物的迁移与转化影响因素环境污染物的迁移与转化受到多种因素的影响：1. 环境条件：环境因素如温度、湿度、pH值等对环境污染物的迁移和转化起着重要的影响。
环境污染物的迁移与转化
环境污染物的迁移与转化环境污染物是指以人为主要原因导致环境质量变差的物质或能量。
它们在环境中的迁移与转化过程对于环境保护和人类健康有着重要的影响。
本文将从迁移和转化两个方面展开讨论环境污染物的行为及其影响。
一、环境污染物的迁移环境污染物在自然界中具有迁移的特性。
其主要的迁移途径有空气传播、水体溶解和土壤沉积等。
首先，空气传播是指污染物通过气态或细小颗粒物悬浮在空气中，随风传播到其他地区。
这种传播方式主要适用于气体污染物，如二氧化硫、二氧化氮等。
其次，水体溶解是指溶解性污染物通过水体的流动，进入到其他水域中。
这种传播方式主要适用于水溶性污染物，如重金属离子、农药等。
最后，土壤沉积是指非溶解性污染物在土壤中的转移，并随着土壤的侵蚀等因素向下游地区迁移。
这种传播方式主要适用于颗粒状污染物，如有机物、微塑料等。
环境污染物的迁移具有一定的方向性和速率。
迁移方向受到环境条件和物质性质的影响。
比如，受空气流动和地形的影响，沿着风向和水流方向，污染物会逐渐迁移到离污染源较远的地区。
而迁移速率则受到物质的挥发性、溶解度和吸附等特性的影响。
一般来说，挥发性较高的物质迁移速率较快，溶解度较高的物质在水体中迁移速率较快，而受到土壤颗粒的吸附的物质迁移速率较慢。
二、环境污染物的转化环境污染物的转化是指污染物在环境中发生化学或生物上的变化，从而形成新的物质。
这种转化过程对于减少有毒有害物质的危害性非常重要。
环境污染物的转化主要包括生物降解、化学反应和物理变化等。
生物降解是指污染物在生物体内或由生物体介导的作用下发生降解的过程。
微生物是最常见的生物降解剂，它们能够通过代谢活性代谢物降解有机污染物，将其转化为无毒的物质。
化学反应是指污染物在环境中发生化学反应，形成新的物质。
比如，光化学反应是指污染物在阳光照射的作用下，发生光催化降解的过程。
物理变化是指污染物在环境中发生物理性质上的变化，如溶解度的改变、相变等。
值得注意的是，环境污染物的迁移与转化过程是相互关联的。
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移和转化共48页PPT资料
2.2.1.2 水的机械迁移作用
水的迁移作用包括污染物在水中的自由扩散作用和 被水流搬运的作用。
➢ 水中自由扩散主要发生在水体呈静止或缓流湖泊和 地下水等环境。
➢ 水流的搬运作用主要发生在水体较快的小溪和河流 环境。
➢ 水流能把降水淋溶的污染物搬运到江，河，湖泊和 地下水中，并最终汇入大海。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污染
污染物的迁移可导致 环境中污染物的种类， 数量和综合毒性的强 度发生变化，引起污 染范围的扩大或缩小， 污染物浓度的增高或 降低等。
2.2. 环境污染物的迁移
机械性迁移
气的机械性迁移 水的机械性迁移
扩散迁移 干沉积和颗粒物湿沉积
重力的机械性迁移
物理-化学性迁移
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
➢其影响程度与地形地物的形状，高低和体积有关。
➢封闭的山谷盆地，不利于大气污染物扩散。
➢城市中的高大建筑物，阻碍污染物迅速扩散。
➢建筑物背风区风速北 下降，污染物浓度增高。
燕山
北京雾霾
太行山
② 干沉积和颗粒物的湿沉积
➢ 干沉积
干沉积指大气污染物通过重力沉降或被地 面建筑物，树木等阻留而沉积在地面的过 程，或者进入人体或动物呼吸道并积留于
2.2.2.2溶解-挥发作用
降水可以将各种固体废弃物中的水溶性污染物溶解， 造成土壤和水体的污染。低沸点。低分子量的有机污 染物可以通过挥发散逸到大气中。污染物的挥发程度
取决于污染物的物理性质和环境条件等。
例子： ➢大气中 SO2，NO2 等酸性气体在高空遇到水蒸气形成酸
雨（pH<5.6）,酸性降水可以使土壤中的重金属游离出来， 造成严重的环境健康问题。
环境污染物的迁移与转化机制解析
环境污染物的迁移与转化机制解析环境污染物是指那些对自然环境、生态系统和人类健康造成潜在或实际危害的物质。
它们在环境中的存在和传播会导致严重的环境污染问题。
因此，了解环境污染物的迁移与转化机制至关重要，可以帮助我们更好地预测和应对环境污染问题。
一、环境污染物的迁移机制1. 大气传输：空气中的环境污染物可通过大气传输方式迁移至其他区域。
例如，排放到大气中的废气中的二氧化硫和氮氧化物会随着气流的运动向周围地区扩散，并产生酸雨。
2. 水体传输：水是环境中最重要的传输介质之一。
环境污染物可以通过降雨、河流、湖泊等水体进入地下水和海洋。
例如，工业废水中的有毒物质经过排放进入河流后，会随着水流的流动逐渐传输到下游地区。
3. 土壤传输：土壤是环境中的另一个重要介质。
环境污染物可以通过土壤的吸附和沉积作用进入土壤中，然后通过水分的渗透和根系的吸收进一步迁移到地下水和植物体内。
二、环境污染物的转化机制1. 生物降解：某些环境污染物在生物的作用下可以发生降解。
例如，土壤中的某些细菌和真菌具有降解有机污染物的能力，通过酶的作用将有机污染物分解成较简单的化合物。
2. 光解作用：光照能够引发某些环境污染物的分解反应。
例如，紫外线可以分解臭氧层中的氯氟烃，减少对臭氧层的损害。
3. 化学转化：环境中的化学反应可以导致环境污染物发生转化。
例如，二氧化硫在大气中与氧气反应，生成二氧化硫酸，进而形成酸雨。
三、环境污染物迁移与生态系统健康的关系环境污染物的迁移与转化机制对生态系统健康具有重要影响。
1. 污染传播：环境污染物的迁移使得原本清洁的环境变得污染，导致生物多样性下降和生态系统功能受损。
2. 生物蓄积：某些环境污染物在生物体内可以被蓄积和富集，进而引发生态系统中生物体的中毒和生物链的破坏。
3. 土壤破坏：环境污染物的迁移和转化会对土壤质量产生负面影响，降低土壤肥力和作物产量。
四、环境污染物防治策略为了减少环境污染物的迁移和转化，需要采取一系列的防治策略。
污染物在环境中的迁移转化
污染物在环境中的迁移转化污染物进入环境后，会发生迁移和转化，并通过这种迁移和转化与其他环境要素和物质发生化学的和物理的，或物理化学的作用。
迁移是指污染物在环境中发生空间位置和范围的变化，这种变化往往伴随着污染物在环境中浓度的变化。
污染物迁移的方式主要有以下几种：物理迁移、化学迁和生物迁移。
化学迁移一般都包含着物理迁移，而生物迁移又都包含着化学迁移和物理迁移。
物理迁移就是污染物在环境中的机械运动，如随水流、气流的运动和扩散，在重力作用下的沉降等。
化学迁移是指污染物经过化学过程发生的迁移，包括溶解、离解、氧化还原、水解、络合、螯合、化学沉淀、生物降解等等。
生物迁移是指污染物通过有机体的吸收、新陈代谢、生育、死亡等生理过程实现的迁移。
有的污染物（如一些重金属元素、有机氯等稳定的有机化合物）一旦被生物吸收，就很难排出生物体外，这些物质就会在生物体内积累，并通过食物链进一步富集，使得生物体中该污染物的含量达到物理环境的数百倍、数千倍甚至数百万倍，这种现象叫做富集。
污染物的转化是指污染物在环境中经过物理、化学或生物的作用改变其存有形态或转变为另外的不同物质的过程。
污染物的转化必然伴随着它的迁移。
污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物化学转化。
物理转化包括污染物的相变、渗透、吸附、放射性衰变等。
化学转化则以光化学反应、氧化还原反应及水解反应和络合反应最为常见。
生物化学转化就是代谢反应。
污染物的迁移转化受其本身的物理化学性质和它所处的环境条件的影响，其迁移的速率、范围和转化的快慢、产物以及迁移转化的主导形式等都会变化。
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污染物在环境中的迁移和转化
第一节概述
一、污染物的迁移和转化的定义
污染物在环境中发生的各种变化过程称之为污染物的迁移和转化(transport and transformation of pollutants)，有时也称之为污染物的环境行为(environmental behavior)或环境转归(environmental fate)。
二、研究污染物在环境中迁移和转化过程及其规律性的意义
1. 可阐明污染物种类，接触的浓度、时间、途径、方式和条件，从而研究相关毒作用。
研究污染物在环境中的迁移和转化的过程及其规律性，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等都具有十分重要的环境毒理学意义，否则就不能阐明有预谋中接触而导致的一系列毒作用。
2. 环境毒理学的许多基本问题在一定程度上也取决于对污染物在环境中的迁移和转化规律的认识。
例如：污染物的物质形态、联合作用、毒作用的影响因素、剂量效应关系等，都要涉及到接触污染物的真实情况的确定。
第二节环境污染物的迁移
一、概念
污染物的迁移（transport of pollutants）是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。
迁移的结果导致局部环境中污染物的种类、数量和综合毒性强度发生变化。
二、机械性迁移
根据污染物在环境中发生机械性迁移的作用力，可以将其分为气的、水的、和重力机械性迁移三种作用。
1．气的机械性迁移作用，包括污染物在大气中的自由扩散作用和被气流搬运的作用。
其影响因素有：气象条件、地形地貌、排放浓度、排放高度。
一般规律：污染物在大气中的排放量成正比，于平均风速和垂直混合高度成反比。
2．水的机械性迁移作用，包括污染物在水中的自由扩散作用和被水流的搬运作用。
一般规律：污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。
3．重力的机械迁移作用，主要包括悬浮物污染物的沉降作用以及人为的搬运作用。
三、物理化学迁移
物理化学迁移是污染物在环境中最基本的迁移过程。
污染物以简单的离子或可溶性分子的形势发生溶解-沉淀、吸附-解吸附。
同时还会发生降解等作用。
1．风化淋溶作用风化淋溶作用是指环境中的水在重力作用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中的化学元素溶入水中的过程，其作用的结果是产生游离态的元素离子。
2．溶解挥发作用降水、固体废弃物水溶性成份的溶解；VOC
3．酸碱作用（常表现为环境pH值的变化）
①酸性环境促进了污染物的迁移，使大多数污染物形成易溶性化学物质。
如酸雨：加速岩石和矿物风化、淋溶的速度；促使土壤中铝的活化。
②环境pH值偏高时，许多污染物就可能沉淀下来，在沉积物中，形成相对富集。
4．络合作用（改变毒物吸附和溶解的能力）络合物的形成大大改变了污染物的迁移能力和归宿。
例如：当含有Hg2+的河水流入海洋时，水中氯离子浓度逐渐增高，河口水体中的Hg2+逐次形成Hg(OH)2
→Hg(OH)Cl →HgCl2→HgCl3- →HgCl42-。
其中的Hg(OH)Cl与水体中的悬浮态黏土矿物和氧化物吸附
力最强，而HgCl2的吸附力最差。
因而，Hg(OH)Cl部分的汞大量转移到悬浮态固相或沉积物中，而部分的
汞仍留在水体中。
5．吸附作用吸附是发生在固体或液体表面对其他物质的一种吸着作用。
重金属和有机污染物常吸附于胶体或颗粒物，随之迁移。
6氧化还原作用有机污染物在游离氧占优势时会逐步被氧化，可彻底分解为二氧化碳和水；在厌氧条件下则形成一系列还原产物，如硫化氢、甲烷和氢气等。
一些元素如铬、钒、硫、硒等在氧化条件下形成易溶性化合物铬酸盐、钒酸盐、硫酸盐、硒酸盐等，具有较强迁移能力；在还原环境中，这些元素变成难溶的化合物而不能迁移。
四、生物性迁移
概念：污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移叫做生物迁移。
包括：生物浓缩、生物累积、生物放大
1．生物浓缩
指生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，又称生物富集。
生物浓缩的程度用生物浓缩系数表示：
BCF＝生物体内污染物的浓度（×10-6）环境中该污染物的浓度（×10-6）
2．生物累积
指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，从而浓缩系数不断增大的现象。
生物累积程度用生物累积系数表示：
BAF＝生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的浓度（×10-6）该生物个体生长发育较前阶段体内蓄积污染物的浓度（×10-6）
生物累积某种污染物浓度水平取决于该生物摄取和消除该污染物的速率之比，摄取大于消除，则发生生物积累。
3．生物放大
指生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。
生物放大的程度用生物放大系数表示：
BMF＝较高营养级生物体内污染物的浓度（×10-6）较低营养级生物体内该污染物的浓度（×10-6）
第三节环境污染物的转化
一、概念：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变形态或者转变成另一物质的过程叫做污染物的转化（transformation of pollutants）( 一次污染物, 二次污染物)
二、分类（根据其转化形式，可分为物理转化、化学转化和生物转化。
）
1、物理转化作用
指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或几种过程实现的转化。
2、化学转化作用
指污染物通过各种化学反应过程发生的变化，如氧化还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应等。
在大气中，污染物的化学转化以光化学氧化和催化反应为主。
在水体中，污染物化学转化主要是氧化还原反应和络合水解反应。
在土壤中农药的水解由于土壤颗粒的吸附催化作用而加强，甚至有时比在水中还快；金属离子在土壤中也经常在其价态上发生一系列的改变。
3、生物转化和生物降解作用
指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。
污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形成更难降解的分子结构。
重点掌握：
（1）环境毒理学的概念、研究对象和研究方法：
（2）污染物迁移的基本类型、污染物转化的基本类型（条框性内容）；
（3）生物浓缩、生物累积、生物放大的基本概念及生物浓缩因子、生物累积因子、生物放大因子的计算；复习思考题：
（1）污染物迁移和转化的有那些基本类型；
（2）什么是生物浓缩、生物累积和生物放大？。