第十章 水中的重金属ppt课件
因此，进入天然水体中的重金属离子发生 水合、水解作用，并与溶解的无机和有机配位 体形成稳定的配合物，与无机矿物、有机颗粒 达成吸附—解吸平衡或发生沉淀反应。这样， 重金属就会以多种形态存. 在于天然水体中。 12
水环境中的金属离子一般是以水合金属 阳离子M(H２O)Ｘｎ＋的形式存在。
水环境中的金属离子通过酸—碱、沉淀、 配合及氧化—还原等反应不断向最稳定状态 移动。
于淡水；
主要阳离子与阴离子的浓度不同，海水中
无机配位体Cl—、SO42-等远大于淡水； 淡水中有机配位体的浓度通常较高；
海水与淡水中金 属离子的浓度也不同。
.
14
（二)影响水中金属形态的因素 1．水中金属离子的水解作用
金属离子的水解作用可看做是它们和H+争夺 OH-的作用。离子价数小、半径大的金属离子， 对OH-的吸引力小于H+。这类离子只有在很高的 pH下才能发生水解作用。如K+、Na+、Cs+、Ca2+
.
7
二、重金属元素在水环境中的污染特征 重金属污染物最主要的环境特性是在水体中
不能被微生物降解，而只能在环境中发生迁移 和形态转化。水中大多数重金属都被富集在黏 土矿物和有机物上。在水环境中重金属元素有 以下污染特征。 1．分布广泛 重金属普遍存在于自然环境的 岩石、土壤、大气和水中，也能存在于一些生 物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用， 造成重金属在水体中有广泛的分布。
重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围更低，
在0.01—0.001mg/L范围；有一些重金属还可在
微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化水环境中
浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放
大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内成
千成万倍地富集，然后通过食物进入人体，在
. 第十章 水中的重金属
.
1
教学一般要求 掌握：水环境中重金属的形态及其影响因素， 水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响 因素。 熟悉：水中重金属污染物的来源及其污染特 征。 了解：水中重金属的迁移与分布；沉积物中 重金属污染特征及其生物有效性。
.
2
第一节 天然水中重金属的来源及毒性
• 对于重金属，目前尚没有严格的统一定
人体中积蓄，产生危害。汞就是典型的积累性
重金属。
.
10
三、水中重金属的存在形态及其影响因素
(一)水中金属的存在形态 金属的不同形态 对金属污染物的污染效应将产生重要的影响。 重金属进入天然水体后，一般以其稳定的氧化 态存在。
.
11
天然水体是一个包括多种溶解无机物、有机物 以及颗粒物的复杂的多相电解质系统： （1）无机阴离子Fˉ、Ｃｌ－、OHˉ、HCＯ３－ （2）溶解有机物、腐殖酸、氨基酸等可以作为 重金属离子的配位体； （3）黏土矿物、铁锰水合氧化物等无机矿物及 有机碎片颗粒还具有一定的吸附能力，可以吸 附重金属离子。
金属离子的存在形态。
.
16
3．水中的溶解有机物 水环境中存在许多 有机配位体，包括动、植物组织的天然降解 产物、腐殖酸，废水中的洗涤剂、NTA(氨基 三乙酸)、EDTA、农药和大分子环状化合物 等。它们都能与重金属生成稳定性不同的配 合物或螯合物，改变重金属的形态。
水环境中重金属的化学形态取决于金属 化合物的来源和进入水体后与水中其他物质 发生的可能的相互作用及结果。
.
13
天然水中重金属的形态分为溶解态金属和颗
粒态金属：以能否通过0.45μm孔径滤膜为标
准
海水与淡水中金属形态产生差别的主要原
因可能有：
离子强度不同，海水的离子强度大于淡水；
海水中悬浮物浓度低，其吸附表面大大低
.
8
2．可以在水环境中迁移转化 多数重金属都 能与环境中的许多物质生成配合物或螯合物， 大大增加了其溶解性。已经进入沉积物中的重 金属，还能因为配合物或鳌合物的生成再进入 水体，造成二次污染。
.
9
3．毒性强 在环境中只要有微量重金属即可
产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围，
在天然水中大约1—10mg／L之间。毒性较强的
等 离子价数大、半径小的金属离子，对OH-的吸
引力和H+相近，pH较低时金属呈简单的离子形态 存在；pH较高时，则金属离子形成羟基配离子。
.
15
2．水中溶解态无机阴离子 天然水体中，能够影响金属离子存在形态
的无机阴离子主要包括OH—、F—、C1—、I-、 CO32-(HCO3-)、SO42-，在某些情况下还包括 硫化物(HS—、S2-)、磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、 PO43-)等。这些无机阴离子可以配位体的形 式与金属离子发生配位作用，从而影响水中
义。仅有几种说法：
• (1)相对密度大于5者(也有人认为大于4 者)为重金属。相对密度大于5的金属有 45种左右，大于4的约有60种。
• (2)周期表中原于序数大于20(钙)者，即 从21(钪)起为重金属。
• (3)重金属是指相对原子质量大于40并具
有相似外层电子分布特征的一类金属元
素。
.
3
• 第(3)种说法是比较普遍的观点。多数重 金属有毒，但是也有一些重金属没有毒。 有些轻金属比如锂和铍也有很强的毒性。 从环境污染方面来讲，重金属主要是指 汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性 显著的重元素，也指具有一定毒性的一 般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等，目 前最引起关注的是汞、铜、锌、铅、镉、 铬、砷等。
.
4
问题：从环境污染方面来讲，目前最引起关注的重 金属和类金属主要是指哪些？ 答：
.
5
一、水中主要重金属污染物的来源 环境中重金属的污染源主要有5类。
1．地质风化作用 这是环境中基线值或背景 值的来源。 2．各种工业过程 在大多数的工业生产所产 生的废水中均含有重金属污染物。采矿、冶炼、 金属的表面处理以及电镀、石油精炼、钢铁与 化肥、制革工业、油漆和燃料制造等工业生产 均可产生含重金属的废物和废水。如采矿场采 矿过程中以及废矿石堆、尾矿场的淋溶作用。
.
6
3．燃烧引起大气散落 煤炭、石油中的重金 属燃烧时会以颗粒物形式进入空气中，随风迁 移，再随降尘、降水回到地面，随地表径流进 入水体。 4．生活废水和城市地表径流 生活废水可以包 括：①未处理的或只用机械方法处理过的废水； ②通过生物处理厂过滤器的物质，以溶解态或 微颗粒态存在。铜、铅、锌、镉、银的含量受 生活废水显著影响。 5．农业退水 农业生产中可能大量使用含金 属的农药，或在农业土壤中本来即含有一些重 金属，这些金属均可以因淋溶而进入水中。
水环境中的金属离子一般是以水合金属 阳离子M(H２O)Ｘｎ＋的形式存在。
水环境中的金属离子通过酸—碱、沉淀、 配合及氧化—还原等反应不断向最稳定状态 移动。
于淡水；
主要阳离子与阴离子的浓度不同，海水中
无机配位体Cl—、SO42-等远大于淡水； 淡水中有机配位体的浓度通常较高；
海水与淡水中金 属离子的浓度也不同。
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（二)影响水中金属形态的因素 1．水中金属离子的水解作用
金属离子的水解作用可看做是它们和H+争夺 OH-的作用。离子价数小、半径大的金属离子， 对OH-的吸引力小于H+。这类离子只有在很高的 pH下才能发生水解作用。如K+、Na+、Cs+、Ca2+
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二、重金属元素在水环境中的污染特征 重金属污染物最主要的环境特性是在水体中
不能被微生物降解，而只能在环境中发生迁移 和形态转化。水中大多数重金属都被富集在黏 土矿物和有机物上。在水环境中重金属元素有 以下污染特征。 1．分布广泛 重金属普遍存在于自然环境的 岩石、土壤、大气和水中，也能存在于一些生 物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用， 造成重金属在水体中有广泛的分布。
重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围更低，
在0.01—0.001mg/L范围；有一些重金属还可在
微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化水环境中
浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放
大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内成
千成万倍地富集，然后通过食物进入人体，在
. 第十章 水中的重金属
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教学一般要求 掌握：水环境中重金属的形态及其影响因素， 水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响 因素。 熟悉：水中重金属污染物的来源及其污染特 征。 了解：水中重金属的迁移与分布；沉积物中 重金属污染特征及其生物有效性。
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第一节 天然水中重金属的来源及毒性
• 对于重金属，目前尚没有严格的统一定
人体中积蓄，产生危害。汞就是典型的积累性
重金属。
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三、水中重金属的存在形态及其影响因素
(一)水中金属的存在形态 金属的不同形态 对金属污染物的污染效应将产生重要的影响。 重金属进入天然水体后，一般以其稳定的氧化 态存在。
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天然水体是一个包括多种溶解无机物、有机物 以及颗粒物的复杂的多相电解质系统： （1）无机阴离子Fˉ、Ｃｌ－、OHˉ、HCＯ３－ （2）溶解有机物、腐殖酸、氨基酸等可以作为 重金属离子的配位体； （3）黏土矿物、铁锰水合氧化物等无机矿物及 有机碎片颗粒还具有一定的吸附能力，可以吸 附重金属离子。
金属离子的存在形态。
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3．水中的溶解有机物 水环境中存在许多 有机配位体，包括动、植物组织的天然降解 产物、腐殖酸，废水中的洗涤剂、NTA(氨基 三乙酸)、EDTA、农药和大分子环状化合物 等。它们都能与重金属生成稳定性不同的配 合物或螯合物，改变重金属的形态。
水环境中重金属的化学形态取决于金属 化合物的来源和进入水体后与水中其他物质 发生的可能的相互作用及结果。
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天然水中重金属的形态分为溶解态金属和颗
粒态金属：以能否通过0.45μm孔径滤膜为标
准
海水与淡水中金属形态产生差别的主要原
因可能有：
离子强度不同，海水的离子强度大于淡水；
海水中悬浮物浓度低，其吸附表面大大低
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2．可以在水环境中迁移转化 多数重金属都 能与环境中的许多物质生成配合物或螯合物， 大大增加了其溶解性。已经进入沉积物中的重 金属，还能因为配合物或鳌合物的生成再进入 水体，造成二次污染。
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3．毒性强 在环境中只要有微量重金属即可
产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围，
在天然水中大约1—10mg／L之间。毒性较强的
等 离子价数大、半径小的金属离子，对OH-的吸
引力和H+相近，pH较低时金属呈简单的离子形态 存在；pH较高时，则金属离子形成羟基配离子。
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2．水中溶解态无机阴离子 天然水体中，能够影响金属离子存在形态
的无机阴离子主要包括OH—、F—、C1—、I-、 CO32-(HCO3-)、SO42-，在某些情况下还包括 硫化物(HS—、S2-)、磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、 PO43-)等。这些无机阴离子可以配位体的形 式与金属离子发生配位作用，从而影响水中
义。仅有几种说法：
• (1)相对密度大于5者(也有人认为大于4 者)为重金属。相对密度大于5的金属有 45种左右，大于4的约有60种。
• (2)周期表中原于序数大于20(钙)者，即 从21(钪)起为重金属。
• (3)重金属是指相对原子质量大于40并具
有相似外层电子分布特征的一类金属元
素。
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• 第(3)种说法是比较普遍的观点。多数重 金属有毒，但是也有一些重金属没有毒。 有些轻金属比如锂和铍也有很强的毒性。 从环境污染方面来讲，重金属主要是指 汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性 显著的重元素，也指具有一定毒性的一 般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等，目 前最引起关注的是汞、铜、锌、铅、镉、 铬、砷等。
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问题：从环境污染方面来讲，目前最引起关注的重 金属和类金属主要是指哪些？ 答：
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一、水中主要重金属污染物的来源 环境中重金属的污染源主要有5类。
1．地质风化作用 这是环境中基线值或背景 值的来源。 2．各种工业过程 在大多数的工业生产所产 生的废水中均含有重金属污染物。采矿、冶炼、 金属的表面处理以及电镀、石油精炼、钢铁与 化肥、制革工业、油漆和燃料制造等工业生产 均可产生含重金属的废物和废水。如采矿场采 矿过程中以及废矿石堆、尾矿场的淋溶作用。
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3．燃烧引起大气散落 煤炭、石油中的重金 属燃烧时会以颗粒物形式进入空气中，随风迁 移，再随降尘、降水回到地面，随地表径流进 入水体。 4．生活废水和城市地表径流 生活废水可以包 括：①未处理的或只用机械方法处理过的废水； ②通过生物处理厂过滤器的物质，以溶解态或 微颗粒态存在。铜、铅、锌、镉、银的含量受 生活废水显著影响。 5．农业退水 农业生产中可能大量使用含金 属的农药，或在农业土壤中本来即含有一些重 金属，这些金属均可以因淋溶而进入水中。
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水体重金属污染ppt课件
例子：nl型逆流再生Na离子交换器
重金属水污染治理方法
膜分离：膜分离的基本原理是在某种推动力作 用下，利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。 具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、 无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度 高等优点。目前常见的膜分离过程可分为以下 几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤 (Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF)、 反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析 (Electrodialysis，ED)等。
电渗析：电渗析是在外加直流电场的作用下, 利 用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水 中迁移到另一部分水中的物理化学过程。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废 水都适宜用电渗析处理，其中含镍废水处理技 术最为成熟，
重金属水污染治理方法
气浮法：气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。
壳
Y 型 分 子 筛
活性炭
壳聚糖 天然沸石
麦麸
粉煤灰
膨润土
碳纳米管结构
分子筛结构
纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料，由 于其颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时，还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能，因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径，通过 实验确定了吸附的最佳条件：样品体系在pH=10， 震荡时间9min以上的条件下，纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱，洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液（Cu2+和Cd2+）吸附的影响。研究结果表明：吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时，达到了最 佳吸附 条件，对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高，但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。
重金属水污染治理方法
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壳
Y 型 分 子 筛
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纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料，由 于其颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时，还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能，因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径，通过 实验确定了吸附的最佳条件：样品体系在pH=10， 震荡时间9min以上的条件下，纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱，洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液（Cu2+和Cd2+）吸附的影响。研究结果表明：吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时，达到了最 佳吸附 条件，对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高，但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。
水中重金属污染
水体中的重 金属可以通 过食物链转 移富集，放 大。
3、诱发水环境中沉积物中重金属释放的因素
酸可挥 发硫化 物含量
水环境 中配合 剂含量
pH值
氧化还 原条件 的变化
溶解 氧 水流紊 动强度
水体中 盐浓度
盐浓度升高
原因
金属从沉积物 中释放出来的 主要途径之一
碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附 在固体颗粒上的金属离子交换出来
砷
• • • • • 来源：岩石风化、土壤侵蚀、火山作用以及人类活动 淡水中砷含量为0.2-230μg/L，平均为1.0μg/L。 可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中 水生生物能很好富集水体中无机和有机砷化合物 水体无机砷化合物还可被环境中厌氧细菌还原而产生甲基 化，形成有机砷化合物。
在天然水体中，砷的存在形态为H2AsO4-、HAsO42-、 H3AsO3和H2AsO3-。
例如：水体中Ca2＋、Na＋、Mg2＋离子对悬 浮物中铜、铅和锌的交换释放作用 Zn>Cu>Pb(Ca2+作用）
氧化还原条件的变化
在湖泊、河口及近岸沉积物 中一般均有较多的耗氧物质
使一定深度以下沉积物中 的氧化还原电位急剧降低
被其吸附或与之共沉淀的重 金属离子也同时释放出来
铁、锰氧化物可 部分或全部溶解
汞的甲基化既可在厌氧条件下发生，也可在好氧条 件下发生。在厌氧条件下，主要转化为二甲基汞。 在好氧条件下，主要转化为一甲基汞。
微生物的作用 沉积物中的无机汞
剧毒的甲基汞
日本著名的水俣病就是食用含有甲基汞的鱼造成的。
水俣病：1953年在日本 熊本县水俣湾附近的渔村 ，发现一种中枢神经性疾 患的公害病。这种病是由 水俣湾附近的化工厂在生 产乙醛时排放的汞和甲基 汞废水造成的。
重金属在水环境中的配合作用课件PPT
Sn等。
2021/3/10
2
污染特点
1
2
3
4
来源广、 残留时间 长、能沿 着食物链 转移富集， 有放大作 用。
重金属 离子在 自然环 境中不 能被破 坏。
水体中的 某些重金 属可在微 生物作用 下转化为 毒性更强 的金属化 合物。
只要有 微量重 金属即 可产生 毒性效 应。
2021/3/10壤中的重金属来源
施用化肥 农药
污水灌溉
2021/3/10
矿床开发
城市化
固体废弃 物堆积
7
水环境中反应类型
吸附解吸
絮凝聚沉
沉淀溶解
配合作用
2021/3/10
氧化还原
8
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。
MeCO3(s) + Co2+ H2O === Me2+ +2HCO3-
由于吸附作用几乎都富集有Cu2+、Ni2+、Ba2+、 Zn2+、Pb2+、Tl、U等金属。
2021/3/10
16
絮凝聚沉
胶体微粒的聚沉是指胶体颗粒通过碰撞结合成 聚集体而发生沉淀现象，这现象也称凝聚。
影响胶体聚沉的两个主要因素：
微粒电荷：大量阳离子的存在，可促进胶体凝 聚。
水化膜：水化膜使有机胶体微粒距离增大，分 子间作用力变弱，难以聚沉。
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。
胶体的吸附作用是使重金属从水中转入固相的主要途径。
2021/3/10
2
污染特点
1
2
3
4
来源广、 残留时间 长、能沿 着食物链 转移富集， 有放大作 用。
重金属 离子在 自然环 境中不 能被破 坏。
水体中的 某些重金 属可在微 生物作用 下转化为 毒性更强 的金属化 合物。
只要有 微量重 金属即 可产生 毒性效 应。
2021/3/10壤中的重金属来源
施用化肥 农药
污水灌溉
2021/3/10
矿床开发
城市化
固体废弃 物堆积
7
水环境中反应类型
吸附解吸
絮凝聚沉
沉淀溶解
配合作用
2021/3/10
氧化还原
8
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。
MeCO3(s) + Co2+ H2O === Me2+ +2HCO3-
由于吸附作用几乎都富集有Cu2+、Ni2+、Ba2+、 Zn2+、Pb2+、Tl、U等金属。
2021/3/10
16
絮凝聚沉
胶体微粒的聚沉是指胶体颗粒通过碰撞结合成 聚集体而发生沉淀现象，这现象也称凝聚。
影响胶体聚沉的两个主要因素：
微粒电荷：大量阳离子的存在，可促进胶体凝 聚。
水化膜：水化膜使有机胶体微粒距离增大，分 子间作用力变弱，难以聚沉。
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。
胶体的吸附作用是使重金属从水中转入固相的主要途径。
重金属污染PPT课件
血液中的金属汞进入脑组织后， 逐渐在脑组织中积累，达到一 定的量时就会对脑组织造成损 害，另外一部分汞离子转移到 肾脏。进入水体的无机汞离子 可转变为毒性更大的有机汞， 由食物链进入人体，引起全身 中毒作用；易受害的人群有女 性，尤其是准妈妈、嗜好海鲜 人士；
准妈妈们 注意了
砷污染
是人体的非必需 元素，元素砷的 毒性极低，而砷 的化合物均有剧 毒，三价砷化合 物比其它砷化 合物毒性更强。
重金属污染指含有汞、镉、铬、铅 及砷等生物毒性显著的重金属元素 或其化合物造成的环境污染。重金 属一般以天然浓度广泛存在于自然 界中，但由于人类对重金属的开采、 冶炼、加工及商业制造活动日益增 多，造成不少重金属如铅、汞、镉、 钴等进入大气、水、土壤中，引起 严重的环境污染。
重金属污染的特点
富集性、难在环境中降解 水体中金属有利或有害ห้องสมุดไป่ตู้
农药的“最大一日容 许摄取量”(kg．d ),
只有一个地球 只有一个家园
保护靠大家
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
专题研究
重金属污染
化08级4班 冯玲 0810420407
看了这张地图 你有什么感想 啊？重金属污 染已经不容我 们忽视了那 什么是重金属 污染？我们又 能做什么？
123 4 重 重重 重 金 金金 金 属 属属 属 污 污污 污 染 染染 染 的 的的 的 定 特分 防 义 点类 与
治
重金属污染的定义
砷主要在人体的肝、肾、肺、 子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部 位蓄积，与细胞中的酶系统结 合，使酶的生物作用受到抑制 失去活性，特别是在毛发、指 甲中蓄积，从而引起慢性砷中 毒，潜伏期可达几年甚至几十 年，慢性中毒有消化系统症状、 神经系统症状和皮肤病变等。 砷还有致癌作用，能引起皮肤癌，
重金属污染治理PPT课件
10
居室环境与人体健康
铅污染严重 致使 工业城市很少见到太 阳
常喝牛奶可以抵抗 铅污染
11
居室环境与人体健康
汞
汞的排放主要是来自自然源和人为源两部分，自然 源包括：火山活动、自然风化、土壤排放和植被释 放等；人为源指的是因人类活动引起的汞排放，包 括汞的使用、物质当中含有汞杂质以及废物处理引 起的汞排放三大类。
重金属 既可以直接进入大气、水体和土壤，造
成各类环境要素的直接污染;也可以在大气、水体 和土壤中相互迁移，造成各类环境要素的间接污染 。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发 生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的 消除往往更为困难，对生物引起的影响和危害也是 人们更为关注的问题。造成环境污染的重金属主要 指汞、镉、铅、铬，以及具有重金属特性的类金属 砷，也包括锌、铜、钴、镍等。而空气污染并非专 指室外的空气污染，对室内空气污染尤其要提高警 惕。年轻人、白领常待在办公室中，空气污染也不 能小觑。
7
居室环境与人体健康
铅污染
众所周知，铅是神经毒害物，就是脑细胞的杀手 。儿童血液中过量的铅与学习障碍，ADD,ADHD ，智力低下和学习成绩差有关。只有几分钟或者短 期的接触铅都对婴儿，儿童和孕妇以及胎儿构成极 大的风险。一个世纪的深入研究表明铅的害处现在 可以相当确实地识别出来。
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居室环境与人体健康
空气中的重金属是存在于大气颗粒物 (TSP)当中的，而粒径小于10μm的大 气颗粒物(可吸入颗粒物PM10)更含有 高含量的重金属。
据报道，大约75%～90%的重金属分 布在PM10中，且粒径越小，重金属 含量越高。因此，要提取大气中的重 金属，首先得除尘。静电除尘器对小 粒径大气颗粒物的除尘效率高，推荐 使用。收集除尘器内部附灰，即可提 取重金属。
水环境中的重金属1
重金属水解作用
从原子之间的关系看，金属离子的水解作用可以看成是金属离子 和H+对OH-的争夺作用。 离子电位高（离子半径大与电价小）的金属离子(如K+, Na+, Ca2+, Sr2+等)对H+的吸引力小于OH-对H+的吸引力，因此这类离子不易 水解，或者说要在很高的pH值时才能水解。它们往往以简单的 水合离子，Men+ (H2O)n, 形式存在于水中。水中的Ca, Mg等即如 此。
氢氧化锌的沉淀区图
Fe(OH)3与Cu(OH)2的沉淀区
环境中的配位体对重金属的络合作用
水环境中有多种无机和有机配位体，易与重金 属络合，形成各种形态的金属络 合物，影响重 金属在水环境中的迁移。
对某些金属来说，只有很少的量在环境中以游 离形态存在，而主要以各种络离子形式存在：
在富氧淡水中为：Hg(OH)20+ HgCl- (约80%) 在缺氧的底部海水中为： HgS22-(>98%)
重金属离子的水解平衡
M2+ + H2O = MOH+ + H+
水解平衡常数 K1 = [MOH+] + [H+] / [M2+] 改为对数表达式：
pK1 = -log [MOH+] /-log[M2+] + pH
当pK1 = pH时，log [MOH+] /-log[M2+] =0 [MOH+] /-log[M2+] = 1
水环境中的重要配位体
无 S2机2- 等配（位天体然：水OH中-,的C主l -,要H阴CO离3子-, C对O重32金-, F-, 属均有强的配位作用）；
水体重金属污染治理ppt课件
7.离子交换法
利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物 质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到 治理目的。经离子交换处理后，废水中的重金属离子 转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂 上转移到再生废液中。离子交换法的优点是选择性高， 可以去除用其他方法难于分离的金属离子，可以从含 多种金属离子的废水中选择性地回收贵重金属；另外 它既可以去除废水中的金属阳离子，也可以去除阴离 子，可以使废水净化到较高的纯度。离子交换法的缺 点是离子交换树脂的价格较高，树脂再生时需要酸、 碱或食盐等，运行费用较高，再生液需要进一步处理。 因此，离子交换法在较大规模的废水处理工程中较少 采用
8.生物修复法
目前国内外利用生物修复水体重金属污染的研究很 多，根据所用的生物对象不同，可分为以下三种：
（1）植物修复法：是利用重金属积累或超重金属积累水 生植物，将水体中的重金属提取出来，富集输运到植物 体内，然后通过收割植物将重金属从水体清除出去。目 前，人们已经发现许多水生植物能够较好地吸收水中的 重金属离子，水浮莲、印度葵、香蒲和芦苇都已被用来 处理污水。
8.电化学法
电化学法利用电解的基本原理，使废水中重金属 离子通过电解在阳两级上分别发生氧化还原反应 使重金属富集，是近几年发展起来的颇具竞争力 的重金属废水处理方法，主要包括电凝聚法、磁 电解法、电还原法、内电解法等。电化学法具有 无需添加任何氧化剂、絮凝剂等化学药品，不会 或很少产生二次污染，设备体积小、占地少、操 作灵活简单等优点，但也存在着能耗大、成本高、 析氧和析氢等副反应多的不足。
6.离子还原法
离子还原法是利用一些容易得到的化学还原剂， 将水体中的重金属还原，形成难以污染的化合物， 从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性， 以减轻重金属对水体的污染危害。电镀污水中常含 有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-） 的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高， 而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件 下易被还原为三价铬。因此，常采用硫酸亚铁及三 氧化硫将六价铬还原为三价铬，以减轻铬污染。国 内外使用的还原剂包括：二氧化硫、亚硫酸氢钠、 硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、铁屑、硼氢化 钠、连二亚硫酸钠等。目前还原法一般用作废水处 理的预处理方法使用。
重金属在水体中的迁移转化ppt课件
化妆
❖ 主要重金属：汞、铅、铋，来自美白类化妆品、颜色亮丽的唇膏 ❖ “服毒”过程：都市女白领每天都要花费不少时间在化妆上面，嘉琪也不
例外，但她所不知道的是，美白类化妆品中普遍含有汞和铅，汞能减少皮 肤的黑色素生成。铅也有美白效果，可使皮肤明显光滑、白细，黑斑和粉 刺也迅速消退。唇膏中往往含有铋，铋能增加唇膏的光泽。
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第六节 重金属在水体中的迁移转化
重金属的定义
❖ 在化学中一般是指相对密度等于或大于5.0的金 属，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等45 种元素。
❖ 在环境污染研究中，重金属多指Hg、Cd、Pb、Cr 以及类金属等生物毒性显著的元素；其次是指有 一定毒性的一般元素，如Zn、Cu、Ni、Co、Sn等。
（4）微量即可致毒，有长期性累积效应，有生物放大作用 ，可通过母乳和遗传对新生儿产生影响。（水俣病骨痛病 成因，中国松花江汞污染研究）
重金属的来源
1
大气中的重 金属来源
2
水体中的重 金属来源
3
土壤中的重 金属来源
大气中重金属的来源
自然来源：
由宇宙天体作用及 地球上各种地质作 用而使某些重金属 元素进入大气中
❖ 在被重金属污染的水体中，重金属的形态多变，且形态不同毒 性也不同，如铬
❖ 产生毒性效应的浓度范围低，一般为1~10mg/L（Hg，Cd则在 0.001~0.01 mg/L左右）
❖ 重金属污染物不易被微生物分解 ❖ 进入水体的重金属污染物大部分沉积于底泥中，某些重金属离
子及其化合物易被微生物吸收并通过食物链逐渐积累，能在人 体的一定部位蓄积，使人慢性中毒，极难治愈。 ❖ 重金属在水中的迁移转化是以个复杂的过程，与pH、PE有关。
重金属的危害PPT课件
时间：11点30分，午餐
主要重金属：镉、汞、铅、砷、铬等，来自蔬菜、肉类、海鲜、 大米、水果等
主要危害：重金属污染物会在肝脏中储积。铬可导致呼吸系 统癌症；砷中毒表现为疲劳、乏力、心悸、惊厥，还可能致 癌。甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收，其中15%被脑吸收， 脑组织一旦受损难以治疗。
“服毒”过程：午餐时间，与同事一起外出就餐。 知道外面餐馆的饮食可能不太卫生，但却别无选 择。其实，除了卫生状况外，每一道菜都可能富 含重金属。中山大学一 个科研团队于08年3月调 查了珠江三角洲某地级市13个蔬菜生产基地，其 中7个基地的土壤存在重金属污染问题，土壤重金 属超标面积为2100亩，占调查菜 地面积的37.8％。 重金属会从土壤中进入蔬菜中，而动物体内的重 金属则是通过食物链层层传递，并在体内富集起 来。食物中所含的重金属并不能通过水洗、浸 泡、 加热、烹炒等方法减少
砷可以沉积在血管壁上，让血管干瘪， 造成脏器萎缩，小脑萎缩。小脑萎缩了， 你的活动就失衡。我们有很多喝酒的朋 友，酒喝多了，手就这样抖，他就说是 喝酒喝的，告诉你不是，那是因为酒使 血液循环加快，你吃了很多海鲜和VC 的食物，造成小脑萎缩，手就抖了。
镉
镉是剧毒元素，我们吃的蔬菜水 果，特殊是蘑菇里的镉是最多的。 新生儿一出生，体内的铅、汞、 镉就超标的，原因是母亲的血液 中是超标的。
36%：中国农业大学食品工程学院院长罗云波称， 食品中药物残留和重金属对我国食品安全的潜在 巨大，其中，铅和镉污染问题突出，有36%的膳 食铅摄入量超过安全限量，特别是皮蛋的含量比 较高。镉的污染水平也较高，大多数存在于软体 类和甲壳类动物身上。
23.57%：国家疾控中心曾对1000余名0-6岁儿童 铅中毒情况进行免费筛查、监测。结果显示， 23.57%的儿童血铅水平超标。
重金属污染PPT课件
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土壤污染物的来源及危害
大气沉降物：大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗 粒物，通过沉降和降水而降落到地面。20年来， 北欧的南部、北美的东北部等地区，雨水酸度增 大，引起土壤酸化，土壤盐基饱和度降低。大气 层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染。放 射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易 被土壤吸附，滞留时间也较长。
氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用和 未被根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积 累，或转入地下水，成为潜在的环境污染物。土 壤侵蚀是使土壤污染范围扩大的一个重要原因。
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土壤污染物的来源及危害
牲畜排泄物和生物残体：禽畜饲养场的厩肥和屠 宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物 作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的 寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染， 并通过水和农作物危害人群健康。
物理自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等 化学和物理化学(physical chemistry)自净作用
土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性 浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还 原反应起重要作用。
生物化学净化作用(biochemical purification)
土壤镉污染来源：污水灌溉 磷肥等
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镉是银白色有光泽的金属， 加热时表面形成棕色的氧化物 层。高温下镉与卤素反应激烈， 形成卤化镉。也可与硫直接化 合，生成硫化镉。镉可溶于酸， 严重，日本因镉中毒曾出 现“痛痛病”。
镉会对呼吸道产生刺激，长期 暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑 或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道 吸收，但可经呼吸被体内吸收，积 存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾 脏损害最为明显。还可导致骨质2疏5 松和软化。
镉污染致使大量农田荒废，原本收割稻子的季节， 如今只能见到牛羊在田间放养。
土壤污染物的来源及危害
大气沉降物：大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗 粒物，通过沉降和降水而降落到地面。20年来， 北欧的南部、北美的东北部等地区，雨水酸度增 大，引起土壤酸化，土壤盐基饱和度降低。大气 层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染。放 射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易 被土壤吸附，滞留时间也较长。
氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用和 未被根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积 累，或转入地下水，成为潜在的环境污染物。土 壤侵蚀是使土壤污染范围扩大的一个重要原因。
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土壤污染物的来源及危害
牲畜排泄物和生物残体：禽畜饲养场的厩肥和屠 宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物 作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的 寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染， 并通过水和农作物危害人群健康。
物理自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等 化学和物理化学(physical chemistry)自净作用
土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性 浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还 原反应起重要作用。
生物化学净化作用(biochemical purification)
土壤镉污染来源：污水灌溉 磷肥等
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镉是银白色有光泽的金属， 加热时表面形成棕色的氧化物 层。高温下镉与卤素反应激烈， 形成卤化镉。也可与硫直接化 合，生成硫化镉。镉可溶于酸， 严重，日本因镉中毒曾出 现“痛痛病”。
镉会对呼吸道产生刺激，长期 暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑 或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道 吸收，但可经呼吸被体内吸收，积 存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾 脏损害最为明显。还可导致骨质2疏5 松和软化。
镉污染致使大量农田荒废，原本收割稻子的季节， 如今只能见到牛羊在田间放养。