污染物在环境中的行为与迁移
环境污染物的特征和迁移转化机制解析
环境污染物的特征和迁移转化机制解析环境污染物是指存在于自然环境中，对生态环境和人类身体健康有害的物质或能量的总称。
在日常生活和生产活动中，我们无法避免地会产生各类污染物，其种类繁多、来源广泛。
本文将从环境污染物的特征和迁移转化机制两个方面对污染物进行解析。
一、环境污染物的特征1. 多种性环境污染物从其来源及物理化学性质上来看，种类繁多，不同种类的环境污染物会对环境产生不同的影响。
其中，化学物质是造成环境污染的主要原因，其种类约两万种以上。
2. 持久性环境污染物具有很高的持久性和稳定性，不仅能延长其在环境中的存在时间，而且还能经过生物放大作用，造成广泛的生态风险。
3. 毒性环境污染物还具有很强的毒性，对生物及其生态系统具有杀伤、毒害和累积作用。
这主要是由于环境污染物会破坏生命体内的化学平衡，导致机体免疫力下降，出现疾病。
4. 生物放大作用环境污染物具有生物放大作用，可以通过食物链等方式，被逐级放大，长时间的受害者可能患上癌症、先天缺陷以及其他代谢障碍疾病。
二、环境污染物的迁移转化机制1. 迁移路径环境污染物的迁移转化是通过空气、水、土壤等介质进行的，而这些介质就构成了环境污染物的重要迁移途径。
例如，空气和水是化学污染物在大气中或水中的主要传输介质，而土壤则是化学污染物在地面上的传输介质。
2. 迁移速度环境污染物在介质中的迁移速度受到物理化学条件、环境因素和介质特性的影响。
例如，水中环境污染物往往会被迁移到河流和湖泊中心，而高岭土和泥炭等有机质含量高的介质则会使环境污染物在其中长时间滞留。
3. 转化反应环境污染物在迁移过程中会发生各种转化反应，包括化学反应、光化学反应、生物转化等。
例如，水中环境污染物在受到光照后会发生光化学反应，从而产生一系列有毒的代谢产物，对环境会产生不同的影响。
4. 影响因素环境污染物的迁移转化机制受到各种因素的影响，包括环境因素、物理化学条件、介质特性、生物因素等。
例如，水中环境污染物受到氧化还原条件、生物影响等因素的影响，往往能够发生一系列复杂的转化反应。
第三章 生态毒物在环境中的迁移和转化
三、生物过程： 生物体吸收、生物代谢等。 汞在环境中迁移转化过程
5、吸附作用 吸附作用是发生在固体或液体表面对其他物 质的一种吸着现象，也是影响污染物在环境 中迁移转化的重要作用力。
如胶体颗粒吸附作用
表面吸附、离子交换吸附和专属吸附等
表面吸附： 表面吸附 物理吸附 ，由于胶体表面具有巨大的比表 面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用。胶 体表面积越大，吸附作用越强。 离子交换吸附： 离子交换吸附：环境中大部分胶体带负电荷，容易吸 附各种阳离子。胶体每吸附一部分阳离子，同时也 放出等量的其他阳离子，这种作用称为离子交换吸 附作用，属于物理化学吸附。该反应是可逆反应， 不受温度影响，交换能力与溶质的性质、浓度和吸 附剂的性质有关。
2、水的机械性迁移 包括在水中的自由扩散作用和被水流搬运的 作用。 3、重力的机械迁移作用 指污染物及其搬运载体在重力作用下的迁移 运动。 如空气、水中颗粒物的沉降
二、物理-化学性迁移 是污染物在环境中最基本的迁移过程 1、风化淋溶作用 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于水中的 过程，其作用的结果是产生 游离态的元素离 子。这些游离态离子具有较大的生物活性。
第三章 毒物在环境中的 迁移和转化
第一节 概述
毒物的迁移和转化（tansport and transformation) 即指毒物在环境中发生的各种变化过程。也称为环 境行为(environmental behavior)或环境转化 (environmental fate)。 研究毒物在环境中的迁移和转化过程和规律，对阐 明生物在环境中接触的是什么毒物，以及接触的时 间、途径、浓度、方式和条件等都具有十分重要的 毒理学意义，而且对有效防治环境污染和生态破坏， 保护和促进生态平衡都是很有必要的。
污染物的迁移和转化
都可以作为配位
体与金属离子络 合
2.2.2.5吸附作用
吸附是发生在固体 或液体表面对其它 物质的一种吸着现 象。污染物在土壤 中的吸附常常受到 土壤中有机质含量， 土壤颗粒大小，粘 土矿物成分，pH， 阳离子交换能等土 壤理化性质的影响。
=SurfOH指铁，铝和锰氧化物表面
2.2.2.6 氧化还原作用
Zn2+ + NH3
ZnNH32+
Hg2+ + 2OH Hg(OH)2 +Cl Hg2+ + ClHg2+ + 2ClHg2+ + 3ClHg2+ + 4Cl-
Hg(OH)2 Hg(OH)Cl HgCl+ HgCl2 HgCl3HgCl42-
吸附力强 吸附力弱
环境中的 OH-， Cl-，HCO3-， CO32-及含NH2，-OH，COOH，-SH等
生物累积的程度可用生物累积系数 bioaccumulation factor, BAF 表示。
BAF=某一生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的 浓度/同一生物生长发育较前阶段体内蓄积该污染物的浓 度
生物累积某种污染物的浓度水平取决于该生物摄取和消 除该污染物的速率之比，如果摄入量大于消除量，就会 发生生物积累。
地下水污染或是 造成癌症村现象 的首因
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
指污染物及其搬运在体在重力作用下的迁移运动。
➢吸附了污染物的气溶胶，颗粒物，悬浮物等主要以 重力沉降的方式在环境中的迁移。
➢污水设施中污染物逐渐沉积在污泥中，随污泥的处 理而迁移。
➢机械搬运污染物的行为是污染物迁移的重要方式。 如污染物以原材料，成品或包装材料的形式被远距 离运输。
环境化学第6章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
体内的许多器官产
生影响 。
2020/10/27
砷 中 毒 肾 病
砷中毒皮肤组织增殖细胞
第二节 有机污染物
大量的有机化学品以各种形式进入 环境，产生各种各样的环境效应，直接 或间接地危及人体健康。其中以对生态 环境和人类健康影响最大的难降解的、 有致癌、致突变作用的有机物的环境行 为最受人们关注。
2020/10/27
பைடு நூலகம்
3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原 湖底沉积物中甲基汞可被某些细菌
降解而转化为甲烷和汞。也可将Hg2+还 原为金属汞。
CH3Hg+ +2H
Hg+CH4+H+
HgCl2+2H
Hg+2HCl
2020/10/27
4、汞的生物效应
甲基汞能与许多有机配位体基团结 合，如-COOH、 - NH2、 - SH、 - C S - C - 、 - OH等。由于烷基汞具有高脂 溶性，且它在生物体内分解速度缓慢（其 分解半衰期为70d），因此烷基汞比可溶 性无机汞化合物的毒性大10—100倍。
2020/10/27
卤代烃在大气中的转化
卤代烃的转化
对流层 含氢卤代烃与HO自由基的反应
2020/10/27
平流层
受到高能光子的攻击而被破坏
多氯联苯（PCBs）
多氯联苯的结构与性质
多氯联苯是一组由 多个氯原子取代联苯分子 中氢原子而形成的氯代芳 烃类化合物。
由于PCBs理化性质稳定，用途广泛，已成 为全球性环境污染物，而引起人们的关注。
多氯代二苯并二恶英（PCDD ）和多氯代二苯并呋喃（PCDF） 是目前已知的毒性最大的有机氯 化合物。他们是两个系列的多氯 化物。其结构式为：
地球化学对污染物迁移与转化机制的解析
地球化学对污染物迁移与转化机制的解析在我们生活的地球上，污染物的存在是一个不可忽视的问题。
从工业排放的废气废水，到农业中使用的化肥农药，再到日常生活中产生的垃圾废弃物，各种各样的污染物正以不同的方式影响着我们的环境和健康。
而地球化学作为一门研究地球物质化学组成、化学作用和化学演化的科学，对于理解污染物在环境中的迁移与转化机制起着至关重要的作用。
污染物进入环境后，并不会静止不动，而是会在各种自然因素的作用下发生迁移。
地球化学过程中的水动力作用就是影响污染物迁移的一个重要因素。
水是自然界中最活跃的介质之一，它能够携带污染物在河流、湖泊、地下水等水体中流动。
例如，工业废水排入河流后，会随着河水的流动向下游扩散。
水流的速度、流量以及水体的物理化学性质都会影响污染物的迁移速度和距离。
除了水动力作用，土壤和岩石等地质介质对污染物的吸附和解吸也是其迁移的重要途径。
土壤中的黏土矿物和有机质具有较强的吸附能力，可以将污染物吸附在表面，从而限制其在环境中的迁移。
然而，当环境条件发生变化时，比如 pH 值的改变、温度的升高或者其他化学物质的竞争吸附，被吸附的污染物又可能会重新解吸进入环境，继续迁移。
大气也是污染物迁移的重要载体。
一些挥发性的污染物，如有机污染物和重金属汞等，可以通过蒸发进入大气，然后随着大气环流进行远距离的传输。
在这个过程中，污染物可能会经历一系列的化学反应，从而改变其化学形态和毒性。
污染物在迁移的过程中，同时也会发生转化。
化学转化是其中的一种常见方式。
例如，一些有机污染物在氧气和微生物的作用下，可以发生氧化反应，分解为较为简单的化合物。
而一些重金属污染物，如铬，可以在不同的氧化还原条件下，从一种价态转化为另一种价态，从而改变其毒性和迁移能力。
生物转化也是污染物转化的重要机制之一。
微生物在污染物的转化中发挥着关键作用。
它们可以通过代谢活动将复杂的有机污染物分解为无害的物质，或者将某些污染物转化为更容易被其他生物吸收和利用的形式。
污染物在环境各圈的迁移转化PPT.
(2)表面活性剂亲水基团的相对位置对其性质的影响：一般情 况下．亲水基团在分子中间者比在末端的润湿性能强，亲水基 团在分子末端的比在中间的去污能力好
(3)表面活性剂分子大小对其性质的影响： 同一品种的表面活性剂，随疏水基团中碳原子数目的增加．其 溶解度有规律地减少；而降低水的表面张力的能力有明显地增 长。 一般规律是：表面活性剂分子较小的，其润湿性、渗透作用比 较好； 分子较大的，其洗涤作用、分散作用等较为优良。
(4)表面活性剂疏水基团对其性质的影响： 如果表面活性剂的种类相同，分子大小相同则一般有支链结构 的表面活性剂有较好润湿、渗透性能。 具有不同疏水性基因的表面活性剂分子其亲脂能力也有差别， 大致顺序为：脂肪族烷烃＞环烷烃＞脂肪族烯烃＞脂肪族芳烃 ＞芳香烃＞带弱亲水基团的烃基。
三．表面活性别的来源、迁移与转化
• (2)迁移与转化:
•
挥发 沉降 吸附
• 多氯联苯→大气→水体→沉积物
•
↓
•
生物
• (3)光化学降解与生物转化
• (4)毒性与效应:抑制水生植物生长,减少光合作用,改变物种 的群落结构和自然海藻的总体组成,
• 致癌\致畸形
2.1有机卤代物
• 三、多氯代二苯并二恶英(PCDD)和多氯代二苯并呋喃 (PCDF)
②非离子表面活性剂：带有支链和直链的烷基酚乙氧基化合 物属于很硬和硬两类，而仲醇乙氧基化合物和伯醇乙氧基化 合物则属于软和很软两类。生物降解试验表明：直链伯、仲 醇乙氧基化合物在活性污泥中的微生物作用下能有效地进行 代谢。
③阳离子和两性表面活性剂：由于阳离子表面活性剂具有 杀菌能力，所以在研究这类表面活性剂的微生物降解时必须 注意负荷量和微生物的驯化。
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。
无机污染物迁移、转化和归宿
无机污染物进入河流中的迁移、转化和归宿对无机污染物而言，特别是重金属和准金属等污染物，一旦进入水环境，均不能被生物降解，而其他大部分无机污染物经过分解，转化形态之后可以组成生物细胞的成分而被彻底利用，包括无机元素与金属元素。
无机污染物（以重金属为主体）主要是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在水环境中通过一系列物理化学作用，如溶解--沉淀作用、氧化--还原作用、水解作用、络合和螯合作用、吸附--解吸作用等实现的迁移和转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程。
重金属（Hg、Cd等）在迁移过程中可富集于底泥，成为长期潜在的有害污染源或通过食物链富集。
污染物在迁移转化的过程中，主要受污染物自身的理化性质以及外界环境的物理化学条件和自然地理条件影响。
简单的内部因素可主要为组成化合物的能力、形成不同价位离子的能力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力。
一般来说，由共价键结合的污染物容易进行气迁移；由离子键结合容易进行水迁移。
外部因素主要指环境的酸碱环境、氧化还原条件、交替种类以及数量和性质等。
如酸性环境有利于钙、锶、钡、锌、镉等迁移；碱性环境则有利于硒、钼和五价钒的迁移。
氧化条件有利于铬、钒、硫的迁移；还原环境有利于铁、锰等的迁移。
从微生物的角度以及水体溶解氧的情况（水体复氧及耗氧）来分析无机污染物进入河流的迁移转化问题，我们需要考虑到，在河流表层部分，溶解氧较充足，处于较高的氧化还原电位，主要存在好养性微生物，其元素将以氧化态存在，碳成为CO2，氮成为NO3-，铁成为Fe(OH)3沉淀，硫成为SO42-；在中间部分，溶解氧相对较少，是一个兼型层，兼有氧化和还原作用，主要由兼性微生物生存；在底层，水体处于还原环境，其元素都将以还原形态存在，碳还原成CH4，氮形成NH4＋，硫形成H2S，铁形成可溶性Fe2+。
在相应微生物作用下，完成相应元素的物质循环。
综上分析，污染物的转化，往往与迁移相伴进行，并且实现污染物迁移的途径是彼此相互作用的，是一个统一体，并不能将其独立开来，对于自净体系而言，无机污染物迁移转化的过程较为复杂，下图简以说明。
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污染物在环境中的行为与迁移污染物是指对环境有害的物质，它们可能会对人类、动物和植物造成危害，并且对自然环境带来不良影响。
许多污染物是由工业、农业、交通以及家庭排放的废物产生的。
这些污染物在环境中的行为与迁移非常复杂，需要我们深入了解它们的物理化学性质和生物效应。
一、污染物的传输途径
污染物在环境中的传输途径包括大气、水体、土壤、生物等多个方面。
其中，大气是污染物最主要的传输途径。
许多污染物从工厂的烟囱中排出，然后进入大气中。
这些污染物在大气中可以通过沉降、扩散、混合等方式向周围环境传播。
水体也是污染物的重要传输途径。
许多污染物从河流、湖泊和海洋中释放，然后通过水流的方式向周围环境传播。
土壤也可以传输污染物，在污染物释放后，由于土壤吸附和降解污染物的能力，会导致污染物在土壤中长时间停留。
最后，生物也是污染物的传输途径之一，许多动物吃了污染物的植物或水生物，会导致污染物在食物链中的扩散。
二、污染物在环境中的行为
污染物在环境中的行为受到许多因素的影响，如污染物的物理
化学性质、环境的特点以及气象条件等。
污染物的行为可分为两类：主动性行为和被动性行为。
1. 主动性行为
污染物在环境中的主动性行为指其在环境中的自发迁移，包括
扩散、沉降、混合等。
扩散是指污染物从高浓度区域向低浓度区
域的移动。
污染物分子在高温和高湿度下可以快速扩散。
沉降是
指污染物在大气中的沉降作用，通常是通过雨水和积雪降下来。
混合则是指污染物在环境中的混合作用，通常是指不同化学物质
之间的混合作用。
2. 被动性行为
污染物在环境中的被动性行为指其在环境中的被加工转化，包
括吸附、生物降解、化学反应等。
尤其是污染物在土壤中的吸附
作用很明显，土壤中的颗粒、质量密度以及电荷等特性，均会影
响污染物的吸附效果。
化学反应可以改变污染物的物理化学性质，使其变得更容易被降解。
三、污染物对环境的影响
污染物对环境的影响主要有以下几个方面：
1. 大气污染：大气污染会影响人类的健康，特别是对肺类疾病、心血管疾病的发病率影响。
而大气污染也会影响动植物的生长和
繁殖，破坏生态平衡和环境质量。
2. 水质污染：水质污染会导致水资源变质，影响人类和动物的
生存和健康。
同时，水污染还对水生生物产生不良影响，破坏水
生态环境。
3. 土壤污染：土壤污染会影响粮食生产，破坏农田环境，同时
还可能对动植物产生不良影响。
4. 生态污染：生态污染会破坏生态平衡并对人类健康造成潜在
威胁。
总的来说，污染物在环境中的行为与迁移过程十分复杂和多变，我们需要通过分析各种因素的影响，了解污染物的行为和途径，
以此保护环境和生命的健康。