第二节污染物的迁移与转化

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节 污染物的迁移与转化,一、,污染物在环境中的迁移,1、概述：,（,1）,定义：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失的过程。,（,2）,污染物进入环境的途径包括：,人类活动过程中无意排放,工业三废,人类活动过程中故意应用,注：,进入环境的污染物可以在各个环境要素（水、气、土）中发生迁移并输送到很远的距离。污染物的长距离传送，往往由局部性污染引发区域性污染甚至全球性污染，这也是环境污染成为当代主要环境问题的原因之一。,1,2、迁移的方式,（,1）,机械迁移,a、水的机械迁移作用,b、气的机械迁移作用,c、重力的机械迁移作用,（,2）,物理化学迁移,污染物在环境中迁移的最重要的形式。,a、,溶解沉淀作用、络合螯合作用、吸附解吸作用、氧化还原作用、水解作用,b、,化学分解、光化学分解、生物化学分解,（,3）,生物迁移,非常复杂，通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现,例：生物通过食物链对重金属的放大积累作用,2,3、影响迁移的因素：,（,1）,内部因素：污染物自身的物理化学性质：,a、组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力,b 、形成不同的电价离子能力、,c 、水解能力、,d 、形成络合物的能力、,e 、被胶体吸附的能力,f 、原子的电负性、离子半径、电价、离子电位和化合物的键性、溶解度,3,（,2）,外部因素：外界环境理化条件以及区域自然地理条件,酸碱条件,氧化还原条件,胶体的种类、数量,络合配位体的数量、性质,4,二、 污染物的形态和分布,1、形态：环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。,form：外观（形式）；species：内在,包括：,价态，如,Cr（VI）、 Cr（III）,化合态，如有机汞和无机汞,结构态，如同分异构体,络合态,几种重要的形态分类,离子态,代换态,胶体,有机结合态,难溶态,5,2、分布：污染物在环境多组分间分布，不仅指在环境空间的浓度分布，而且还指污染物不同形态、不同相态之间的分配。,例：汞形态的分布,大气：以金属汞和汞蒸汽、二甲基汞以及颗粒态汞等形式存在,水体：水溶性汞，不同价态、多种络合物,沉积物：颗粒态汞,6,三、转化,1、定义,指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程。,2、形式,物理转化：通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变,化学转化：通过各种化学反应,生物转化：通过生物的吸收和代谢作用,7,3、转化的结果：,两种可能：污染物转化为无毒物质或易降解结构,污染物的毒性增强或转化为难降解结构,8,以光化学氧化、催化氧化反应为主,例一：光化学烟雾（Photochemical Smog）,光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。,光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧,(O,3,)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。,例二：酸雨（,Acid Rain）：SO,2,SO,3,4、大气中的转化,9,*,*,图,1-2光化学烟雾形成过程,10,5、,水体中的转化,主要是生化作用,氧化还原作用,天然水体本身是一个氧化还原体系，含有多种无机、有机氧化剂和还原剂，如,DO、Fe,3+,、,Mn,4+,、,S,2,、有机化合物等，对污染物的转化起重要作用。,水体中的氧化还原类型、速率和平衡，在很大程度上决定了水中重要污染物的性质。如：厌氧性湖泊,水体中的许多氧化还原反应均为微生物催化,反应。,11,氧垂曲线（,Oxygen Sag Curve）（P36）,氧垂曲线的定义,在河流受到有机物污染时，由于有机物的氧化分解作用，水体的,DO发生变化。从污染源到河流下游一定距离内，可绘制一条DO逐渐变化的曲线，称之为氧垂曲线。,根据有机物在水体中分解变化和DO的变化，可把受污河流分成几段:,清洁区：未受污染,分解区： 细菌分解有机物， DO下降,腐败区： DO消耗殆尽，进行缺氧分解,恢复区：有机物分解接近完成， DO上升并接近饱和,清洁区：恢复原始状态,12,配合作用,无机配位体：,OH,、,Cl,、,CO,3,2-,、,HCO,3,等,有机配位体：氨基酸、腐植酸、洗涤剂、清洁剂等,生物降解作用：微生物,13,6、土壤中的转化,结构复杂，固、液、气三相,污染物和土壤的理化性质都很重要,生物降解,起重要作用。,各种污染物在环境中的转化过程是复杂的，往往存在相互影响、制约的关系，研究污染物的物理化学和生物的转化机制和过程是阐明污染物的环境行为，迁移转化与归宿和对生态系统影响的基础工作。,14,四、生物地球化学循环,1、概述,、定义：生物的,合成作用,和,矿化作用,所引起的污染物周而复始的循环运动过程。,注：合成作用指生物（主要是绿色植物）将吸收的环境化学物质转变为生物体本身的有机物质的过程。,矿化作用指生物通过代谢作用（包括微生物的分解作用）将生物体的有机物质转化为无机物质或简单的有机物。,、循环过程：生物小循环,、循环机理：污染物与营养物质一同被生物体吸收，在环境与生物体间交换，引起污染物的生物地球化学循环,15,