大连理工大学环境学院 典型无机污染物的来源、环境行为及危害 汇报人：张宇晶 小组成员：刘梦薇、姜婷婷、张宇晶、申靖雅.

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1 大连理工大学环境学院 典型无机污染物的来源、环境行为及危害 汇报人：张宇晶 小组成员：刘梦薇、姜婷婷、张宇晶、申靖雅

2 主要内容 汞 1 2 镉 3 铅 氰化物 4

3 汞（Hg） 汞是环境中毒性最强的重金属元素之一 它具有持久性、长距离迁移性和生物富集性
元素汞在自然界中能够转化成剧毒的烷基汞，并通过食物链高度富集和放大。 国际上非常关注的环境问题之一

4 汞的来源 土壤：燃煤、有色金属冶炼 大气：含汞金属的冶炼废气以及化石燃料燃烧 水体：氯碱、塑料、电子、炼金和雷汞生产排放的废水
汞在电子电器产业、冶炼以及氯碱等很多领域都有应用，在日常生活中也有很多接触汞污染的机会，补牙材料以及某些美白祛斑的化妆品中都含有汞化合物。 煤炭中含有汞元素，燃煤产生的烟尘会排放到大气中污染大气，也会通过干湿沉降降落到土壤与水体中。

5 汞的来源 联合国环境规划署的报告指出，各种人类活动每年向大气排放汞的量为1900～2200吨，其中以煤为燃料的火力发电、焚烧垃圾每年向大气中排放的汞达1500吨，占人类向大气排放汞的70％，而亚洲排放860吨，为全球最高。 中国是目前世界上用汞量最大的国家，同时中国每年排放汞约600吨，占全球汞排放总量的1/4

6 汞的来源 自然界中本身存在着汞的循环，这些循环是我们不能控制或者说是不影响人类的生存和生活的
原料中的汞 减少消费、使用可替代原料、过程末端治理 产品或活动中有意使用的共 减少消费、循环利用、寻找代替品、过程末端治理

7 大气中汞的化学行为 气相反应 水相反应（云、雾滴和气溶胶粒子）; 气相与固相之间的氧化还原反应 气相和水相中的氧化还原反应;
固相（不溶性微粒物）与液相（云滴）间的反应 汞的熔沸点很低，易挥发。汞污染物在大气中的转化模型，他可以在液相如云滴、雾滴，固相如悬浮颗粒物，以及气相之间发生氧化还原反应，进行转化 Model of interactions between mercury species in the atmosphere. the 2001 Special Issue of Atmospheric Environment (vol. 35, no. 17)

8 水体中汞的化学行为 DM 二甲基汞 MM甲基汞 sedementation 沉积物 汞进入水体后，离子态的汞可以发生氧化还原反应生成单质态的汞，挥发到大气中 也可以通过微生物代谢 需氧和厌氧 生成甲基汞，也可以通过化学反应完成甲基化。 同时也存在汞的去甲基化，因此水体中测得的甲基汞实际是净甲基汞的含量。去甲基化主要是需氧微生物 液相与生物相之间分配 在生物体内蓄积的汞的主要形式是甲基汞 鱼 开放水体二甲基汞含量较少，可能由于发生光化学降解或者挥发进入大气，有待研究 Figure 2.2 Dynamic interactions between the various mercury species in ocean waters (based on Mason and Fitzgerald, 1996)

9 汞的毒理学 单质汞及无机汞化合物 汞主要暴露途径：蒸汽吸入、牙科用汞合金、某些特殊工作 无机汞食物是主要来源，还有某些化妆品接触
引起人类的神经和行为障碍，具体症状包括震颤，情绪不稳，失眠，记忆力减退，神经肌肉的变化，和头痛 ；此外，还会对肾脏和甲状腺造成影响，高浓度造成死亡。 根据IARC，目前未列入致癌性物质

10 汞的毒理学 有机汞（甲基汞、二甲基汞） 暴露来源：饮食，尤其是鱼类及其他海产品
神经毒物，神经组织是其主要的靶器官，特别会对发育中的大脑造成的不利影响。 对心血管系统产生不良影响 可能致癌（IARC） 容易通过胎盘屏障和血-脑屏障，在怀孕期间的孕妇和婴儿风险很高。

11 对环境的影响 汞对环境的影响的一个非常重要的因素是其建立在生物和沿食物链传递的能力 鱼类对汞的生物积累作用强烈，尤其是甲基汞。
对鸟类生殖、繁衍有很大影响，使蛋壳变薄，使孵化率降低等 影响土壤微生物的活性

12 铅（Pb） 铅及其化合物是一种难降解的环境污染物,性质稳定。它的毒性特别大，是毒性最大的重金属之一。

13 铅对人体的危害 人体中的铅来源于各种途径的环境铅暴露,如空气、土壤、灰尘、食品、饮水、油漆、室内装饰、吸烟等。儿童由于有吮手习惯,呼吸速率和胃肠吸收率较成人高,更易受到铅的毒害

14 铅对人体的危害 对人体的影响： 神经系统（为主） 消化系统 骨髓造血系统 免疫性
铅在重金属中的毒性是最大的一个，它作用于人体的各系统和器官，并以神经毒性为主。在人体内对许多器官和生理功能产生危害，其危害主要包括一下几个方面。⑴铅对人的神经系统又损害作用，它会使神经发生变性阻碍神经冲动的传递。⑵铅对人体消化系统又很大影响，因为铅会对肝脏的损害十分大，会造成肝硬化或是肝坏死。⑶铅对骨髓造血系统产生破坏作用，由于铅抑制相关酶的活性，从而降低血红素，使红细胞内的钠、钾、水脱失，造成中毒性贫血。⑷铅对免疫系统的危害也很大，它会使白细胞减少，包细胞的吞噬作用下降，从而降低了机体免疫功能。 14

15 铅在环境中的环境行为 (1)与土壤胶体吸附; 在中性和弱碱性水中铅的浓度受氢氧化铅所限制。水中铅含量取决于Pb(OH)2的溶度积。
大气中 铅 干沉降 湿沉降 水中 土壤中 与其他离子结合 被悬浮物吸附 吸附一解吸 积累、迁移和转化 在中性和弱碱性水中铅的浓度受氢氧化铅所限制。水中铅含量取决于Pb(OH)2的溶度积。 水中悬浮物有腐殖质、胡敏酸以及粘土矿物质 铅在土壤中的积累、迁移和转化受制于其在土壤体系中的生物、物理过程和氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸、络合解离、酸碱等化学过程 (1)与土壤胶体吸附; (2)与腐殖质发生离子交换； (3)与腐殖酸或富里酸等结合或螫合； (4)发生化学反应产生沉淀。 在偏酸性天然水中水中铅离子浓度受硫化铅所限制。 15

16 镉（Cd） 镉镍合金—飞机发动机的轴承材料 电镀、油漆着色剂 塑料稳定剂 光敏元件制备 电池生产 镉化合物可用作杀虫剂
这些行业的发展必然导致大量的镉进入土壤 水体和大气环境。 镉化合物可用作杀虫剂

17 镉的来源 土壤 水体 大气 气型：含镉工业废气扩散并自然沉降 蓄集于工厂周围的土壤中 水型：铅锌矿的选矿废水和有关工业
（电镀、碱性电池等）废水排 入地面水或渗入地下水 大气中的铅锌矿以及有色金属冶炼、燃烧、塑料制品的焚烧形成的镉颗粒都可能进入水中；在城市用水过程中，由于容器和管道的污染也可使饮用水中镉含量增加 土壤 地表径流 水体 自然因素：大自然中的岩石和矿物---硫镉矿 人为因素：通过工农业生产活动直接或间接地将镉排放到环境中 工业废水：硫铁矿石制取硫酸 磷矿石制取磷肥 大气 钢铁工业、废物灰化、火山活动

18 镉在土壤中的行为和对土壤的影响 土壤中镉的形态有离子态、可交换态、吸附态、化学沉淀态和难溶络合态。
镉在pH值较高，尤其是含有较多CaCO3的碱性土壤中活性低，不易迁移，酸性条件下易迁移，毒性增强。 离子态和可交换态毒性强。 Ph值大，阳离子交换量大，镉的溶解性差，不易迁移。土壤矿质黏粒和胶体 改变土壤理化性状，抑制土壤微生物的繁殖和土壤酶的活性，降低土壤中生化过程的速度

19 植物中的Cd 非代谢吸收：阳离子交换、扩散 植物吸收 代谢吸收
被根系吸收的镉可分为四部分：自由扩散部分、轻松可交换部分、牢固键结合部分和形成共质部分。 抑制植物水分、养分的吸收、抑制酶的活性，影响光合作用、呼吸作用、蒸腾作用。 运输与分布：在木质部内以自由离子态或阳离子化合物形式，在茎内呈明显的浓度梯度规律。动力为蒸腾拉力。 在植物体内的分布量：根＞茎＞叶 ＞籽实

20 毒性与危害 肾毒性：慢性镉中毒则会引起肾小管病变，继而使肾功能衰竭 骨毒性：引起骨质疏松、软骨症和骨折
致癌作用：急性或长期吸入氯化镉引起肺部炎症、支气管炎、肺气肿、肺纤维化乃至肺癌 生殖毒性：影响男性生殖能力 镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性 环境中的镉不能生物降解，随着工农业生产的发展，受污染的镉含量也逐年上升 镉在体内的生物半衰期长达10-30年，为已知的最易在体内蓄积的毒物

21 氰化物 带有氰离子（CN−）或氰基（-CN）的化合物
无机氰化物，是指包含有氰根离子(CN−)的无机盐，可认为是氢氰酸(HCN)的盐，常见的有氰化钾和氰化钠，它们多有剧毒。 有机氰化物，是由氰基通过单键与另外的碳原子结合而成。视结合方式的不同，有机氰化物可分类为腈(-CN)和异腈(-NC)，相应的，氰基可被称为氰基(-CN)或异腈基(-NC)。 其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。 氰化物的构造式

22 氢化物的来源 天然来源：少量存在于天然物质中，如苦杏仁、枇杷仁、桃仁、木薯和白果等。
人为来源：水中氰化物的主要来源为工业污染。电镀工业是排放最多，也广泛用于采矿提炼、摄影、冲印、金属表面处理、煤气、染料、塑料、合成纤维以及洗涤等行业，这些行业都会排放工业含氰废水 另外，氰化物还被大量用于黄金开采中

23 氰化物的环境地球化学行为 废水氰化物在动态、静态条件下的降解规律都符合负指数方程，即： Ci=C0e-kt
其中：Ci为氰化物(CN-）在水体中某一时刻的含量（mg/L)； C0为在水体中氰化物(CN-）的初始含量（mg/L)； t为降解时间（h)； K为降解系数(h-1)。 其中在河流中的降解规律为Ci=C0e-kL(其中L为流动的距离），但较室外静态与室内动态模拟实验的降解速度大得多，说明在天然河流的流动状态下，高的溶解氧、强烈的日照及生物活动更有利于氰化物的降解。

24 氰化物的环境地球化学行为 不同气候条件下氰化物的迁移、分布和自然降解有显著差异。
例如，废矿堆表层由于光照强、温差大、与氧接触充分，氰化物的降解速度非常快；而下层废渣氰化物由于无光照，温度相对较低且变化较小，与氧接触不充分，成还原条件，氰化物降解慢，成为地面水、地下水和土壤潜在、持久的污染源。

25 氰化物的危害 氰化物是剧毒物质 急性中毒：误服氰化物,可在胃内解离成氢氰酸, 迅速吸收血液中。在血液中,氢氰酸可以立即直接与红细胞中的细胞色素氧化酶相结合, 造成细胞窒息、组织缺氧。呼吸衰竭乃是氰化物中毒致死的主要原因 机理：氰离子对重金属离子的超强络合能力，氰离子极易与含有铁，金等等的不同种类的呼吸酶结合，引致酶的活性失去，不能进行氧化还原反应生成水和ATP，使整个电子传递链不能进行，引致细胞不能进行需氧呼吸以获取足够能量，引致细胞内窒息导致人体死亡。 在血液中,氢氰酸可以立即直接与红细胞中的细胞色素氧化酶相结合,从而使其功能受到抑制,这是由于氰基与氧化型细胞色素氧化酶结合,并阻碍其被还原为还原型细胞色素氧化酶,因而使体内的氧化还原反应不能进行,造成细胞窒息、 组织缺氧。 25

26 氰化物的危害 慢性中毒：有关氰化物的慢性中毒多见于吸入性中毒， 其症状为头痛、呕吐、头晕等,长期接触则会发生帕金森综合症。主要原因系统发生细胞退行性变和引起甲状腺功能低下。 氰化物是一种专一性的非竞争性抑制物，和酶的反应也是永久性，不能够随时间和酶分开，使酶恢复正常。

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