重金属污染资料PPT课件.ppt

重金属及其化合物 重金属的毒害作用通过食物进入人体 不易排泄 能在人体的一定部位积累 使人慢性中毒 极难治疗 2019 12 20 1 金属污染物 1 镉 水迁移性元素 仅硫化镉难溶主要以Cd2 状态存在还可生成多种可溶性配合物如CdOH CdCl42 Cd NH3 32 天然水体中镉的溶解度受碳酸根或羟基浓度所制约水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力 占90 以上 水生生物对镉有很强的富集能力 富集因子可达1000以上 2019 12 20 2 在所有的金属元素中 镉是对人体健康威胁最大的有害元素之一 镉不是人体必需的元素 主要积累在肾脏和骨骼中从而导致贫血 代谢不正常 高血压等慢性病 镉还导致肺水肿 高血压 贫血 骨软化症和嗅觉减退甚至丧失等病症 烟草对镉有很强的吸收和蓄积作用 所以 吸烟能够明显地增加镉在人体内的含量 1972年 联合国粮农组织和世界卫生组织将镉列为第三位需要优先研究的食品污染物 排在第一位和第二位的是黄曲霉毒素和砷 在 危害全球环境的化学物质和化学过程清单 上 排在前四位的化学物质依次是镉 铅 汞和二氧化碳 镉若与氰 铬等同时存在时 毒性更大 2019 12 20 3 1931年日本富山发生 痛痛病 20世纪初期开始 人们发现日本富山县的水稻普遍生长不良 1931年又出现了一种怪病 患者大多是妇女 病症表现为腰 手 脚等关节疼痛 病症持续几年后 患者全身各部位会发生神经痛 骨痛现象 行动困难 甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦 到了患病后期 患者骨骼软化 萎缩 四肢弯曲 脊柱变形 骨质松脆 就连咳嗽都能引起骨折 患者不能进食 疼痛无比 常常大叫 痛死了 痛死了 Itai Itai有的人因无法忍受痛苦而自杀 这种病由此得名为 骨癌病 或 痛痛病 Itai ItaiDisease 2019 12 20 4 骨痛病 是由于炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源而引起的 神冈的矿产企业长期将没有处理的废水排放注入神通川 致使高浓度的含镉废水污染了水源 用这种含镉的水浇灌农田 稻秧生长不良 生产出来的稻米成为 镉米 镉米 和 镉水 把神通川两岸的人们带进了 骨痛病 的阴霾中 1961年 富山县成立了 富山县地方特殊病对策委员会 开始了国家级的调查研究 1967年研究小组发表联合报告 表明 骨痛病 主要是由于重金属尤其是镉中毒引起的 2019 12 20 5 中国 镉米 四川德阳地区中国地质大学2008年研究显示 绵竹 什邡等地居民大米 小麦镉摄入量超标2倍至10倍 广西阳朔兴坪镇多位村民疑似 骨痛病 初期症状 广东大宝山矿区中山大学2010年研究显示 21个水稻品种镉和铅超标率分别达100 和71 湘西凤凰铅锌矿区中科院地理所2008年研究表明 稻米铅 砷污染严重 江西大余钨矿区江西有色地质4队1997年研究显示 水稻镉超标 2019 12 20 6 2 汞 水体中Hg2 Hg OH 2 CH3Hg CH3Hg OH CH3HgCl C6H5Hg 为主要形态 悬浮物和沉积物中Hg2 HgO HgS CH3Hg 2S为主要形态 生物相中Hg2 CH3Hg CH3HgCH3为主要形态 汞形成配合物是汞能随水流迁移的主要因素之一Hg2 易被水中有机质 微生物或其他还原剂还原为Hg 即形成气态汞 并由水体逸散到大气中 水中悬浮物能大量摄取溶解性汞 使其最终沉降到沉积物中剧毒的甲基汞有很强的亲脂性 通过食物链逐级富集最终对人类造成严重威胁 2019 12 20 7 水俣是日本有名的一个小镇 全镇将近4万左右的居民 它的周围村庄还住着大量的农民和渔民 在1925年 日本氮肥公司在这建了一个工厂 生产氮肥 醋酸乙烯等化学品 20多年过去了 在水俣湾附近的小村子里 出现了许多莫名其妙的疯猫 它们刚开始走路不稳定 摇摇晃晃的 过了一段时间神色慌张 还不停的抽搐 最后跳到海里淹死了 但疯猫的出现并没有引起当地人们多大重视 水俣病 2019 12 20 8 又过了好多年 水俣湾出现了许多得怪病的人 他们一开始口齿不清 后来走路不稳 再过段时间发展到耳聋眼瞎 四肢无力 神经失常 他们有时兴奋 有时酣睡 最后高叫兴奋着死去 疯猫的症状与人的症状十分相象 怪病是氮肥厂排出的污水引起的 这些居民和家猫吃多了带毒的鱼虾 就等于人吃了含有汞的食物 汞在人体内的积聚随着时间和饮食越来越多 大脑神经系统受到严重损伤 每当发作起来就会狂蹦乱跳 因为这种怪病发生在水俣地区 因而被当地的人们做 水俣病 2019 12 20 9 至少有150人因此丧命或终生残疾 不少婴儿出生时有畸形或脑损伤 因为政府没有及时采取有效措施 废水平时照旧排入大海 使水俣病在日本地区迅速传播 工厂主拒绝他人来检查 直到10年后 工厂主才承认负有责任 该厂于1966年关闭 但那时已给水留下了严重的后遗症 幸存者面临极度艰难和困苦的生活 随之便是痛苦的过早死亡 现在 日本的报刊 杂志还有关于水俣病患者的报道和新闻 可见水俣病有多深的危害 2019 12 20 10 许多家庭必须照料无助的受害者 其中许多是儿童 水俣的年轻妇女怕生孩子 因为怕生下的孩子万一智力迟钝或畸形 自从那塑料工厂关闭和停止排放可怕的废料以后 30年过去了 今天 许多当年的受害者还活着 2019 12 20 11 3 铅 天然水中铅主要以Pb2 状态存在 其含量和形态明显地受CO32 SO42 OH 和Cl 等含量的影响铅可以PbOH Pb OH 2 Pb OH 3 PbCl PbCl2等多种形态存在在中性和弱碱性的水中 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 在偏酸性天然水中 水中Pb2 浓度被硫化铅所限制 水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用 因此铅化合物的溶解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致天然水中铅含量低 迁移能力小的重要因素 2019 12 20 12 铅污染的发现 卡莱尔 C 帕特森 ClairCameronPatterson 和他的无铅汽油 最伟大的科学家总是抛弃那舒适的生活只为一丝照亮未来的光芒去践行那看似不可能的道路是什么使他们前行 因为在科学的处女地能发掘到人生的美和意义于是他们甘心被它奴役护卫着人类的命运卡莱尔 C 帕特森1981年8月23日 2019 12 20 13 2019 12 20 14 2019 12 20 15 2019 12 20 16 2019 12 20 17 2019 12 20 18 2019 12 20 19 2019 12 20 20 2019 12 20 21 2019 12 20 22 2019 12 20 23 2019 12 20 24 2019 12 20 25 2019 12 20 26 2019 12 20 27 2019 12 20 28 2019 12 20 29 政府于1966年主持了关于铅的听证会 为了干扰听证会 巨头们特地运作 把听证会选在了帕特森在南极洲的时间 但他出人意料的在第五天出席了 2019 12 20 30 听证会上 石油公司的律师不断咆哮 基欧博士是这个领域最权威的最有经验的 而他 帕特森 他什么都不是 他们一再强调和鄙夷帕特森只是加州理工学院的一名小小的技术员 在圈子里没有任何实际的学术地位 2019 12 20 31 知名的地质学家甘特 福尔评价 帕特森是一个圣人 他取得的成就应该是牛顿以下 伽利略以上 然而直到如今 提到克莱尔 帕特森 绝大部分人都不知道这么一个伟大的英雄 他低调了一辈子 甚至据说在某期 自然 杂志上 名字被拼错 被当做了女人 2019 12 20 32 材料出自美国最新的科普大片的 宇宙时空之旅 COSMOS ASPACETIMEODYSSEY 第7集 地球年龄 2019 12 20 33 2019 12 20 34 日本是世界上最早禁用含铅汽油的国家 1975年就开始了汽油无铅化的进程 美国于1986年停止优级含铅汽油的销售 1992年1月则全面禁止含铅汽油的销售 在我国大陆 从1997年6月1日起 北京城八区率先实施汽车汽油无铅化 禁止使用含铅汽油 同年10月 上海 广州也相继实施汽油无铅化 深圳的实施日是1998年1月1日 根据 国务院办公厅关于限期停止生产销售使用车用含铅汽油的通知 国办发 1998 129号 的规定 自2000年1月1日起 全国所有汽油生产企业一律停止生产含铅汽油 改产无铅汽油 自2000年7月1日起 全国所有加油站一律停止销售含铅汽油 改售无铅汽油 目前 世界上至少已有185个国家停止使用含铅的交通燃料 只有阿富汗 阿尔及利亚 伊拉克 朝鲜 缅甸和也门等少数国家仍在使用 这些国家有望在2014年前完成对含铅汽油的淘汰 2019 12 20 35 4 砷 天然水中砷可以H3AsO3 H2AsO3 H3AsO4 H2AsO4 HAsO42 AsO43 等形态存在在适中的Eh值和pH呈中性的水中 砷主要以H3AsO3为主 但在中性或弱酸性富氧水体环境中则以H2AsO4 HAsO42 为主 砷可被颗粒物吸附 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被厌氧细菌还原而产生甲基化 形成有机砷化合物 甲基砷及二甲基砷毒性小 但三甲基砷有剧毒 并易挥发进入空气 2019 12 20 36 在古代时 很多地方都有这样一个习俗 人们清扫了房屋之后 常常要往酒中放些雄黄 喷洒在屋脚墙缝里 这是为什么呢 原来这样可以杀死各种害虫 赶走蛇鼠 人们使用的雄黄就是一种有毒的砷的化合物 雄黄 As4S4砷 砒霜 剧烈的毒药 成语 饮鸩止渴 意思是自取灭亡 这 鸩酒 就是指放了砒霜的酒 砒霜 As2O3 2019 12 20 37 信口雌黄 雌黄 As2S3 信口 就是随便的意思 可 雌黄 又是什么呢 雌黄是一种橙黄色的略微透明的东西 燃烧时会发出大蒜一样的臭味 人们可以把它用作颜料或褪色剂 在古代时是没有印刷机的 所以那时的读书人经常抄书 要是抄错了怎么办呢 他们就用雌黄先使抄错的字迹褪去颜色 再进行修改 大多数读书人抄书时的态度是很认真的 但有少数人却自以为聪明无比 经常乱改别人的文字 于是人们就把这种极不认真的做法称为 妄下雌黄 引申开来 就又把胡说八道叫做 信口雌黄 2019 12 20 38 在我国农村 特别是华北一带 每年播种之前 总要先往田地里撒一些 信谷 信米 信谷 信米 用砒霜溶液泡过的谷子 小米 当田鼠 蝼蛄之类的害虫吃了之后 很快就中毒死去了 这样就可以诱杀很多的害虫害鼠 从它们嘴里能夺回大量的粮食 但是 砒霜对人畜都有剧毒 如果使用不慎误中砷毒 可以服用氧化镁和硫酸亚铁溶液强烈地反应生成的悬浮液来解毒 2019 12 20 39 5 铬 天然水中铬以Cr3 CrO2 CrO42 Cr2O72 四种离子形态存在 因此水体中铬主要以三价和六价铬的化合物为主三价铬大多数被底泥吸附转入固相 少量溶于水 迁移能力弱 六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在 迁移能力强六价铬毒性比三价铬大 水中六价铬 可先被有机物还原成三价铬 然后被悬浮物强烈吸附而沉降至底部颗粒物中 这也是水体中六价铬的主要净化机制之一由于三价铬和六价铬之间能相互转化 所以近年来又倾向考虑以总铬量作为水质标准 2019 12 20 40 6 铜 水生生物对铜特别敏感 故渔业用水铜的允许浓度为0 01mg L 是饮用水允许浓度的百分之一 淡水中铜的含量与形态都明显地与OH CO32 和Cl 等浓度有关 同时受pH的影响 如pH为5 7时 以碱式碳酸铜Cu2 OH 2CO3溶解度最大 二价铜离子存在较多 pH 7时 CuO溶解度最大 以Cu2 CuOH 形态为主 当pH 8以上时 则Cu OH 2 Cu OH 3 CuCO3及Cu CO3 22 等铜形态逐渐增多 水体中大量无机和有机颗粒物 能强烈的吸附或螯合铜离子 使铜最终进入底部沉积物中 因此 河流对铜有明显的自净能力 2019 12 20 41 7 锌 不同地区和不同水源的水体 锌含量有很大差异天然水中锌以二价离子状态存在 但在天然水的pH范围内 锌都能水解生成多核羟基配合物Zn OH n n 2 还可与水中的Cl 有机酸和氨基酸等形成可溶性配合物 锌可被水体中悬浮颗粒物吸附 或生成化学沉积物向底部沉积物迁移 沉积物中锌含量为水中的1万倍 水生生物对锌有很强的吸收能力 因而可使锌向生物体内迁移 富集倍数达103 105倍 2019 12 20 42 8 铊 铊是分散元素 大部分铊以分散状态的同晶形杂质存在于铅 锌 铁 铜等硫化物和硅酸盐矿物中替代了钾和铷 黄铁矿和白铁矿中有最大的含铊量 目前 铊主要从处理硫化矿时所得到的烟道灰中制取 天然水中铊含量为1 0 g L 但受采矿废水污染的河水含铊量可达80 g L 水中的铊可被粘土矿物吸附迁移到底部沉积物中 使水中铊储量降低 环境中一价铊化合物比三价铊化合物稳定性要大得多 Tl2O溶于水 生成水合物TlOH 其溶解度很高 并且有很强的碱性 Tl2O3几乎不溶于水 但可溶于酸 铊对人体和动植物都是有害元素 2019 12 20 43 9 镍 岩石风化 镍矿的开采 冶炼及使用镍化合物的各个工业部门排放废水等 均可导致水体镍污染 天然水中镍含量约为1 0 g L 常以卤化物 硝酸盐 硫酸盐以及某些无机和有机配合物的形式溶解于水 水中可溶性离子能与