第十章1环境地球化学简介

1、第十章 环境地球化学简介环境地球化学简介一、元素的环境地球化学分类（一）元素的环境地球化学分类及存在形态1.元素的环境地球化学分类环境地球化学简介（1）生命元素 生命组成元素：h、c、n、o、ca、p、k、s 生命必需元素：fe、cu、zn、mn、co、i、mo、se、f、cr、v、ni、br环境地球化学简介2.毒性元素： 毒性：cd、ge、sn、sb、te、hg、pb、ga、in、as、li(?) 潜在和放射性毒性元素：be、tl、th、u、po、ra、sr(?)、ba(?)环境地球化学简介3.无毒性稳定元素：（多为氧化物矿物或自然元素）ti、zr、hf、sc、y、nb、ta、ru、os、r

2、b、ir、pd、pt、ag、au4.中间性元素：b、al环境地球化学简介（二）元素的存在形式1.非残渣态(1)可交换态(或被吸附态)：如cu, mg, k, na等被吸附的简单离子环境地球化学简介(2)碳酸盐结合态：此形态对ph值改变敏感(3)铁锰氧化物和氢氧化物结合态(4)与硫化物及有机质结合态环境地球化学简介2.残渣态（惰性态）：元素存在于难溶解矿物的晶格中环境地球化学简介3.某些元素的环境地球化学性质 hg 主要来源：hgs(辰砂) 环境中的来源：hg矿和含hg岩石的开采和风化；煤和石油的燃烧；制碱、电器、仪表、制药、农药、造纸、油漆等工业 hg对人体的影响：过量hg具有明显毒性环境地球

3、化学简介 as: 主要来源：feass（毒砂）、ass(雄黄)、as2s3(雌黄) 环境中的来源：砷化合物（砷酸钙、砷酸铝，用于杀虫、除草、杀菌和灭鼠等，电子工业中用于砷化镓的半导体材料） 砷的毒性：耐受性，积累性环境地球化学简介 cd： 主要来源：cds(硫镉矿)、cdco3(菱镉矿)、cdo(方镉矿)、cdse(硒镉矿) 环境中的来源：pb, zn, cu矿山的开采，电池，显象管，工业（电镀）废水等 毒性：骨痛症，高血压（？）环境地球化学简介 pb： 主要来源：方铅矿 环境中的来源：矿山，冶金，化工，颜料，玻璃工业，蓄电池等 毒性：腹痛，贫血，神经病，脑病等环境地球化学简介二、元素的环境背

4、景值1.环境背景值的概念：无污染情况下环境组成要素（如大气，水体，土壤，岩石，河流沉积物和植物等）的平均化学成分环境地球化学简介2.环境背景值研究的意义：（1）环境评价依据（2）追索污染源（3）预测环境污染趋势（提供依据）（4）查明地方病的起因和防治环境地球化学简介3.某些元素的环境背景值（1）大气环境背景值影响因素：人类活动和火山作用环境地球化学简介各地区空气中有害元素的背景值ascdhgpb设得兰群岛 0.070.80.0421挪威北0.01加拿大西北0.069-14南极0.00040.0150.63欧洲0.2-70.5-6200.009-2.8 55-340北美0.04-2.4 1-41

5、0.07-3845-13000日本251.6200夏威夷或艾特纳火山208-9218.2528-1200环境地球化学简介（2）土壤背景值是母岩、气候、生物、水系、地形等综合作用的产物，在研究或评价土壤的污染程度时必须考虑原始地球化学背景。环境地球化学简介各地区土壤中有害元素的背景值ascdhgpb英国-水+co2 （生物化学反应是消耗氧的过程）环境地球化学简介(3) 化学沉淀作用 可形成硫酸盐、碳酸岩、氢氧化物、氟化物等，如caso42h2o（石膏）, pbco3（白铅矿）, pb(oh)2, caf2环境地球化学简介(4)物理化学吸附作用 粘土对cr、cd、as、cu、pb、zn、hg的去除

6、深度为15cm, 净化率达89.3-100%。 粘土对酚，氰的去除深度小于20cm, 净化深度达71-89.9%。 矿物的吸附能力：沸石蛭石蒙脱石绿高岭石伊利水云母白云母黑云母环境地球化学简介4.河流的自净作用（1）稀释作用（2）吸附和沉淀作用（3）生物化学作用：细菌，藻类，大型植物，微型动物，大型动物 生物化学耗氧量（bod）和溶解氧(do)环境地球化学简介5.土壤和河流沉积物中污染物的积累 污染物吸附的有限性（土壤容量） 重新释放的条件：（1）盐度的增高（2）ph值降低（3）氧化还原条件的变化（4）天然和合成络合剂的增加环境地球化学简介四、大气环境地球化学（一）大气圈结构和组成环境地球化学

7、简介（二）大气化学及环境效应1.co2的温室效应及对环境的影响环境地球化学简介2.臭氧层及其环境效应（1）臭氧层的作用 减少紫外线 影响温度分布环境地球化学简介（2）人类活动对臭氧层的影响臭氧的性质 不稳定：温度升高即分解，其催化剂为no2、cl2、ag、cu、fe、mn 氧化性：so2 + o3 = so3 +o2n2o + o3 = 2no +o2h2s + o3 = h2o + o2 + s(g)环境地球化学简介3. 大气污染与危害污染的原因：自然作用，人为作用（1）光化学烟雾成因：紫外线照射烃、no等形成过氧乙酰硝酸酯（pan）、o3环境地球化学简介（2）酸雨 酸雨的形成： 来自煤、石

8、油燃烧和金属冶炼产生的so2 来自高温燃烧产生的no2环境地球化学简介 酸雨的危害： 土壤中ca,mg,k等的淋失和抑制有机物的分解和氮的固定。 使植物中k,ca,mg,mn,有机物（糖，氨基酸和维生素等）淋失。环境地球化学简介（3）大气飘尘（气溶胶）指 10 m的颗粒为落尘对环境的影响： 人吸入呼吸道，支气管，肺部后80%沉积。 增加日光散射，降低能见度。环境地球化学简介来源（人为和天然）： 大风扬起的尘埃 火山喷发 海浪花蒸发的气溶胶（nacl） 燃烧过程的固体颗粒（烟，汽车尾气等）环境地球化学简介大气环境飘尘的自然去除 干沉降（碰撞和吸附） 湿沉降环境地球化学简介4.森林植被对环境的净化

9、作用除调节气候，保持水土外，有以下作用：（1）保持氧和co2的平衡一人的氧气量需要150m2的叶面环境地球化学简介（2）降低大气中的有害气体浓度可吸收hf、so2、cl、no2、nh3、o3、hg、乙烯、过氧乙酰硝酸酯，醛，酮等。如so2通过高15m宽15m的法国梧桐林带，其含量可降低25-75%。环境地球化学简介（3）减少空气中的放射性物质如在叶面的背风面上，放射性物质仅占1/4。环境地球化学简介（4）减少空气中的尘埃叶面吸附作用可减少到1/9-1/8环境地球化学简介（5）减少空气中的细菌植物分泌物（包括挥发物质）具有杀菌作用，如城市公园里的细菌可降低40-50倍。（6）净化水源环境地球化学简介五、环境保护及研究问题1.人类活动的区域环境效应(1)矿山开发的环境效应 空气污染co, so2 水污染（酸性废水，重金属污染）(2)工厂的污水排放(3)其它（汽车排气，空调，废物，垃圾）环境地球化学简介2.环境保护及研究（1）环境污染调查（背景值法，生物法）pb, as, cd, hg, 有毒有机物