典型污染物在环境各圈层中的转归与效应ppt课件

1、第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应人体内毒物被吸收、分布和排泄的主要途径 呼 吸 摄 吸 出 入 入 收 肺和肺泡 胃肠道 皮肤 胆汁 肝 排泄物 粪 血液和淋巴系统 骨 肾、膀胱 脂肪 毒物储存 尿第一节 重金属元素 (Element of Heavy Metal)重金属是具有潜在危害的重要污染物。重金属元素普通是指对生物有显著毒性的元素。重金属的污染特点(Pollution Characteristic)：1、形状多变；2、金属有机态的毒性大于金属无机态；3、价态不同毒性不同；4、金属羰基化合物经常剧毒；5、迁移转化方式多；重金属的污染特点：6、重金属的物理化学行为多具有可逆性；

2、7、在水体中的迁移以悬浮物和堆积物为主要载体；8、产生毒性效应的浓度范围低；9、生物摄取重金属是积累性的；10、对人体的毒害是积累性的。重金属中毒机理 生物机体中含巯基-SH的酶与外来重金属的反响：酶分子 金属配合物 破坏和中断了某些正常的代谢进程，引发中毒，这一过程与实验室里向含有重金属离子的水溶液中通H2S，产生金属硫化物沉淀类似。 一种药物解毒的方法 例如:EDTA、二巯基丙醇 等对重金属有剧烈亲合力，并与之构成溶解度较大的化合物后排除体外。一、汞 (Mercury)1、环境中汞的来源、分布与迁移2、水俣病和汞的甲基化3、甲基汞脱甲基化与汞离子复原4、汞的生物效应CH3CoB12 + H

3、g2+ + H2O H2OCoB12 + CH3Hg+水合钴氨素二、砷 (Arsenic)砷的化学性质与磷类似砷的三种主要生物化学效应1蛋白质的凝固2与辅酶的络合3对ATP合成的抑制1、砷在环境中的来源与分布天然源和人为 源2、砷在环境中的迁移与转化3、砷的毒性与生物效应砷的甲基化 (Methylation of Arsenic)三价无机砷毒性高于五价砷溶解砷比不溶性砷毒性高第二节 有机污染物 (Organic Pollutant)有机蒸汽毒物 烃类： 甲烷、乙烯、丁烷、丁二烯、二 氯乙烷 醛酮类：甲醛、丙酮 芳烃： 甲苯、乙苯、对氯二苯防虫剂 其他： 卤代烃、醇、酸、过氧乙酰基硝酸酯PAN烟

4、 雾 (Smog) 某种呈气溶胶形状的物质 空气中含有大量固态或液态的悬浮粒子，与承载它们的空气介质气体成分组成气溶胶体系。 危害性：引发酸雨、地面积尘、器物腐蚀、人体疾病。 著名的美国洛杉矶和英国伦敦烟雾导致多人死亡。甲 醛 具刺激性，溶于水和醇，重要的工业原料之一。 此外， 汽车尾气在紫外线照射下 产生甲醛， 是大气光化学烟雾的组成之一。40甲醛福尔马林作杀菌剂、防腐剂，甲醛化工业原料吊白粉含甲醛次硫酸钠工业上作复原剂。甲醛进入人体后，体内的甲醛在骨髓造血组织中被富集，经过去甲基作用和葡萄糖醛酸反响而将其转化，解毒。 而对先天、后天解毒才干缺乏者，诱使白血病、骨髓异常增生综合症等发生。苯、

5、甲苯、二甲苯属挥发性有机化合物VOCS石油加工产物。汽油含苯 2.3% - 6.0%，甲苯 4.6%，二甲苯 9.9%； 此外，染料、香料、医药、炸药、合成树脂、纤维、合成洗涤剂中广泛用作溶剂。可经过呼吸或皮肤渗入进入人体。低剂量、长期吸入苯引起慢性中毒，表现为造血机能妨碍。血小板减少、贫血、白血病、神经衰弱、皮疹等。苯还是一种致癌物，能诱发人的染色体畸变。当空气种苯的浓度达24mg/m3时，可在30min内致人死亡。 甲苯毒性略低，二甲苯比甲苯和苯具有更强的毒害神经的效应。 一、有机卤代物 (Organohalogenated Compounds)、卤代烃 (Halogenated Hydr

6、ocarbon)主要对大气污染有奉献。大气中的转化引起温室效应和大气臭氧层的破坏。 一氯甲烷CH3Cl代表性的卤代烃： 天然源主要来自海洋，人为源主要来自城市汽车尾气和聚氯乙烯塑料、农作物等废物的熄灭。 代表性的卤代烃：氟里昂： 11(CCl3F)，12-(CCl2F2)，22-(CHF2Cl) 除火山迸发有少量释放外，主要是制冷剂、飞机推进剂、塑料发泡剂等，它们已在大气对流层中大量积累。 如，美国化工学会根据总产量计算出它们每年的排放中量为2.7105t和3.9105t。它们在对流层中不被分解，进入平流层后对臭氧层产生破坏作用。四氯化碳CCl4 人为排放，工业溶剂、灭火剂、干洗剂、氟里昂的主

7、要原料。代表性的卤代烃：多氯联苯PCBs 一组由多个氯原子取代联苯分子中氢原子而构成的氯代芳烃类化合物。 理化性质稳定，耐酸、碱，耐腐蚀抗氧化，耐热绝缘性好，用途广泛，已有40余年的运用历史，已成为全球污染物，引起广泛的关注。代表性的卤代烃：多氯联苯在环境中的迁移和转化(Transportation and Transformation of Polychlorinated Biphenyles in Environment) 转化途径主要是光化学分解和生物降解。毒性和效应(Toxicity and Effect)： 抑制水生生物的生长，改动物种的群落构造和自然海藻的总体组成；动物对其很敏感。

8、 环境治理困难，目前独一的方法是熄灭，但又呵斥二次污染。 二、多环芳烃(PAH)(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons)1构造和性质2来源和分布3在环境中的迁移和转化 具有稠合多苯构造，呈直线陈列的多环芳烃化学性质活泼，成角状的多环芳烃，反响活性较小。构造和性质： 释放到大气中的 PAH 存在于固体颗粒物和气溶胶中； 随石油污染物进入水体或土壤中的PAH 可参与光化学降解和微生物降解。三、外表活性剂 (Surfactant) 外表活性剂是分子中同时存在亲水性和疏水性基团的物质。 它能显著地改动液体外表张力或两相间界面的张力，具有良好的乳化或破乳；润湿、浸透或反润湿；

9、分散或凝聚；起泡、稳泡和增溶等作用。1、外表活性剂分类：阴离子外表活性剂阳离子外表活性剂两性外表活性剂非离子外表活性剂2、外表活性剂的构造和性质 外表活性剂的性质依赖于化学构造，即外表活性剂分子中亲水基团的性质及在分子中的相对位置，分子中亲油基团即疏水基团的性质等对其化学性质也有明显影响。1外表活性剂的亲水性2外表活性剂亲水基团的相对位置对其性质的影响3外表活性剂分子大小对其性质的影响4外表活性剂疏水基团对其性质的影响3、外表活性剂的来源、迁移和转化 外表活性剂是水体中主要污染物，长期分散在水中，水中产生大量的泡沫，难降解；促进水中难降解的有机污染物分散，添加水处置的难度；含有聚磷酸盐作为增净

10、剂，引起水体富营养化。4、外表活性剂的降解 外表活性剂进入水体后，主要靠微生物降解来消除。1甲基氧化2氧化3芳香族化合物的氧化4脱磺化过程5、外表活性剂对环境的污染与效应1使水的感观情况遭到影响；2使废水中含有大量的磷；3外表活性剂可促进不溶性有机物的乳化、分散，添加废水处置的困难；4阳离子外表活性剂具有一定的杀菌才干，在浓度高时，能够破坏水体微生物的群落。定义耐久性有机污染物( Persistent Organic Pollutants, 简称POPs )是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,并经过各种环境介质(大气、水、土壤等)可以长间隔迁移并对人类安康和环境呵斥严重危害的天然

11、或人工合成的有机化合物.耐久性有机污染物耐久性有机污染物的特性耐久性生物蓄积性半挥发性和长间隔迁移性高毒性POPs 半衰期较长，同时具有高脂溶性和低水溶性，容易在生物体内富集而难以排出体外。耐久性POPs易溶于脂肪，可经过食物链(网) 在生物体内蓄积并逐级放大，对人体安康呵斥严重危害。生物蓄积性不同的POPs在不同的生物体内蓄积程度存在较大差别，影响POPs在生物体内蓄积要素主要有：(1)化合物氯取代的位置和氯取代的多少。 (2)生物体在食物链中的营养级别越高,其 体内的生物蓄积量相应越大。 (3)生物体代谢特征的差别会导致POPs在不同生物体内的滞留时间有较大的差别。生物蓄积性POPs物质具

12、有半挥发性， 它们能从水体或土壤中以蒸气方式进人大气，并且在大气中存在一段时间不被降解， 但由于其半挥发性，它们在一定的条件下又沉降下来。这样反复的挥发与沉降导致POPs分散到地球的各个地方。温度高的低纬度地域POPs的蒸汽压高，POPs蒸发进人大气,，而低温的极地等高纬度地域POPs蒸汽压低，POPs从蒸汽中分别而堆积到地球外表，从而导致全球范围的染传播，表现出所谓的“ 全球蒸馏效应 和“ 冷浓缩景象 。半挥发性和长间隔迁移性“ 全球蒸馏效应，又称“蚱蜢跳效应 (Grasshopper Effect)POPs物质在低浓度时就会对生物体呵斥危害，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等

13、。 例如二恶英类物质中最毒者TCDD的毒性相当于氰化钾的1000倍以上，只需几十皮克就可以使豚鼠死亡。高毒性耐久性有机污染物杀虫剂和有机氯农药 工业产品 二恶英类 1、灭蚁灵对防治蚂蚁、白蚁有特效 2、滴滴涕DDT广谱、高残留杀虫剂 3、毒杀芬氯化莰广谱、高残留杀虫剂。 4、氯丹主要用于建筑物白蚁预防。5、七氯主要用于防治害虫。6、狄氏剂主要用于防治害虫、白蚁、蚂蚁等。 7、异狄氏剂曾用于控制玉米、稻谷、棉花、甘蔗等农作 物害虫及鼠类。 8、艾氏剂曾用于防治仓库、农林害虫及白蚁等。 9、六氯代苯杀菌剂，常用于防治农作物真菌病。 杀虫剂和有机氯农药又称氯化联苯，是一类人工合成有机物，是联苯苯环上

14、的氢原子为氯所取代而构成的一类氯化物。PCB用途很广，可作绝缘油、热载体和光滑油等，还可作许多种工业产品的添加剂。曾用于变压器、电容器、油漆、复印纸的消费和塑料工业 。 工业产品多氯联苯PCB(1)废物熄灭炉，包括城市生活废物、危险性或医疗废物或下水道中污物的多用途熄灭炉 (2)熄灭危险废物的水泥窑； (3)以元素氯或可生成元素氯的化学品为漂白剂的纸浆消费 (4)冶金工业中的以下热处置过程:铜的再生消费、钢铁工业的烧结工厂、铝的再生消费、锌的再生消费 根据斯德哥尔摩公约，以下工业来源类别具有相对较高的构成和向环境中排放这些化学品的潜在性: 二恶英类二恶英也可从以下来源类别无意生成和排放出来，包

15、括: (1)废物的露天熄灭，包括在填埋场的熄灭 (2)冶金工业中的其他热处置过程 (3)住户熄灭源 (4)运用矿物燃料的设备和工业锅炉 (5)运用木材和其他生物质能的熄灭安装 (6)排放无意构成的耐久性有机污染物的特定化学品消费过程，特别是氯代酚和氯代醌的消费 二恶英类(9)动物遗骸的销毁 (10)纺织品和皮革染色(运用氯代醌)和修整(碱萃取) (11)处置报废车辆的破碎作业工厂 (12)铜制电缆线的低温熄灭 (13)废油提炼 (8)机动车辆，特别是运用含铅汽油的车辆 (7)焚尸炉 二恶英类 POPs物质一旦经过各种途径进人生物体内就会在生物体内的脂肪组织、胚胎和肝脏等器官中积累下来, 到一定

16、程度后就会对生物体呵斥损伤。而且可以一定的是：POPs物质对人体呵斥损害，普通不是某一种或某一族的POPs单独作用，而是某几族POPs相互协同的结果。耐久性有机污染物的危害 实验室和环境影响研讨阐明，POPs可呵斥人的神经行为失常、内分泌紊乱、生殖系统和免疫系统的破坏、发育异常以及癌症和肿瘤的添加。最新研讨阐明，这些污染物能够对儿童有严重的影响，能呵斥婴儿和儿童免疫功能的降低和感染的添加、大脑发育异常、神经功能的损坏以及癌症和肿瘤的添加等。环境中的POPs可经过消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体，产生各种危害。 内分泌干扰免疫毒性对生殖和发育的影响致癌性其他毒性POPs的生物学毒性详细表现为以

17、下几个方面: 经过体外实验已证明POPs中有多种物质都是潜在的内分泌干扰物质，某些能模拟雌激素功能与雌激素受体结合后发扬雌激素作用，有些能发扬雄激素作用有些那么能与芳香烃受体结合后引发一系列的生物化学效应。 内分泌干扰 这些内分泌干扰物与相关受体结合后不易解离，不易被分解排出，因此扰乱内分泌系统的正常功能。实验阐明，POPs能减轻性器官的分量，抑制精子的产生，男性雌性化，少女初潮提早等。 POPs对生物体免疫系统的影响包括抑制免疫系统正常反响的发生, 影响巨噬细胞的活性, 降低生物体对病毒的抵抗才干等。研讨发现美国佛罗里达海岸的宽吻海豚肝血中T细胞淋巴球增殖才干的降低和体内富集的有机氯有显著性

18、相关。 免疫毒性 研讨发现, 人免疫系统的失常与婴出生前和出生后暴露于PCBs和PCDDs的程度有关。经过对加拿大因纽特人的婴儿研讨发现, 母乳喂养和奶粉喂养婴儿的安康T细胞和受感染T细胞的比率与母乳的喂养时间及母乳中有机氯的含量亲密相关。 生物体内脂肪组织富集的POPs可经过胎盘和哺乳影响胚胎发育, 导致畸形、死胎、发育缓慢等景象。暴露于高浓度POPs的鸟类的产卵率会相应降低, 进而使其种群数目不断减少, 甚至灭绝。 对生殖和发育的影响 POPs对鸡的毒性实验阐明：PCB可诱发鸡胚的死亡和不同程度的水肿, 使种蛋的死亡率明显升高。POPs同样会影响人类的生长发育, 尤其会影响到孩子的智力发育

19、。对150个怀孕期间食用了遭到有机氯污染的鱼的女性进展跟踪随访, 发现她们的孩子与普通孩子相比, 出生时体重较轻、脑袋小，在7个月时认知才干较普通孩子差；4岁时, 读写和记忆才干也较差, 在11岁时测得他们的IQ值较低, 读、写、算和了解才干都较差 。 实验证明, 长期低剂量暴露于POPs环境中, 导致癌症的发病率较正常情况有明显增高。Hardell等研讨阐明母亲血液中多氯联苯的浓度与孩子睾丸癌的发病率具有显著关联性。1997年, 世界卫生组织的国际癌症研讨中心, 在流行病学调查和大量的动物实验的根底上, 将二恶英定为人类一级致癌物。 致癌性 POPs还会引起一些其它器官组织的病变。如TCDD

20、暴露可引起慢性阻塞性肺病的发病率升高；也可以引起肝脏纤维化以及肝功能的改动, 出现黄疽、精氨酶升高、高血脂；还可引起消化功能妨碍。此外POPs对皮肤还表现一定的毒性, 如表皮角化、色素冷静、多汗症和弹性组织病变等。POPs中的一些物质还能够引起焦虑、疲劳、易怒、优郁等一系列的精神心思病症。 其它毒性我国耐久性有机污染现状 我国属于POPs 消费、运用和排放大国, 涉及到与我国有关的POPs 产品有:氯丹、滴滴涕( DDT) 、六氯苯( 六六六) 、三氯苯、七氯、灭蚁灵、多氯联苯、毒杀芬、二恶英和苯并呋喃共10 种。 我国的消费与运用现状 中国曾经工业化消费过DDT、毒杀芬、六氯苯、氯丹和多氯联苯, 其中DDT 曾经作为主导农药, 累计量很大; 其次是毒杀芬, 用作农药; 多氯联苯主要作为电器绝缘油运用。 40多年来,我国累计施用DDT约80多万吨,占国际用量的20%。我国环境中POPs的污染情况 由于POPs物质的耐久性与生物蓄积性, 上述物质的消费和运用曾经和正在继续对中国人体安康和环境呵斥严重的污染危害。在中国境内水体、底泥、堆积