0.2ug/L，泉水80ug/L • 4 汞在大气中本底值：0.5-5 ng/m3
欧美国家：1~4 ng/m3 中国：西藏7.3 ng/m3 北京11 ng/m3 贵阳2~11 ng/m3 重庆7~25 ng/m3
13
我国汞污染的特点
• 我国是世界第三大汞产国，全球大气汞12％由中 国贡献。具体表现在： ●（1）用汞量大 – 集中在化工、电池、电光源和医疗器械行业。 ●（2）排汞量高 – 包括产品和工艺排放原材料杂质排放 ●（3）污染效应明显
• 二甲基汞是挥发性的，可由水体挥发至大气中。 在大气中由于紫外线的照射，可光解为甲烷、乙 烷和汞。
• 在烷基汞中，只有甲基汞、乙基汞、丙基汞是水 俣病的致病性物质。
25
汞的生物甲基化机理：
26
3、甲基汞脱甲基化与汞离子还原
还原作用：
CH3HɡCl + 2H → Hɡ + CH4+HCl (CH3)2Hɡ + 2H → Hɡ + CH4 HɡCl2 + 2H → Hɡ+HCl
• 有机汞：甲基汞、土壤腐殖酸结合态汞、有机汞农药 等
• 土壤环境的Eh 、pH 决定着汞的存在形态，三价态相 互之间的转化反应为： 氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+ 歧化作用：Hg22+－－Hg2++Hg0 土壤微生物作用：Hg2+－－－Hg0
18
土壤及成分对汞的固定和释放
• 土壤中汞主要为固定态：主要由于土壤及组分对汞有强 烈的表面吸附和离子交换吸附。Hg2+/Hg22+可被带负电的 土壤胶体吸附；HgCl3-可被带正电荷的胶体吸附。土壤胶 体腐殖酸对汞的吸附比粘土矿物高很多，原因离子汞对 含S基团有很高亲和力。
30
汞与人类健康
• 美国的研究指出，十二分之一或将近5百万名妇女体 内的汞含量高于安全标准，每年可能有高达30万名 新生儿因为汞污染其智力和神经系统受到影响，而在 全球，这一数据可能高达千百万。
31
32
砷在环境中的分布
• 砷的来源：
• 据估计每年由自然原因释放的砷约为8×106千克，而由人为 活动释放到环境中的砷则高达24×106千克
• （4）沉积层中富汞层的位置。在有机质沉积物的最上层和 水中悬浮物的有机质部分最容易发生甲基化作用；
• （5）pH对甲基化的影响。pH较低（＜5.67，最佳pH ＝4.5) 时，有利于甲基汞的生成；pH较高时，有利二甲基汞的生成。 由 体于pH甲较基低汞时溶，于鱼水体，内p积H累值的较甲低基时汞以量CH较3H高gC。l形式存在，故水
3
土壤中的重 金属来源
4
大气中重金属的来源
自然来源：
由宇宙天体作用及 地球上各种地质作 用而使某些重金属 元素进入大气中
人为来源：
工业生产、汽车 尾气排放及汽车 轮胎磨损产生的 大量含重金属的 有害气体和粉尘 等。
5
水体中的重金属来源
1
自然因素：
在没有人为污染的情况 下，水体中的重金属的含 量取决于水与土壤、岩石 的相互作用，其值一般很 低，不会对人体健康造成 危害。但，导致水体受到 重金属污染。
自然来源
岩石矿物
土壤的风化 人为来源
火山喷发
温泉
工业生产：冶炼、制药 化石燃料和薪材燃烧 农药使用
34
砷在岩石圈的分布
• 1）自然砷； • 2）As3+简单硫化物和氧化物； • 3）As5+形成的砷酸根络阴离子，与Fe、Cu、Pb、
Zn等重金属形成的矿物。 • 4）As与S形成含硫盐阴离子，并与Fe、Cu、Pb、
水俣病和痛痛病
水净化3101 2
1
重金属的定义
• 在化学中一般是指相对密度等于或大于5.0 的金属，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、 Ni、Co等45种元素。
• 在环境污染研究中，重金属多指Hg、Cd、 Pb、Cr以及类金属等生物毒性显著的元素； 其次是指有一定毒性的一般元素，如Zn、 Cu、Ni、Co、Sn等。
人为因素2 ：
工矿业废水、生活污水 等未经适当处理即向外排 放，污染了土壤，废弃物 堆放场受流水作用以及富 含重金属的大气沉降物输 入，都使水体重金属含量 急剧升高。
6
土壤中的重金属来源
施用化肥 农药
污水灌溉 矿床开发
城市化
固体废 弃 物堆积
7
汞
• 1.环境中汞的来源、分布与迁移 • 2.水俣病和汞的甲基化 • 3.甲基汞脱甲基化和汞离子还原
28
汞在环境中的循环
29
汞与人类健康
汞污染和损害主要有三个特点：
• 第一：汞污染来源种类众多，涉及多种环境介质； • 第二：汞在环境中可通过大气和河流/ 洋流两种介质长距
离传输，其长距离传输和远距离沉降特征，使得汞的局地 排放可能造成跨界污染，成为区域性问题，甚至对整个全 球环境造成影响，成为全球问题； • 第三：汞能在一个微小剂量下对人体健康造成损害，并且 会通过影响微生物作用对环境造成损害。汞污染的持久性， 生物累积性和生物扩大性，使得汞对环境和人体健康具有 很大影响。
9
汞的来源－自然来源
岩石风化
火山爆发
地热活动
10
汞的来源－人为来源
氯 碱 厂
化石燃料：热电厂
燃煤电厂是大气中全球 汞排放的最大源。
垃圾焚烧厂
11
汞在环境中的分布
• 1. 汞在岩石圈的浓度：0.03ug/g • 2 汞在土壤本底值：森林土壤0.029-0.10ug/g
耕作土壤0.03-0.07ug/g • 3 汞在水体中浓度：河水1.0ug/L，海水0.3ug/L，雨水
20
汞的甲基化作用
21
汞在土壤中的迁移转化
• 甲基钴胺素有红色和黄色两种，可以相互转换，这两种甲基 钴胺素均能与Hg2+（如双醋酸汞）反应生成甲基汞：
• 以上反应无论在好氧条件还是在厌氧条件下，只要有甲基钴 胺素存在，在微生物作用下反应就能实现，故甲基钴胺素是 汞生物甲基化的必要条件。
• 除汞的生物甲基化作用外，有人发现天然水中，在非生物的 作用下，只要存在甲基给予体，汞也可被甲基化。Hg2+在乙 醛、乙醇、甲醇作用下，经紫外线照射作用可甲基化。
• 水体中的砷浓度取决于pH、Eh、光致转化作用、沉积物的 化学组成等因素。而大气和降水中砷的含量则与污染状况有 关。
• As在水体中主要以不同形式的砷酸和亚砷酸聚合体 （H2AsO4-、HAsO42-、H3AsO3和H2AsO3 –）出现。
37
砷在生物体中的分布
• 植物体中的砷主要来自土壤和水体。陆生植物的砷 含量多数少于1ppm（干重），而海洋植物和海藻则 要比陆生植物明显偏高。不同地域的植物砷含量可 以相差很大。但最近也有研究者发现某些特殊植物 中的砷含量可以高达数千ppm。
44
土壤中的镉
金属镉无毒性，但镉的化合物毒性极大，属于积蓄型，引起慢性中毒的 潜伏期可达10～30年之久。长期食用“镉米”的人会患骨痛病，也会引起 高血压，以及酶系统、生育力受到影响。
14
汞在环境中的迁移转化
• 汞在环境中的主要存在形式： • 1）大气：气相汞形式，以单质汞为主，含有少量
的甲基汞
• 2）湖泊：可溶性气态汞、颗粒态的汞、甲基汞和 可溶性离子态汞
• 3）汞在生物体中的分布
15
16
17
汞在土壤中的迁移转化
• 土壤中汞形态分为：金属汞、无机结合汞、有机结合 汞
• 无机汞：HgS、HgO、HgCO3、HgSO4、HgCl2、 Hg(NO3)2
36
砷在水圈中的分布
• As在海水中的平均浓度为0.003μg/L，但各海区中的分布是 不均匀的。
• 垂直分布规律性：表层和中层的砷 Nhomakorabea度低，深层和低层砷浓 度高。
• 在未受污染的湖水中砷的浓度通常在1--10μg/L，但在硫化物 矿化区可高达100--5000μg/L。
• 淡水中砷的平均浓度被认为1.5--2μg/L，温泉、地下水、大 气和降水中也含有一定的砷。在水体的不同深度，砷的存在 形式不同。
痛痛病
41
二、镉
2、镉的环境分布与污染来源 分布：地壳中含量低，通常与锌共生。 污染来源： 冶炼、电镀、电池、矿物燃料等
42
二、镉
3、镉污染的特点
A 易形成各种配合物 B 价态总是保持在+2价
C 底泥对镉有较强的吸附
43
二、镉
4、镉的毒害性
A、损害Y染色体。 B、阻碍Ca的吸收，导致骨质松软。 C、取代Zn和Cu，破坏正常的代谢。
Zn形成含硫盐矿物。 • 5）As可以阴离子的形式替代矿物中的S2-离子。但
砷还可以类质同相的形式进入磷酸盐、硫酸盐和 硅酸盐。
35
砷在土壤中的分布
• 平均含量一般为5ppm或6ppm，但变化范围较大，从小于 0.1ppm到上万个ppm。
• 影响因素：土壤母岩、土壤母质中粘粒的多少及气候条件、 水分状况等都可以影响土壤中砷的含量。
• 分布特征：青藏高原区>西南区>华北区≈蒙新区>华南区>东 北区。
• 土壤砷的特点：部分可溶性砷和粘土颗粒吸附的砷进入水体， 绝大部分通过理化作用滞留在土壤中，部分通过生物吸收进 入生物体内。
• 存在形式：1）难溶性砷酸盐；2）包裹在其它金属的难溶盐 中；3）吸附在土壤粘粒和其它金属难溶盐的沉淀界面中；4） 土壤颗粒的晶体结构中；5）土壤溶液中。
2
污染特点
1
2
3
4
来源广、 残留时间 长、能沿 着食物链 转移富集， 有放大作 用。
重金属 离子在 自然环 境中不 能被破 坏。
水体中的 某些重金 属可在微 生物作用 下转化为 毒性更强 的金属化 合物。