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1、 第1节环境中的污染物及其分类第2节环境污染物的环境效应第3节化学结构特性与生物降解第4节污染物的降解方式对生物修复的影响第5节污染物的生物有效性对生物修复的影响 第3章影响生物修复的污染物特性 第1节环境中的污染物 1环境中的污染物 种类 数量和来源 2优先污染物 1 环境中的污染物 种类 数量和来源 1 种类按污染物的性质分 化学污染物 物理性污染物 生物性污染物 1 种类 按受污染物影响的环境要素分类 空气污染物水体污染物土壤污染物 1 种类 按污染物在环境中的物理化学性质的变化分类 一次性污染物 直接从污染源排放的污染物二次污染物 从一次污染物通过各种化学反应生成的一系列新的污染物 如
2、光化学烟雾中的臭氧等 1 种类 按对人体的危害分类 三致 作用的污染物 致突变 致癌 致畸变 可吸入粒子 指悬浮在空气中 能吸入人体的呼吸系统 空气动力学直径 10 m的颗粒物 记作PM10 ParticulateMatter 这种飘尘对人体危害最大 可以吸入呼吸道深部 沉积在肺泡壁 引起慢性阻塞性肺部畸变 恶臭物质 通常由氨 含硫 含醛 苯乙烯类 空气中常见的污染物 烟尘微粒 如碳粒 飞灰 金属粉尘硫化物 如二氧化硫 硫化氢 硫醇氮化物 如一氧化氮 二氧化氮 氨氧化物 如臭氧 过氧化物 一氧化碳卤化物 如氯 氟化氢 氯化氢有机化合物 甲醛 二恶英一般 空气污染物中粉尘与二氧化硫占40 一氧化
3、碳占30 二氧化氮和碳氢化合物占30 水体中常见的污染物 无机无毒污染物 悬浮物 酸碱无机盐 氮磷等植物营养无机有毒污染物 氰化物 重金属有机无毒污染物 碳水化合物 蛋白质 脂肪等自然生成的有机物有机有毒污染物 多少人工合成的有机物质 生活污水中常见的污染物 不溶物质 占40 以上胶态物质 占10 溶解物质 占50 多无毒 如无机盐氯化物 有机物质如纤维素 淀粉 糖类 脂肪 蛋白质和尿素洗涤剂和微生物 土壤中常见的污染物 来源 城市污水和固体废物农药和化肥牲畜排泄物和生物残体空气沉降物 土壤中常见的污染物 有机污染物重金属放射性元素 锶 铯 铀土壤病原微生物 污染物主要是化学品 已知的化学品已
4、超过1000万种 每年大约有500 1000种新化学品进入市场 其中79 缺乏有关毒性影响的资料 我国生产的化学品有4万多种 有关污染物的术语 合成化学品 syntheticcompound 异生素 xenobiotics xenobioticcompound 抗生物降解物资或生物难降解物资 recalcitrantsubstance 可生物降解物资 biodegradablesubstance 持久性物质 persistentsubstance 持久性有机污染物 persistentorganicpollutants 环境中有毒化学品范围相当广泛主要分为有机物和无机物两类 无机物 重元素和卤
5、素化合物 还包括造成大气污染的臭氧和二氧化碳 形成酸雨的N S氧化物 放射性元素 以及部分离子化合物 F NO2 NO3 和PO43 有机物 包含碳链的 农药 化工原料 有机溶剂等 主要污染物资 重金属及其化合物 Pb As Cd Cu Hg etc 有机农药石油和沥青毒气 爆炸物放射性物质生物活性物质石棉及其它有害物质无机无毒物 酸 碱 一般无机盐 氮 磷等植物营养物质 重金属 农药 多环芳烃 PAHs 多氯联苯 PCBs 及其同族物多氯二苯并二恶英 PCDDs 与多氯二苯并呋喃 PCDFs 等具有较大的生物毒性 PAHs PolycyclicaromatichydrocarbonsPoly
6、nuclearAromaticHydrocarbons多环芳烃PCBs polychlorinateddiphenyl多氯联苯POPs PersistentOrganicPollutantsPTSs persistenttoxicsubstancesBTEX benzene toluene ethylbenzene xylene苯系物 BTEX 苯 甲苯 乙苯 二甲苯重金属heavymetal metalloid农药agriculturalchemicals 记住这些缩写 Thesemoleculesareflat witheachcarbonhavingthreeneighboringato
7、msmuchlikegraphite AtrightisaspacefillingrepresentationofthePAHcoronene C24H12 ThestructuresofavarietyofrepresentativePAHscanbeseenhere PAHsareaclassofverystableorganicmoleculesmadeupofonlycarbonandhydrogen Benzo a pyrene 苯并 a 芘 Thesemoleculesarehighlycarcinogenicbuttheyarealsoverycommon Theyareasta
8、ndardproductofcombustionfromautomobilesandairplanesandsome suchasbenzo a pyrene arepresentincharcoalbroiledhamburgers 菲 萘 多氯联苯 PCBs Polychlorinatedbiphenylsaremixturesofupto209individualchlorinatedcompounds knownascongeners TherearenoknownnaturalsourcesofPCBs PCBsareeitheroilyliquidsorsolidsthatarec
9、olorlesstolightyellow SomePCBscanexistasavaporinair PCBshavenoknownsmellortaste 多氯二苯并二恶英 PCDDs StructureofPCDDs PCDFsPolychlorinateddibenzo p dioxins多氯二苯并二氧 杂 芑 PCDDs 75isomers芑 有机化合物环己间二烯的简称 1 3 cyclohexadiene 分子式C6H8多氯二苯并呋喃 PCDFs Polychlorinateddibenzofurans PCDFs 135isomers Sprayingherbicidesover
10、mangrovewoodlandsintheMekongDeltaduringtheVietnamWar Theseherbicidescontainedtracesofthecontaminantdioxin AriverofsoutheastAsiaflowingabout4 183km 2 600mi fromsoutheastChinatotheSouthChinaSeathroughavastdeltainsouthernVietnam Thedelta amajorrice growingarea wasthesceneofheavyfightingduringtheVietnam
11、War 湄公河 东南亚一河流 流程约为4 183公里 即2 600英里 源自中国东南部 经越南南部一大三角洲注入中国南海 湄公河三角洲是一主要的产稻区 越战期间此处战斗十分激烈 EmissionsofdioxininNorthAmerica Dioxinisaccidentallyproducedbyawiderangeofindustrialprocesses includingpapermanufacture 重金属 镉 铅 铬 锌 铜 汞 砷 硒CadmiumLeadChromiumZincCopperMercury ArsenicSeleniumManganeseNickelMolyb
12、denum Arsenicandseleniumingroundwaterinsomeplaces e g arsenicinBangladesh 农药 inpast Insecticides pesticidesoftencontainedpoisonousmetals Coppersaltsfortreatingpotatoblight Arsenicagainstinsects Buildupinsoils oronvegetatbles fruits 1950s New pesticidesbroughtinin1940s 1950s Farsaferthanoldmetalsaltp
13、esticideslikearsenic DDT dieldrin aldrin Sosafe apersoncouldeatahandfulandnobadeffect yettraceamountskilledinsects 当时的广告词 DDTsprayingagainstmosquitos 2 数量 表1几种典型重元素的全球释放量 我国典型有机化学品的产量 3 来源 其一 工业污染排放量大 种类多早期的重金属污染大多是与工业排放有关 今天 许多的工业活动仍然是环境污染的元凶 塑料工业 Co Cr Cd Hg 纺织工业 Zn Al Z Ti 微电子业 Cu Ni Cd Zn Sb 其二
14、采矿和冶炼 在开采和冶炼过程中 会产生大量的废土堆 废矿石和尾矿砂 在我国 有超过8 000个国有和230 000个私营的矿业公司在运作 每年产生的矿废物占用大量的土地资源 其三 交通污染汽车 飞机 轮船 内燃机等 主要是由于汽油柴油的不完全燃烧所引起的 Pb Cd Hg 其四 农业污染 化肥 肥料 农药 灌溉水 其五 生活污染 燃煤 污水和固体废弃物 合成洗涤剂 塑料制品 其六 事故污染 工业事故 交通事故 如核电站 有毒化学品泄漏 爆炸 油轮倾覆 2 优先污染物prioritypollutants 定义 环境中有许多污染物 但由于经济的原因不可能对所有的污染物都进行研究和控制 因此 通常只
15、对一些特别重要的污染物进行研究和控制 这些经过优先选择的污染物称为环境优先污染物 其特点 毒性强 对人类健康和生态危害特别大残留时间长 难以降解生产量大并在环境中分布广泛 世界各国公布的优先污染物 美国环保局欧共体德国中国 我国土壤的第一类 汞 铅 镉 DDT及其代谢产物与分解产物 多氯联苯 PCB 第二类 石油产品 DDT以外的长效性有机氯 四氯化碳醋酸衍生物 氯化脂肪族 砷 锌 硒 铬 镍 锰 钒 有机磷化合物及其它活性物质 抗菌素 激素 致畸性物质 催畸性物质和诱变物质 等 第2节化学污染物的环境效应 迁移 migration movement 包括机械作用 物理化学 和生物作用 1化学
16、污染物的迁移 污染物的迁移migration movement 没有发生化合价的改变 2污染物的转化 transformation 发生了化合价的改变 转化 物理化学作用 化学作用 和生物化学作用迁移和转化经常交织在一起 使环境中的化学品的种类更为复杂 分布更广 迁移转化的后果 可以使污染物的浓度降低 毒性减弱 如在微生物作用下有机物分解为CO2和H2O 也可以使污染物浓度增加 毒性增强 如含汞废水排入水体后 转化为甲基汞 在鱼体内积累 毒性增强 研究污染物的迁移和转化是研究修复机理的重要内容 3POPs的生物富集 污染物的浓度食物链放大 Forexample inwoodlandsandfields thefoodchainmayrunlikethis Plants insectherbivores insect eatingbirds birdsofprey 植物 食草昆虫 食昆虫的鸟 鸟类捕食者Inamarineenvironment Phytoplankton zooplankton smallfish largerfish seals polarbears浮游植物 浮游动物
