重金属在水体中的迁移转化.

早餐主要重金属：铅、铜，来自自来水、釉彩碗碟“服毒”过程：自来水一般呈弱酸性，在管道中蓄积了一夜，易与管道发生化学反应，管道中的铅和水表中的铜会进入到水中。釉彩碗碟的彩色花纹中含有铅，易沾染到食物上。嘉琪一觉醒来，吃了一顿“营养早餐”，心情非常好，但重金属的摄入，在不知不觉中发生了。主要危害：铅毒对神经、血液、消化、心脑血管、泌尿等多个系统造成损害，严重影响体内新陈代谢，造成低钙、低锌、低铁。骨骼内的铅要经过20年才能排除一半。防范措施：生活中，如果使用自来水做饭，可打开水龙头，让管道中积存的水流约一分钟。尽量选择花纹、釉彩少的餐具，防范铅污染。更严重的受害者：冶炼厂周边居民。冶炼厂排出的污水中含有铅，饮用被污染的水易造成血铅超标。陕西凤翔血铅事件中，共查出851名14岁以下儿童血铅超标。化妆主要重金属：汞、铅、铋，来自美白类化妆品、颜色亮丽的唇膏“服毒”过程：都市女白领每天都要花费不少时间在化妆上面，嘉琪也不例外，但她所不知道的是，美白类化妆品中普遍含有汞和铅，汞能减少皮肤的黑色素生成。铅也有美白效果，可使皮肤明显光滑、白细，黑斑和粉刺也迅速消退。唇膏中往往含有铋，铋能增加唇膏的光泽。主要危害：含有汞的美白类化妆品会引起接触性皮炎、红斑丘疹、水疱，愈后面部色素加深。含铅化妆品易引起粉刺、红斑、脱皮、过敏性皮炎、皮肤癌、毁容等。唇膏中的铋长期被误食入体内会对肝、肾造成伤害。防范措施：用纯碱调和护肤品，如果呈灰黑色，可判定其含有汞。美白类化妆品连续使用不宜超过3周，可改用基础型的保养品。最好每3个月换一支唇膏。涂唇膏前先抹润唇产品，以免唇膏与嘴唇直接接触。餐前要擦掉唇膏。购买唇膏时，先将样品抹在手背上，然后用金戒指在上面摩擦。如果戒指颜色变黑说明其中含重金属。更严重的受害者：火力发电厂的工人，燃煤是汞最大的人为排放源；牙科医生，填补龋齿过程中，填充材料中会有汞蒸气冒出。上班主要重金属：铅，来自汽车尾气“服毒”过程：虽然早在2000年，中国就开始使用无铅汽油，但公众有一个很大的认识误区，就是认为“无铅汽油”不含铅。其实，无铅汽油是指含铅量在0.013g/L以下的汽油，并非含铅量为零的汽油！这些铅和其他有害物质一同被无数像嘉琪这样的上班族吸入体内。主要危害：铅在废气中呈微粒状态，随风扩散，可随呼吸进入血液，并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.6～0.8ppm时，会影响儿童的生长和智力发育，甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿。防范措施：多年生活在大城市的人们，24小时都要呼吸这里的空气，如果天天戴口罩并不现实，可多吃牛奶、豆制品、木耳、大蒜等有利于排铅的食物。在交通干线两侧100米范围内，大气中含铅量、土壤中含铅量和蔬菜叶片中含铅量均比较高，污染较严重，称“铅污染区”。故而应尽量避免在马路附近散步。更严重的受害者：交警、司机、儿童。2008年，深圳交警的体检结果显示，他们体内的铅含量高出常人100多倍。儿童排铅能力差，汽车尾气是最主要的毒源。办公室主要重金属：铬、铅、镉、汞，来自油墨、液晶显示器等“服毒”过程：打印、复印、整理文件资料，接收和分发报纸、杂志等印刷品。这些纸张的油墨中，含有铅、铬、镉、汞等重金属，如果不注意卫生，很容易进入人体。主要危害：铬对皮肤有刺激和致敏作用，皮肤会出现红斑、水肿、溃疡；它的烟雾和粉尘对呼吸道有明显损害，可引起鼻黏膜溃疡、咽炎、肺炎胃肠道溃疡等。防范措施：吃东西前，一定要先洗手，尤其要注意不用报纸垫着吃盒饭，更不要把食物放到报纸上。更严重的受害者：电镀工人。电镀时产生铬酸雾和六价铬化物，易造成铬疮。午餐主要重金属：镉、汞、铅、砷、铬等，来自蔬菜、肉类、海鲜、大米、水果等“服毒”过程：外面餐馆的饮食可能不太卫生，除了卫生状况外，每一道菜都可能富含重金属。中山大学一个科研团队于08年3月调查了珠江三角洲某地级市13个蔬菜生产基地，其中7个基地的土壤存在重金属污染问题，土壤重金属超标面积为2100亩，占调查菜地面积的37.8％。重金属会从土壤中进入蔬菜中，而动物体内的重金属则是通过食物链层层传递，并在体内富集起来。食物中所含的重金属并不能通过水洗、浸泡、加热、烹炒等方法减少。主要危害：重金属污染物会在肝脏中储积。铬可导致呼吸系统癌症；砷中毒表现为疲劳、乏力、心悸、惊厥，还可能致癌。甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收，其中15%被脑吸收，脑组织一旦受损难以治疗。防范措施：食物是重金属侵害人体的最主要途径，我们每天吃的食物，对于个人来说，无法追查其是否安全。相对来说，动物的肝脏、贝类海鲜含重金属量普遍较高，应减少摄入量。更严重的受害者：化工厂周边居民。2008年以来，中国相继发生贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河、山东临沂等砷污染事件。喝茶主要重金属：氟、铅、铬、镍等，来自茶叶、饮水机内胆“服毒”过程：茶叶中也有重金属，常见的有铅和氟，茶树具有富集土壤中氟元素的能力，茶叶炒至过程中则易被铁锅中的铅毒污染。饮水机内胆含有重金属铬、镍。饮水机市场门槛较低，有数据显示，国内涉足饮水机生产的企业有近2000家，80%以上的企业为非专业的小厂或螺丝刀工厂。合格饮水机的内胆应由食品级不锈钢制成，由于食品级不锈钢价格昂贵，一些企业就用不锈铁或代替食品级不锈钢制作内胆，导致重金属超标。主要危害：氟中毒是一种慢性病，表现为氟斑牙和氟骨症；铬和镍超标对内脏、神经系统都有危害，很难降解。防范措施：茶叶不宜多饮，应洗茶后再喝。我国对饮水机产品实行3C认证，为确保健康，最好别只看认证，还是得购买非贴牌生产的大品牌饮水机。更严重的受害者：燃用无烟煤者。贵州中西部地区因燃用氟含量过高的的无烟煤，污染了水源和食物，当地1650万群众出现不同程度的氟中毒症状。汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力破坏极大。天然水每升水中含0.01毫克，就会导致人中毒。镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨骼和肝肾，并引起肾衰竭铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一旦进入人体将很难排除。能直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统，可造成先天智力低下钴：能对皮肤有放射性损伤。钒：伤人的心、肺，导致胆固醇代谢异常。锑：与砷能使银手饰变成砖红色，对皮肤有放射性损伤。铊：会使人多发性神经炎。锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。也能伤害重要器官。砷：是砒霜的组分之一，有剧毒，会致人迅速死亡。长期接触少量，会导致慢性中毒。另外还有致癌性。这些重金属中任何一种都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症。200亿元：国土资源部称，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。4035人：环保部称，2009年，重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标，引发32起群体性事件。2000万公顷：2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示，我国1/6的耕地受到重金属污染,重金属污染土壤面积至少有2000万公顷。36%：中国农业大学食品工程学院院长罗云波称，食品中药物残留和重金属对我国食品安全的潜在巨大，其中，铅和镉污染问题突出，有36%的膳食铅摄入量超过安全限量，特别是皮蛋的含量比较高。镉的污染水平也较高，大多数存在于软体类和甲壳类动物身上。23.57%：国家疾控中心曾对1000余名0-6岁儿童铅中毒情况进行免费筛查、监测。结果显示，23.57%的儿童血铅水平超标。LOGO第六节重金属在水体中的迁移转化重金属的定义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。重金属环境行为的基本特征（1）是构成地壳的组分，在各环境介质中均有背景含量，在污染物分类中视为是永久性污染物。（中国环境背景值研究的理论和应用意义）（2）有广泛的污染源（采矿、冶金、某些化工产业、燃媒等）（人为释放与风化释放的关系现状）。（3）多数为周期表中的过渡元素，有特殊电子构层，最外的S层的电子数为1～2，次外层D电子层未被充满，易于接收外来电子，使重金属的环境行为有以下特点：•有广泛价态，可在多种Eh-pH条件下存在。不同电价的重金属有不同的迁移性和生物有效性；•易形成络合物，有利于其在环境中迁移扩散；•易与OH-、S2-、CO3-生成沉淀，可抑制其迁移扩散。（4）微量即可致毒，有长期性累积效应，有生物放大作用，可通过母乳和遗传对新生儿产生影响。（水俣病骨痛病成因，中国松花江汞污染研究）重金属的来源1大气中的重金属来源3土壤中的重金属来源2水体中的重金属来源自然来源：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。大气中重金属的来源自然因素：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。人为因素：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。水体中的重金属来源12土壤中的重金属来源污水灌溉施用化肥农药固体废弃物堆积城市化矿床开发污染特点1234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。只要有微量重金属即可产生毒性效应。在被重金属污染的水体中，重金属的形态多变，且形态不同毒性也不同，如铬产生毒性效应的浓度范围低，一般为1~10mg/L（Hg，Cd则在0.001~0.01mg/L左右）重金属污染物不易被微生物分解进入水体的重金属污染物大部分沉积于底泥中，某些重金属离子及其化合物易被微生物吸收并通过食物链逐渐积累，能在人体的一定部位蓄积，使人慢性中毒，极难治愈。重金属在水中的迁移转化是以个复杂的过程，与pH、PE有关。有机物与重金属有机污染物发生降解作用，有例外：DDT重金属长期累积，还会转化为毒性更大的金属——有机化合物重金属在环境中迁移的复杂性和人们研究的局限性水环境是多相电介质，存在多种反应，包括：离子－离子的反应、离子－溶剂的反应、离子－固体的反应、水解－水合、络合、沉淀－溶解、氧化－还原、生化反应。水环境是开放的、非平衡的和非线性的系统。重金属在水环境中的迁移和转化极为复杂。但目前，人们一般只能将水环境作为平衡系统对其进行研究，且多为研究平衡系统的某些环节。重金属在水体中不能被微生物降解，只能发生形态间的相互转化及分散和富集过程重金属在水体中的迁移主要与沉淀、络合、螯合、吸附和氧化还原等作用有关。这些过程统称重金属迁移。重金属迁移水环境中反应类型吸附解吸絮凝聚沉沉淀溶解氧化还原配合作用一、吸附解吸作用天然水体中存在着大量黏土矿物、水合氧化物等无机高分子化合物和腐殖质等有机高分子化合物，它们是天然水体中存在的主要胶体物质。由于胶体具有巨大的比表面、表面能和带电荷，能够强烈地吸附各种分子和离子，对重金属离子在水体中的迁移有重大影响。胶体的吸附作用是使重金属从水中转入固相的主要途径。2019/12/1524无机胶体、有机胶体、无机—有机复合体矿物微粒和黏土矿物金属水合氧化物腐殖质和天然的有机胶体水体沉积物水体各类胶体物质相互作用结合成为某种聚集体石英、长石、云母累矿物水云母、蒙脱石、高岭石铝、铁、猛、硅等金属水合氧化物藻类、细菌及病毒天然水中的胶体物质2019/12/1525吸附类型物理吸附：表面吸附——范德华力化学吸附：离子交换、专属吸附。如电子转移、原子重排、化学键的破坏与形成2019/12/1526