【环境化学】第5.1章 多介质转归——典型污染物在环境各圈层中的 转归与效应

第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应内容提要及重点要求：主要介绍了以重金属、持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs）为代表的持久性有毒污染物（Persistent Toxic Substances, PTS）等典型污染物在各圈层中的转归与效应。

要求了解这些典型污染物的来源、用途和基本性质．掌握它们在环境中的基本转化、归趋规律与效应。

地球环境是一个由大气、水体、土壤、岩石和生物等圈层组成的多介质体系，建立描述污染物在多介质环境中的迁移、转化和归趋规律，弄清化学污染物在这些介质中的浓度、持久性、反应活性以及分配的倾向，是研究污染物转归与效应的重要内容。

污染物在多介质环境中的过程研究主要包括以下几个方向：（1）水/气界面的物质传输：主要研究污染物从水中的挥发、大气复氧以及污染物在水体表面微层的富集行为。

（2）土壤/大气界面的物质传输：主要研究污染物从土壤的挥发和干、湿沉降污染物由大气向土壤的传输两部分。

（3）水/沉积物界面的物质传输：在多介质环境问题研究中，水/沉积物界面是比水/气界面更为复杂的界面，它是水体中水相与沉积物相之间的转换区，是底栖生物栖息的地带。

水/沉积物界面的物质传输，不仅涉及污染物的传输，而且还涉及水和沉积物本身的传输。

因此，污染物在该区域的积累和传输，在很大程度上影响着该污染物的物理、化学和生物行为。

概括说来，水/沉积物界面的化学物质传输是通过沉降、扩散、弥散、吸附、解吸、化学反应和底栖生物的作用等过程完成的。

第一节重金属元素重金属是具有潜在危害的重要污染物。

重金属污染的威胁在于它不能被微生物分解。

相反，生物体可以富集重金属，并且能将某些重金属转化为毒性更强的金属－有机化合物。

重金属元素在环境污染领域中其概念与范围并不是很严格。

一般是指对生物有显著毒性的元素，如汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍、锡、钡、锑等，从毒性这一角度通常把砷、铍、锂、硒、硼、铝等也包括在内。

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应引言污染物是指那些不断通过人类活动排放到环境中的有害物质，包括大气、水体和土壤等环境。

典型的污染物主要包括大气中的二氧化硫、氮氧化物、水体中的重金属、有机物和土壤中的农药等物质。

这些污染物在环境中的转归和对环境的影响备受关注。

本文将重点讨论这些污染物在不同环境圈层中的转归和效应。

大气中的典型污染物二氧化硫二氧化硫主要来自燃煤、石油等燃烧过程，通过大气向土壤和水体传播。

在大气中，二氧化硫易与水蒸气和氧气反应形成硫酸等强酸性物质，导致酸雨的形成，对植物和建筑物造成损害。

此外，二氧化硫还参与臭氧和颗粒物的生成，对人类健康和环境造成危害。

氮氧化物氮氧化物主要来自汽车尾气和工业排放，对大气和水质均有影响。

氮氧化物在大气中与挥发性有机物反应形成臭氧，对人类健康影响较大。

此外，氮氧化物还是水体中富营养化的主要原因之一，引起水华的产生，破坏水生态系统平衡。

水体中的典型污染物重金属重金属是水体中的重要污染物之一，主要来源于工业废水排放和农业面源污染。

重金属如铅、镉等对水生生物和人类健康具有较大危害。

它们在水环境中具有很强的持久性和蓄积性，易被生物富集，加重水体污染。

有机物有机污染物包括各类化学品，如农药、兽药和工业化学品等。

这些有机物对水生生物和人类健康危害较大，有些有机物还对生态系统造成严重危害。

它们在水体中转移速度较慢，易富集在生物体内，引起食物链中毒现象。

土壤中的典型污染物农药农药是影响土壤质量的重要因素之一，主要来源于农田施用。

农药中的有机氯、有机磷等成分易残留在土壤中，并渗入地下水和河流中造成污染。

农药对土壤生物和植物生长产生危害，也对人类健康构成威胁。

总结与展望不同环境圈层中的典型污染物具有不同的转归和效应，但它们都对环境和人类健康造成危害。

因此，应该积极采取有效措施减少污染物排放，保护和改善环境质量。

以上是关于典型污染物在环境各圈层中的转归与效应的讨论，希望对读者有所启发。

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应概述一、引言污染物的释放已经成为当代社会面临的一个严峻问题。

各种污染物经过排放后会进入大气、水体和土壤等环境圈层，对生态系统及人类的健康造成危害。

本文将探讨典型污染物在环境中的传播、转移和效应，以及可能的应对措施。

二、大气环境中的污染物大气是典型污染物传播的重要介质之一，大气中的污染物主要包括二氧化碳、氮氧化物、臭氧和颗粒物等。

这些污染物通过空气传播，对空气质量和气候产生影响，加剧全球变暖等问题。

三、水体环境中的污染物水体是另一个容易受到污染物侵袭的环境圈层，水中的污染物包括重金属、有机污染物、化学物质等。

这些污染物会对水质产生影响，损害水生态系统，威胁人类饮用水安全。

四、土壤环境中的污染物土壤是污染物的另一主要殖身之所，土壤中的化学污染物如农药、重金属等会经过降解或迁移导致土壤退化，影响农作物生长，还可能转移至水体和植物中造成进一步危害。

五、污染物的生物富集效应部分污染物会在环境中富集，并通过食物链逐级向上转移，最终积累到高级食物链中，造成食物链中生物的富集，例如水中生物体内富集的汞会对食肉动物和人类造成毒害。

六、污染物对生态系统的影响污染物对生态系统的危害是综合而复杂的，除了直接影响生物生长繁衍外，还可能破坏物种的生态平衡，导致生物多样性降低，影响整个生态系统的健康。

七、应对污染物的措施为了减少污染物对环境的危害，采取有效的污染物控制和治理措施至关重要。

这包括加强污染源监管、推动清洁能源发展、实施循环经济等举措，共同维护地球生态系统的可持续发展。

八、结论污染物在环境各圈层中的传播和效应是一个复杂的系统工程，需要全社会共同努力，科学合理地管理和应对污染物，以保护人类和生态环境的健康。

NSAttributedString以上是典型污染物在环境各圈层中的转归与效应的概述，希望能为读者提供一些启发和思考。

环境化学（戴树桂）课后习题参考答案中科院研究⽣院硕⼠研究⽣⼊学考试《环境化学》考试⼤纲1．《环境化学》考试⼤纲适⽤于中国科学院研究⽣院环境科学专业硕⼠研究⽣⼊学考试。

《环境化学》是环境科学与⼯程类专业的重要基础课程，包括了环境化学研究的内容、特点和发展动向，主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程，典型污染物在环境各圈层中的归趋和效应。

本考试⼤纲侧重于环境污染化学，着重于各类有害物质在环境介质中的存在、⾏为、效应以及减少或消除其产⽣的理论和⽅法。

主要内容包括⽔环境化学、⼤⽓环境化学、⼟壤环境化学及化学物质的⽣物效应与⽣态效应等经典内容。

对其中有机污染物的归趋模式、⾦属离⼦的存在形态及⽣物效应、化学物质结构与毒性关系，污染物的⽣物效应和⽣物浓缩机制以及全球范围内的温室效应、酸⾬、臭氧层破坏等环境问题需加以重点掌握。

要求考⽣掌握基本概念、基本原理和计算⽅法，并具备综合运⽤所学知识分析和解决实际环境问题的能⼒。

考试内容：环境化学发展及基本内容1．环境化学基本概念、发展动向、研究内容及热点问题⽔环境化学2．天然⽔的基本特征组成；3．⽔体⽆机污染物的迁移转化。

着重配合作⽤、氧化-还原作⽤、沉淀和溶解、⽔体颗粒物的吸附作⽤等基本原理及其实际应⽤。

4．⽔体有机污染物的迁移转化：环境⾏为与归趋模式。

着重分配作⽤、挥发作⽤、⽔解作⽤等典型机制与迁移转化模式。

5．⽔体的富营养化问题：⽔体富营养化；⽔体富营养化的机理；营养物质的来源；富营养化的影响因素；湖⽔的营养化程度；⽔体富营养化的危害及其防治对策。

⼤⽓环境化学6．⼤⽓中污染物的特征；7．⼤⽓中污染物的迁移和转化(温室效应；⽓相⼤⽓化学：光化学反应、光化学烟雾、臭氧层的形成与耗损化学；液相⼤⽓化学：酸沉降化学、⼤⽓中液相反应；⼤⽓颗粒物化学)；8．重要的⼤⽓环境化学问题：光化学烟雾的定义、特征及形成条件；光化学烟雾主要参与物质；光化学烟雾形成机理；光化学烟雾危害及防治；光化学烟雾与硫酸型烟雾的对⽐；太阳和地球辐射间的能量平衡；温室⽓体；温室效应；全球变暖及防治对策；降⽔的化学组成；酸⾬的形成；酸⾬的影响因素；酸⾬的危害及防治；⼤⽓平流层的组成；臭氧层的形成和耗损的化学反应；臭氧洞的危害；臭氧层破坏现状及防治。

《绪论》部分重点习题及参考答案1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。

a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。

对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。

b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。

这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。

然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。

c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。

d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。

通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。

它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。

这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。

2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？（1）氧的循环：（2）碳的循环：（4）磷的循环（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。

3．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。

典型污染物在环境各圈层中的转归与效应典型污染物包括空气污染物、水体污染物和土壤污染物，它们在环境各圈层中的转归与效应对于人类的生存和健康具有重要意义。

首先，空气污染物是指大气中存在的有害物质，例如二氧化硫、氮氧化物、臭氧、颗粒物等。

这些污染物通常在工业排放、汽车尾气和能源生产过程中释放出来。

一旦排放到大气中，空气污染物会通过大气循环和沉降作用进一步传播和沉积。

在大气中，污染物的浓度和分布可以受到气候、地形和风向等因素的影响。

空气污染物的转归与效应在大气层中主要表现为光化学反应和气溶胶形成。

光化学反应是指太阳辐射和污染物之间的相互作用，产生臭氧和二次有机气溶胶等有害物质。

臭氧对人体健康有害，可以引发呼吸系统疾病和心血管疾病。

气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物，它们对能见度、气候变化和空气质量有重要影响，同时也对人体呼吸系统产生不良影响。

水体污染物是指排放到水体中的有害物质，例如重金属、有机污染物和营养盐等。

这些污染物通常来自工业废水、生活污水和农业面源污染等。

一旦进入水体，水体污染物会通过水流和沉积作用进一步传播和沉积。

在水体中，污染物的浓度和分布可以受到水流速度、水体深度和环境温度等因素的影响。

水体污染物的转归与效应在水体圈层中主要表现为生物富营养化和生物毒性。

生物富营养化是指水体中的营养盐过剩，导致蓝藻和水华等有害生物过度繁殖。

这些有害生物会消耗水中的氧气，导致水体缺氧，对水生生物造成危害。

生物毒性是指水体中存在的有毒有害物质对水生生物和人体健康的危害。

这些有毒有害物质可能通过生物累积，进而影响整个食物链。

土壤污染物是指排放到土壤中的有害物质，例如重金属、农药和化学物质等。

这些污染物通常来自工业废弃物、农业施肥和城市垃圾等。

一旦进入土壤，土壤污染物会通过土壤颗粒的吸附和水分的迁移进一步传播和沉积。

在土壤中，污染物的传播和沉积受到土壤组分和pH值等因素的影响。

土壤污染物的转归与效应在土壤圈层中主要表现为土壤质量下降和农产品安全问题。

第五章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应污染物在大气圈－水圈－土壤（岩石）圈－生物圈之间的交换和环境效应5.典型污染物在环境各圈层中的转归与效应⏹5.1 自然界中的能量流动和物质循环⏹5.2 重金属元素在各圈层中的转归与效应⏹汞⏹砷⏹5.3 有机污染物在各圈层中的转归与效应⏹有机氯代物⏹多环芳烃⏹表面活性剂5.1 自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的能量流动和物质循环⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布一、生态系统中能量流动和物质循环能量守恒定律物质不灭定律二、物质的地球化学循环(1) 循环方式贮存量通量(2) 相关物理量⏹贮存量⏹通量或输入（输出）速率⏹源－源强⏹汇－汇强⏹停（滞）留时间(3) 实例：铜在各圈层中的数量⏹储层质量（g ）⏹大气（1 ） 2.9 ×108⏹海洋（2 ） 3.5 ×1014⏹岩石（3 ） 1.3 ×1021⏹沉积物（4 ） 6.9 ×1019⏹土壤和植物（5 ） 6.0 ×1015(3) 实例：铜在各圈层（源和汇）之间迁移的速率(3)实例：铜在各圈层中的停留时间⏹大气中为6 天⏹海水中为420 年⏹土壤和植物中为7000 年，⏹海底沉积物中为107年，⏹岩石中为109年三、物质的生物地球化学循环将物质在生态系统中的循环和物质地球化学循环加以综合考虑，称为生物地球化学循环。

生物地球化学循环中除地质系统、化学系统外，还包含着生物系统。

例如：细胞原生质的主要元素成分⏹含量最多元素：碳、氢、氧、氮等约占总质量的98％；⏹含量少的元素：磷、硫、氯、钠、钾、镁、钙、铁等；⏹含微量的元素：铜、锰、锌、硼、钼、碘等。

5.1自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的物质循环和能量流动⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布5.1.2 水的循环一、二、水在地球表层的循环5.1自然界中的能量流动和物质循环⏹5.1.1 地球系统的物质循环和能量流动⏹5.1.2 水的循环⏹5.1.3 碳的循环⏹5.1.4 污染物在环境中的迁移和分布一、地球系统中碳的分布⏹地球上的碳主要集中在岩石之中，⏹石灰岩中的碳（约占岩石层中总碳的3/4）主要以石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3·MgCO3）形态存在；⏹沉积性页岩中的碳（约占岩石层中总碳的1/4）主要以分散性有机物形态存在。