单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,化学与环境,化学与环境,化学与环境-第五章-无机污染物课件,含碳、硅的无机污染物,2,含氮、砷的无机污染物,3,金属无机污染物,1,第五章 无机污染物,含氧、硫、硒的无机污染物,4,含氟、溴的无机污染物,5,含碳、硅的无机污染物2含氮、砷的无机污染物3金属无机污染物1,5.1,金属无机污染物,一、铝,（一）铝在环境中的分布及污染,铝在自然界分布极广，地壳中铝的质量分数仅次于氧和硅，居第三位。铝普遍存在的原生矿物有长石、辉石和云母等铝硅酸盐矿物；以及在风化作用下转变成的多种次生矿物,，,铝在矿物中主要以氧化物的形式存在,。,铝的环境污染主要由铝的工业生产引起，有色冶金、化工制药、涂料工业、合成橡胶等工业废水中也有铝，其排放造成环境污染。此外，在生产铝的过程中，由铝土矿提炼矾土时会产生大量泥状残渣赤泥,。,5.1 金属无机污染物一、铝,5.1,金属无机污染物,（二）铝的环境化学及迁移,转化,铝在自然界的化学性质十分活泼，从未发现铝的单质，只有铝的氧化物。氢氧化铝是两性的，它既溶于酸又溶于碱。铝离子还能与水中的氟离子、硫酸根等无机配位体以及水杨酸、腐殖酸、富里酸等有机配位体形成配合物，增加天然水中可溶性铝的浓度，促进铝随水流迁移。铝可以与磷酸根、硅酸根等形成难溶化合物，使水中铝向底泥迁移。此外，环境中的铝还容易与除锂以外的碱金属硫酸盐结合成矾类化合物,，铝以铝硅酸盐和氢氧化物的形式存在于土壤中。,5.1 金属无机污染物（二）铝的环境化学及迁移转化,5.1,金属无机污染物,（三）铝对人体的生物效应,铝是人体的有害元素。正常成人每天从饮食中摄入的铝大部分随粪便排出体外，少量经肠道吸收，分布于体内各器官。从呼吸道吸入的铝，主要贮积在肺组织内。长期摄入铝或铝的化合物可以使胃酸及胃液分泌减少，胃蛋白酶的活性受到抑制。长期从事与铝化合物有关的生产工人，会产生铝尘肺等职业病。,5.1 金属无机污染物（三）铝对人体的生物效应,5.1,金属无机污染物,二、铊,（一）铊的主要环境化学性质,铊在空气中不稳定，常温下易被氧化，生成一氧化二铊(Tl2O)薄膜，减慢了进一步氧化的速率。当温度高于100时，铊很快被氧化成一氧化二铊(Tl2O)和三氧化二铊(Tl2O3)的混合物。,（二）铊在环境中的分布,铊是分散元素，地壳中的质量分数为8,.,510-7。铊的矿物极少，大部分铊以分散状态的同晶形杂质存在于铅、锌、铁、铜等硫化物和硅酸盐矿物中，铊在矿物中替代了钾和铷。,5.1 金属无机污染物二、铊,5.1,金属无机污染物,（三）铊对人体的生物效应,铊对人体是有毒元素，毒性仅次于甲基汞，比汞还强，是剧烈的神经毒物，主要由呼吸道和消化道进入人体，损伤人体中枢和周围神经系统、肝脏及肾脏，同时还有脱发作用。人体急性铊中毒多为误服、使用铊化合物药物引起的。,5.1 金属无机污染物（三）铊对人体的生物效应,5.1,金属无机污染物,三、铅,（一）铅在环境中的分布及污染,在地壳中，铅是重金属（密度大于5gcm-3的金属）里含量最多的元素,在自然界分布甚广。,目前铅的环境污染随着人类活动以及工业的发展而日趋加重，几乎在地球的每个角落都发现它的踪迹。,5.1 金属无机污染物三、铅,5.1,金属无机污染物,（二）铅的环境化学及迁移转化,铅是熔点低（327,.,5）的重金属。常温下铅在干燥空气中不起化学变化，但在潮湿及含有二氧化碳的空气中失去光泽而变成暗灰色，表面生成碱式碳酸铅3PbCO3Pb(OH)2保护膜，耐腐蚀性能好。铅可与水作用，表面生成一层铅盐而阻止进一步溶解。铅与稀盐酸或稀硫酸作用形成一层难溶的铅盐，阻止进一步被腐蚀，但不能耐受浓盐酸或浓硫酸。铅能溶于稀硝酸，但不溶于浓硝酸。,5.1 金属无机污染物（二）铅的环境化学及迁移转化,5.1,金属无机污染物,（三）铅对人体的生物效应,铅,是作用于人体全身各个系统和器官的有毒元素。它可与体内一系列蛋白质、酶和氨基酸中的官能团结合，干扰机体许多方面的生化和生理活动，引起中毒。,铅的毒性与其化合物的形态和溶解度有关，硝酸铅、醋酸铅易溶于水，易被吸收，毒性强；硫酸铅、氧化铅、碱式硫酸铅在酸性溶液中易溶解，颗粒小而成粉状，毒性大；硫化铅、铬酸铅不易溶，毒性小。,5.1 金属无机污染物（三）铅对人体的生物效应,5.1,金属无机污染物,四、铬,（一）铬在环境中的分布及污染,铬是在环境中广泛分布的元素,，地壳中所有岩石都含有铬，现已发现铬矿近30种。,有关铬的工业生产均可以产生含铬三废（废气、废水、废渣），如处理不当就会造成环境污染。冶炼、燃烧、耐火材料、化学工业等排放的含铬灰尘扩散面大，污染面宽，产生的危害大。堆放的铬渣也是重要的污染源。,5.1 金属无机污染物四、铬,5.1,金属无机污染物,（二）铬的环境化学及迁移转化,铬在潮湿的空气中是稳定的，具有抗腐蚀的性质。由于黏土矿物在水体中形成带负电荷的胶体微粒，所以吸附荷正电Cr3+的能力大于吸附荷负电CrO2-4、Cr2O2-7的能力。胶体物质对铬的吸附作用对铬的环境迁移转化起重要作用。,5.1 金属无机污染物（二）铬的环境化学及迁移转化,5.1,金属无机污染物,（三）铬对人体的生物效应,铬是人体的必需元素，是人体内分泌腺的组分之一。铬缺乏将导致糖和脂肪代谢系统紊乱，出现动脉粥样硬化症和心脏病。,各种形态铬的毒性不相同。金属铬很不活泼，是无毒的。,5.1 金属无机污染物（三）铬对人体的生物效应,5.1,金属无机污染物,五、镉,（一）镉在环境中的分布及污染,镉以微量广泛分布在环境中，质量分数超过10-6的只发生于富矿层或因人类活动的污染地区。由于镉与锌的化学性质非常相似，所以镉的矿物与锌矿常常共生,。,有色金属冶炼厂是主要污染源，煤燃烧、塑料焚烧物、某些汽车轮胎和润滑油中的镉，也是镉污染的来源。镉对土壤的污染途径主要有两个，一是工业废气中镉扩散沉降累积于土壤中，二是用含镉废水灌溉农田，使土壤受到严重污染。,5.1 金属无机污染物五、镉,5.1,金属无机污染物,（二）镉的环境化学及迁移转化,镉在潮湿的空气中会缓慢氧化，加热易挥发，其蒸气有毒，可与空气中的氧结合成氧化镉(CdO)。化合物中以氧化镉毒性最大，而且属于累积性的。镉在环境中存在的形态很多，大致可以分为水溶性镉、吸附性镉和难溶性镉。各种胶体对镉有吸附作用，其中黏土矿物表面由于离子交换而强烈吸附镉。,5.1 金属无机污染物（二）镉的环境化学及迁移转化,5.1,金属无机污染物,（三）镉对人体的生物效应,镉对人体是有毒的，可以与含巯基SH、羟基OH及氨基NH2的蛋白质分子结合，抑制一些酶系统的活性。此外，镉和巯基SH的亲和力比锌大，所以可以取代机体内含锌酶中的锌，使其失去功能。过量镉对人体产生毒性效应。在工业接触中，可见到的两种镉中毒是肺障碍病症和肾功能不良。长期摄入微量镉，通过器官组织中的积蓄还会引起痛痛病,。,5.1 金属无机污染物（三）镉对人体的生物效应,5.1,金属无机污染物,六、汞,（一）汞在环境中的分布及污染,汞在地壳中的总储量达1,.,61011t，它是稀有的分散元素，以微量广泛分布在岩石、土壤、大气、水和生物中，构成汞的地球化学循环。,化工生产中汞的排放是水体中汞的主要污染源，又以氯碱工业、汞化合物的合成与使用造成的汞污染最为严重。,5.1 金属无机污染物六、汞,5.1,金属无机污染物,（二）汞的环境化学及迁移,转化,汞是室温下惟一的液体金属，熔点很低,。液体汞有一定的蒸气压，具有挥发性，吸入汞蒸气会危害人体健康。汞是比较稳定的金属，在室温下不被空气氧化，加热至沸腾时才缓慢与氧作用生成氧化汞(HgO)。汞不与盐酸和稀硫酸作用，仅与氧化性酸作用。有机物、黏土矿物、金属氧化物等对汞化合物具有吸附能力，其吸附作用与吸附剂的种类和汞化合物的形态以及环境条件有关。,5.1 金属无机污染物（二）汞的环境化学及迁移转化,5.1,金属无机污染物,（三）汞对人体的生物效应,汞对人体是有毒的,人体吸收汞及其化合物经过三种途径，主要是经消化道，其次是呼吸道以及皮肤吸收。人体对汞有一定的解毒和排毒能力，血液和组织中蛋白质的巯基SH能迅速与汞结合，并逐渐把汞集中到具有解毒功能的肝脏和肾脏，它们一面排汞，一面把汞暂时蓄积起来。,5.1 金属无机污染物（三）汞对人体的生物效应,5.,2,含碳、硅的无机污染物,一、一氧化碳,（一）一氧化碳的性质,一氧化碳(CO)是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不易与其他物质发生化学反应，如局部污染严重，对人群健康有一定危害。,（二）一氧化碳的污染来源,大气对流层中的一氧化碳本底体积分数为（0,.,12）10-6，这种含量对人体无害。由于世界各国交通运输事业、工矿企业不断发展，煤和石油等燃料的消耗量持续增长，一氧化碳的排放量也随之增多。,5.2 含碳、硅的无机污染物一、一氧化碳,5.,2,含碳、硅的无机污染物,（三）一氧化碳对人体健康的危害和机理,随空气进入人体的一氧化碳，经肺泡进入血液循环以后，能与血液中的血红蛋白、肌肉中的肌红蛋白和含+2价铁的细胞呼吸酶等形成可逆性结合。中毒者就会出现脉弱，呼吸变慢，最后衰竭致死。这种急性的一氧化碳中毒，常发生在车间事故和冬季家庭煤炉采暖时期。,5.2 含碳、硅的无机污染物（三）一氧化碳对人体健康的危害和,5.,2,含碳、硅的无机污染物,二、二氧化碳,（一）二氧化碳的性质,二氧化碳(CO2)是无色、无臭和不助燃的气体，固态时称为干冰（制冷剂），溶于水和乙醇，目前在大气中的体积分数已超过0,.,0379。它的密度约为空气的15倍，能在不通风的地方聚集。,（二）二氧化碳的来源,大气中二氧化碳是自然存在的。二氧化碳的人为源主要是矿物燃料燃烧和水泥生产。,5.2 含碳、硅的无机污染物二、二氧化碳,5.,2,含碳、硅的无机污染物,（三）二氧化碳与人体健康的关系,二氧化碳是一种无毒的气体。如吸气中缺少二氧化碳，会使血液pH值升高而偏碱性，结果是呼吸迟缓、脑血管收缩和缺氧。吸气中二氧化碳过多，则引起血液pH值下降，结果是血管扩张和呼吸加深，严重时头痛、眩晕、耳鸣、血压上升、恶心和呕吐等。如果二氧化碳在空气中的体积分数超过10，就可以对人体产生致命的危险，意识障碍、呼吸停止和死亡。在换气不良的低空、干冰冷藏库、发酵池、用碳酸钠中和酸的工艺等场所，由于二氧化碳含量大增引起窒息事故。,5.2 含碳、硅的无机污染物（三）二氧化碳与人体健康的关系,5.,2,含碳、硅的无机污染物,（四）二氧化碳的环境影响,近几十年来，由于矿物燃料（煤、石油、天然气等）用量的增加，以及能大量吸收二氧化碳的森林遭到破坏，大气中二氧化碳浓度不断上升，温室效应也随之增强，造成全球气候变暖,。,5.2 含碳、硅的无机污染物（四）二氧化碳的环境影响,5.,2,含碳、硅的无机污染物,三、硅尘,（一）硅尘的定义,含有游离二氧化硅(SiO2)的粉尘叫硅尘（旧称矽尘）。游离二氧化硅是一种不与其他元素的氧化物结合在一起的二氧化硅,。,粉尘中游离二氧化硅的含量（用质量分数表示），可以用物理方法（如X射线衍射法、红外分光光度法等）或化学分析方法测定出来，它是对粉尘作业危害程度进行分级的指标之一。,5.2 含碳、硅的无机污染物三、硅尘,5.,2,含碳、硅的无机污染物,（二）硅尘与硅肺病,硅肺病（旧称矽肺病）是由于吸入游离二氧化硅粉尘而引起的尘肺病。主要症状有气短、胸闷、胸痛、咳嗽、咳痰等，体力劳动时症状加重。晚期患者呼吸功能减退，丧失劳动能力。胸部X射线片是诊断硅肺病的主要方法。,5.2 含碳、硅的无机污染物（二）硅尘与硅肺病,5.,2,含碳、硅的无机污染物,四、石棉,（一）石棉的组成、分类和用途,石棉属于硅酸盐类矿物纤维，是惟一的天然矿物纤维。石棉含有硅、氧、氢、钠、镁和铁等元素，可以分为蛇纹石石棉和角闪石石棉。,（二）石棉污染的来源,环境的石棉污染主要来自土壤和岩石的侵蚀、风化和火山爆发等自然过程，