第十章 水中的重金属 ppt课件

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天然水体是一个包括多种溶解无机物、有机物 以及颗粒物的复杂的多相电解质系统： （1）无机阴离子Fˉ、Ｃｌ－、OHˉ、HCＯ３－ （2）溶解有机物、腐殖酸、氨基酸等可以作为 重金属离子的配位体； （3）黏土矿物、铁锰水合氧化物等无机矿物及 有机碎片颗粒还具有一定的吸附能力，可以吸 附重金属离子。
浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放
大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内成
千成万倍地富集，然后通过食物进入人体，在
人体中积蓄，产生危害。汞就是典型的积累性
重金属。
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三、水中重金属的存在形态及其影响因素
(一)水中金属的存在形态 金属的不同形态 对金属污染物的污染效应将产生重要的影响。 重金属进入天然水体后，一般以其稳定的氧化 态存在。
于淡水；
主要阳离子与阴离子的浓度不同，海水中
无机配位体Cl—、SO42-等远大于淡水； 淡水中有机配位体的浓度通常较高；
海水与淡水中金 属离子的浓度也不同。
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（二)影响水中金属形态的因素 1．水中金属离子的水解作用
金属离子的水解作用可看做是它们和H+争夺 OH-的作用。离子价数小、半径大的金属离子， 对OH-的吸引力小于H+。这类离子只有在很高的 pH下才能发生水解作用。如K+、Na+、Cs+、Ca2+ 等
• 对于重金属，目前尚没有严格的统一定 义。仅有几种说法：
• (1)相对密度大于5者(也有人认为大于4 者)为重金属。相对密度大于5的金属有 45种左右，大于4的约有60种。
• (2)周期表中原于序数大于20(钙)者，即 从21(钪)起为重金属。
• (3)重金属是指相对原子质量大于40并具
有相似外层电子分布特征的一类金属元
5．农业退水 农业生产中可能大量使用含金
属的农药，或在农业土壤中本来即含有一些重 金属，这些金属均可以因淋溶而进入水中。
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二、重金属元素在水环境中的污染特征
重金属污染物最主要的环境特性是在水体中 不能被微生物降解，而只能在环境中发生迁移 和形态转化。水中大多数重金属都被富集在黏 土矿物和有机物上。在水环境中重金属元素有 以下污染特征。
离子价数大、半径小的金属离子，对OH-的吸 引力和H+相近，pH较低时金属呈简单的离子形态 存在；pH较高时，则金属离子形成羟基配离子。
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2．水中溶解态无机阴离子
天然水体中，能够影响金属离子存在形态 的无机阴离子主要包括OH—、F—、C1—、I-、 CO32-(HCO3-)、SO42-，在某些情况下还包括 硫化物(HS—、S2-)、磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、 PO43-)等。这些无机阴离子可以配位体的形 式与金属离子发生配位作用，从而影响水中 金属离子的存在形态。
. 第十章 水中的重金属
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教学一般要求
掌握：水环境中重金属的形态及其影响因素， 水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响 因素。
熟悉：水中重金属污染物的来源及其污染特 征。
了解：水中重金属的迁移与分布；沉积物中 重金属污染特征及其生物有效性。
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第一节 天然水中重金属的来源及毒性
素。
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• 第(3)种说法是比较普遍的观点。多数重 金属有毒，但是也有一些重金属没有毒。 有些轻金属比如锂和铍也有很强的毒性。 从环境污染方面来讲，重金属主要是指 汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性 显著的重元素，也指具有一定毒性的一 般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等，目 前最引起关注的是汞、铜、锌、铅、镉、 铬、砷等。
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3．毒性强 在环境中只要有微量重金属即可
产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围， 在天然水中大约1—10mg／L之间。毒性较强的
重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围更低， 在0.01—0.001mg/L范围；有一些重金属还可在
微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化合 物,如甲基化作用。
4．生物积累作用 水生生物可以从水环境中
1．分布广泛 重金属普遍存在于自然环境的
岩石、土壤、大气和水中，也能存在于一些生 物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用， 造成重金属在水体中有广泛的分布。
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2．可以在水环境中迁移转化 多数重金属都
能与环境中的许多物质生成配合物或螯合物， 大大增加了其溶解性。已经进入沉积物中的 重金属，还能因为配合物或鳌合物的生成再 进入水体，造成二次污染。
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3．燃烧引起大气散落 煤炭、石油中的重金
属燃烧时会以颗粒物形式进入空气中，随风迁 移，再随降尘、降水回到地面，随地表径流进 入水体。 4．生活废水和城市地表径流 生活废水可以
包括：①未处理的或只用机械方法处理过的废 水；②通过生物处理厂过滤器的物质，以溶解 态或微颗粒态存在。铜、铅、锌、镉、银的含 量受生活废水显著影响。
因此，进入天然水体中的重金属离子发生 水合、水解作用，并与溶解的无机和有机配位 体形成稳定的配合物，与无机矿物、有机颗粒 达成吸附—解吸平衡或发生沉淀反应。这样，重 金属就会以多种形态存pp在t课件于天然水体中。 12
水环境中的金属离子一般是以水合金属 阳离子M(H２O)Ｘｎ＋的形式存在。
水环境中的金属离子通过酸—碱、沉淀、 配合及氧化—还原等反应不断向最稳定状态
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问题：从环境污染方面来讲，目前最引起关注的重 金属和类金属主要是指哪些？ 答：
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一、水中主要重金属污染物的来源 环境中重金属的污染源主要有5类。
1．地质风化作用 这是环境中基线值或背景 值的来源。
2．各种工业过程 在大多数的工业生产所产
生的废水中均含有重金属污染物。采矿、冶炼、 金属的表面处理以及电镀、石油精炼、钢铁与 化肥、制革工业、油漆和燃料制造等工业生产 均可产生含重金属的废物和废水。如采矿场采 矿过程中以及废矿石堆、尾矿场的淋溶作用。
移动。 水环境中重金属的化学形态取决于金属
化合物的来源和进入水体后与水中其他物质 发生的可能的相互作用及结果。
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天然水中重金属的形态分为溶解态金属和颗
粒态金属：以能否通过0.45μ m孔径滤膜为标 准
海水与淡水中金属形态产生差别的主要原
因可能有：
离子强度不同，海水的离子强度大于淡水；
海水中悬浮物浓度低，其吸附表面大大低