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【环境课件】环境化学讲稿.doc

【环境课件】环境化学讲稿

黄杰雄
2017-10-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【环境课件】环境化学讲稿doc》,可适用于生产运营领域

【环境课件】环境化学讲稿一第一章绪论第一节环境化学第二节环境污染物~第二章大气环境化学第一节大气污染物的迁移二~第二节大气污染物的转化三二、氮氧化合物的转化三、碳氢化合物的转化~四四、光化学烟雾五、硫氧化合物的转化及硫酸烟雾型污染~五六、酸性降雨~六七、大气颗粒物八、温室气体和温室效应九、臭氧层的形成与损害~第三章水环境化学第一节天然水体基本特征及污染物存在形态七~第二节水中无机污染物的迁移转化八三、溶解和沉淀~九四、氧化和还原~十五、配合作用六、光解作用~十一第四章土壤环境化学第一节土壤的组成和性质~十二第二节土壤的吸附性~十三第三节土壤酸碱性、氧化-还原性~十四第四节土壤重金属的迁移和转化~十五第五节土壤中农药的迁移和转化~十六第五节土壤中农药的迁移和转化~第五章生物体内污染物的运动过程及毒性十七~第一节污染物的生物吸收和生生物浓缩十八第二节污染物在体内的转移~十九第三节污染物的生物转化~二十第四节有机污染物的微生物转化~二十一第五节无机物的生物转化~二十二第六节污染物的毒性~第六章典型污染物在环境各圈层中的转归效应二十三~第一节重金属二十四第二节有机物~第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第一章绪论第一节环境化学第二节环境污染物教学目的与要求:()了解环境问题的产生环境化学基本概念()掌握环境中的污染物类型、种类()了解环境化学研究的范畴。教学重点、难点:重点:环境中污染物的类别环境化学研究的对象和范畴难点:环境问题产生的原因。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:环境和化学之间有什么联系?讨论:环境包括有哪些?课堂练习、作业:作业:环境中污染物有哪些?本次课教学内容小结:对于同学们第一次接触环境化学首先应从环境与化学之间联系讲到环境问题产生的原因再讲环境问题研究的对象和范畴环境中污染物有哪些让同学们在脑海中形成一系列的环境化学概念为此后所讲的内容作一个整体的认识。也激发同学们对此门课程学习的兴趣。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第一节环境化学一、环境问题、环境污染最初人们将环境问题和环境污染联系起来。确实从本质上看大多数环境问题由环境污染引起。就目前人们的认识水平来看所谓环境污染指的是由于自然的或人为的(生产、生活)原因往原先处于正常状态的环境中附加了物质、能量或生物体其数量或强度超过了环境中的附加物质、以氧化土为主。中国:东北兴安岭区(土壤同北美、北欧)长江以南川贵滇黄壤区、华中华南红壤区从矿物质来看红壤以高岭土为主高岭土颗粒大阳离子代换量低对酸的缓冲能力小易酸化。从地理位置上看红壤地区气温高有机质易分解土壤有机质低于北方有机物对酸的缓冲能力也小。例如:北京褐土粘粒阳离子交换量,江西广东海南。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)五、土壤的氧化还原性、土壤氧化还原电位氧化剂+还原剂,ne氧化剂,=EElg还原剂nE得电子能力越强越易被还原以氧花态型式存在E失电子能力越强越易被氧化以还原态型式存在。例如:Emv,FeE<-mvFeE<-mvFeSE=mvNOE<mvNOE<mvNH、土壤氧化还原平衡体系,铁体系锰体系硫体系FeFeMnMnSOHS,,,,,,氮体系NONHCONONONONCH,,,,有机碳体系OO好氧HOCOHCOCHC有机物缺氧醇CO有机酸厌氧CH、土壤氧化还原平衡体系的影响因素土壤含水量旱地土壤的E=~mv水田土壤的E=~mv土壤的通气情况土壤透气良好土壤空气含氧量高土壤电极电位较高如表层土壤主要为氧化态土壤透气不好土壤空气含氧量低土壤电极电位较低如深层土壤土壤呈还原态。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)微生物活动微生物的活动、分解等需要氧气导致氧气浓度降低电极电位下降易分解有机质的含量有机质分解大量的氧导致电极电位下降。易氧化或易还原的无机物质含量E氧化性越强土壤呈氧花态E还原性越强土壤呈还原态植物根系的代谢作用植物根系分泌出有机酸、造成根系周边生物活动降低电极电位PH值氧化剂+还原剂+nemH,yHOm氧化剂H,lgE=En还原剂,氧化剂lg=E-pHn还原剂pHEpH增大一个单位E值下降V、土壤氧化还原反应的重要意义影响元素迁移转化过程E对于易溶解的高价离子越易迁如:(UO)(VO)(MoO)(CrO)EFeSCuSPbO等沉淀不易迁移对土壤养分的影响氮素和各种矿物质在土壤中处于氧花态才能被很好的吸收要求电极电位较高一般地E=~mv时养分供应正常。影响土壤酸碱性FeOFeOMnOMnOMnO,,,HSSOSOHSO,,,第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第四节土壤中重金属的迁移和转化教学目的与要求:()了解土壤中的重金属元素()理解影响重金属在土壤中归趋的主要因素()掌握重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制。()掌握几种重金属在土壤植物体系中的积累和迁移。教学重点、难点:()重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制()几种重金属在土壤植物体系中的积累和迁移。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:重金属元素有哪些?讨论:重金属在土壤植物体系中的积累方式。课堂练习、作业:分别写出重金属汞、砷的甲基化过程。本次课教学内容小结:本堂课主要讲授了重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制和几种重金属在土壤植物体系中的积累和迁移。让同学们了解重金属在土壤-植物体系中是如何迁移和转化的这对于作物的生长和生物富集及重金属的去处是很有用的。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)一、土壤中的重金属土壤土壤本身含有微量的金属元素其中很多是作物生长必需的微量营养元素如Mn、Zn、Cu等。不同地区土壤中重金属的种类和含量也有很大差别。在研究重金属对土壤的污染时首先要调查各地区土壤重金属含量的背景值。因此。土壤背景值中含量较高的元素为:Mn、Cr、Zn、Cu、Ni、La、Pb、Co、As、Be、Hg、Se、Sc、Mo(mgkg)土壤中重金属污染重金属污染土壤的特点:重金属不被土壤微生物降解可在土壤中不断积累也可以为生物所富集并通过食物链在人体内积累危害人体健康重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的清除。日本的―痛痛病‖我国沈阳郊区张士灌区的―镉米‖事件等是重金属污染的典型实例。二、影响重金属在土壤中归趋的主要因素土壤胶体对重金属的吸附土壤胶体对重金属的吸附能力与金属离子的性质及胶体的种类有关。同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的价态有关。价态越高电荷静电作用吸引力Fe>Cu阳离子价态越高电荷越多土壤胶体与阳离子的静电作用也越强吸引力越大结合强度越大而价态相同离子的水合半径小吸附能力强。价态相同离子半径单位面积电荷水合半径吸引力Fe>Al还与土壤的胶体性质有关:矿物类型化学组成阳离子交换量比表面积等有关。土壤有机胶体属无定形胶体比表面积大吸附容量可达–毫克当量克土。对金属离子的吸附顺序是:Pb>Cu>Cd>Zn>Hg金属离子的配位作用土壤中重金属可与各种无机配体或有机配体发生配位作用。以Hg为例土壤表层中的Hg主要以Hg(OH)或HgCl为主而在Cl高第页的盐碱土中则以HgCl为主。备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)重金属的这种羟基配位和氯配位的作用可提高难溶重金属化合物的溶解度,同时减弱了土壤胶体对重金属的吸附影响了重金属在土壤中的迁移转化。又如腐殖酸中富里酸重金属配合物易溶于水能够有效地阻止了重金属难溶盐的沉淀。土壤中重金属的沉淀和溶解在高氧化环境中Eh较高如V、Cr等具有氧化还原性质的重金属常呈氧化态形成可溶性等具有极强的迁移能力而铁、锰相反形成高价难溶性沉淀迁移能力很低。土壤pH值是影响重金属迁移转化的重要因素如:Cd(OH)=CdOHKsp=×)CdOH=×Cd=××HlogCd=–pH因此Cd随pH值的升高而减少反之pH值下降时土壤中重金属就溶解出来这就是酸性土壤作物受害的原因。三、重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制.土壤-植物体系土壤植物体系具有转化储存太阳能为生物化学能的功能而微量重金属是土壤中植物生长酶的催化剂又是一个强的―活过滤器‖当有机体密度高时生命活力旺盛可以经过化学降解和生物代谢过程分解许多污染物微量重金属可以促进土壤中许多物质的生物化学转化但土壤受重金属污染负荷超过它所承受的容量时生物产量会受到影响。因此土壤植物系统通过一系列物理化学或生物代谢过程对污染物进行吸附、交换、沉淀或降解作用使污染物分解或去毒从而净化和保护了环境。污染物由土壤向植物体系中的迁移土壤中污染物通过植物根系根毛细胞的作用积累于植物的茎、叶和果实部分。:污染物通过植物体生物膜的方式迁移可分为:被动转移和主动转移两类。被动转移脂溶性物质从高浓度一侧向低浓度侧顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。其扩散速率与有机物的化学性质、分子体积或在液体pH条件下离解性有第页关。被动扩散不耗能不需载体参与因而无竞争性抑制、特异性选择和饱和现象。(p)备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)主动迁移在需消耗一定的代谢能量下一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结合通过生物膜至高浓度侧解离出原物质。这一转运称为所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷(ADP)和磷酸时所释放的能量。具有竞争性抑制、特异性选择和饱和现象。如钾离子在细胞内外浓度分布:K(细胞内)》K(细胞外),KPKP(膜外)+(磷酸蛋白),KPATPPPADPK,(膜内)影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素植物种类土壤种类土壤的酸碱性和腐殖质含量均可影响重金属向植物体内转移的能量。重金属形态如CdSO、Cd(PO)和CdS三种不同形态的镉在土壤中实验发现对水稻生长的抑制与镉的溶解度有关此外土壤pH值、PE值的变化都可影响植物对重金属的吸收。重金属在植物体内的迁移能力(p)四、植物对重金属污染产生的几种机制植物根系通过改变根际化学性状原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。植物对重金属吸收可根据植物的特性和重金属的性质分为耐性植物和非耐性植物耐性植物具有降低根系吸收重金属的机制实验证明如Zn可以诱导细胞外膜产生分子量为–的蛋白质并与之键合形成络合物使Zn停留在细胞膜外。还可以通过形成跨根际的氧化还原电位梯度和pH梯度等来抑制对重金属的吸收。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)重金属与植物的细胞壁结合如耐性植物中Zn向植物地上部分移动的量很少,在细胞各部分中主要分布在细胞壁上以离子形式存在或与细胞壁中的纤维素木质素结合。由于金属离子被局限于细胞壁上而不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动使植物对重金属表现出耐性。酶系统的作用一般来讲重金属过多可使植物中酶的活性破坏而耐性植物中某些酶的活性可能不变甚至增加具有。研究发现耐性植物中有些酶的活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平而非耐性植物的酶的活性在重金属含量增加时明显降低。耐性植物中还发现一些酶可以被激活从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常的代谢作用。研究发现:膀胱麦瓶草体内的磷酸还原酶硝酸还原酶、葡萄糖-磷酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶及苹果酸脱氢酶在不同耐性品种中对重金属耐性不同特别耐性品种中硝酸还原酶还能被激活。形成重金属硫蛋白或植物络合素年Margoshes首次从马的肾脏中提取了一种金属结合蛋白命名为―金属硫蛋白‖(MT)分析发现能大量合成MT的细胞对重金属有明显的抗性而丧失MT合成能力的细胞对重金属有高度的敏感性现已证明MT是动物和人体最主要的重金属解毒剂。Caterlin首次从大豆根中分离出富含Cd的蛋白质复合物由于其表观分子量和其它性质与动物体内的金属硫蛋白极为相似故称为类MT。年Crill从经过重金属诱导的蛇根木悬浮细胞中提取分离了一组重金属结合肽。其分子量和化学性质不同于动物体内的金属硫蛋白而将其命名为植物络合素(PC)。它可以被重金属Cd、Cu、Hg、Pb等诱导合成。一般认为植物耐受重金属污染的重要机制之一是金属结合蛋白的解毒作用。即金属结合蛋白与进入植物细胞内的重金属结合使其以不具生物活性的无毒的螯合物形式存在降低了金属离子的活性减轻或解除了其毒害作用。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)五、几种重金属在土壤植物体系中的积累和迁移砷(As)土壤中砷的形态:水溶态、吸附态和难溶态前二者又称可给态砷可被植物吸收吸收:有机态砷被植物吸收体内降解为无机态通过根系、叶片的吸收体内集中在生长旺盛的器官如:水稻根>茎叶>谷壳>糙米毒性:甲基化砷>HAsO>HAsO微生物转化(p)eCHeCHAsO(OH)CHAs(OH)HAsOHAsOCHee)As(CH)AsOH(CH(CH)AsO(CH)AsO(OH)土壤NaHAsOOHONaAsO甲烷菌NaHAsONaAsO其中甲基供体来源于相应转移酶的辅酶S腺苷甲硫氨酸它起着传递正甲基离子的作用。同时微生物还可以参加无机砷的转化:NaAsOOHONaHAsO,许多微生物都可使亚砷酸盐氧化成砷酸盐而甲烷菌、脱硫弧菌、微球菌等都还可以使砷酸盐还原成亚砷酸盐。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、镉(Cd)存在:在米土壤表层积累主要以Cd(PO)和Cd(OH)的形式存在。在pH>的土壤中分为可给态、代换态和难溶态。吸收:根>叶>枝>花、果、籽粒蔬菜类叶菜中积累多黄瓜、萝卜、番茄中少,镉进入人体在骨骼中沉积使骨骼变形骨痛症。微生物转化:微生物特别某些特定菌类对镉有较好的耐受性可望用于工厂处理含镉废水(富集)、铬(Cr)以含铬废水(物)进入土壤常以三价形式存在以上被土壤固定难以迁移。土壤胶体强烈吸附三价铬随pH的升高吸附能力增强。土壤对Cr(VI)的吸附固定能力低约进入土壤的Cr(VI)在土壤有机质的作用下很容易还原成三价。另一方面在pHMnO起催化作用三价铬也可以氧化成Cr(VI):Cr(OH)OHOCrOH铬在作物中难以吸收和转化。、汞(Hg)汞进入土壤后以上可被土壤持留或固定土壤黏土矿物和有机质强烈吸附汞。非微生物转化:Hgo=HgHg微生物转化:HgS(硫杆菌)Hg(抗汞菌)Hg汞的甲基化:在有氧或好氧条件下微生物使无机汞盐转变为甲基汞称汞的生物甲基化。这些微生物是利用机体内的甲基钴氨蛋氨酸转移酶来实现汞的甲基化的。(p)第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第五节土壤中农药的迁移和转化教学目的与要求:()了解农药的种类()掌握土壤中农药的迁移方式()掌握土壤中农药的转化途径。教学重点、难点:()土壤中农药的迁移方式()土壤中农药的转化途径。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:主要的几种农药有哪些?讨论:农药在土壤中的迁移和转化途径。课堂练习、作业:写出几种典型农药在土壤中的转化途径。本次课教学内容小结:一些有机农药对人体具有很大的毒害作用它们经使用后残留在土壤中经过循环进入生物体内对人体产生直接危害认识这些有毒农药在土壤中的迁移方式和转化途径是对人体自身健康的认识有直接的关系。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)CHCoBHgHOHOCoBCHHg,(水合钴氨素)辅酶还原辅酶甲基四氢叶酸FADHHOCoBRCoCHOCoB,,,,,,,,,,,,,Hg(甲烷形成菌)CHHgCHHgCH生成的甲基汞具有亲脂性能在生物体内积累富集其毒性比无机汞大倍。烷基汞中只有甲基、乙基和丙基汞为水俣病的致病性物质。、铅(Pb)可溶态的含量很低主要以Pb(OH)、PbCO、PbSO铅的难溶盐形式存在。Pb可以置换黏土矿物上的Ca在土壤中很少移动。植物吸收主要在根部大气中的铅可通过叶面上的气孔进入植物体内如蓟类植物能从大气中被动吸附高浓度的铅现已确定作为铅污染的指示作物。第五节土壤中农药的迁移和转化一、土壤中农药的迁移气态发生(挥发)农药在田间中的损失主要途径是挥发如颗粒状的农药撒到干土表面上几小时内几乎无损失而将其喷雾时雾滴复干的分钟内损失达。农药(物理化学性质、浓度、扩散速率)土壤(含水量、吸附性)环境(温度、气流速度)等非气态发生指土壤中气液、气固界面上发生的扩散作用。由于土壤系统复杂扩散物质在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡土壤性质不同有机物性质不同都影响扩散作用。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)Shearer等根据农药在土壤中的扩散特性提出了农药的扩散方程式(见p),,cc,Dvs,,tx主要影响因素土壤水分的含量Shearer等对林丹在粉砂壤土中的扩散研究表明:,干燥土壤中无扩散,含水总扩散系数和气态扩散系数最大,含水气态扩散系数>,含水非气态扩散系数最大,含水<随水分的增加两种扩散系数都增加,含水>随水分的增加总扩散系数下降,含水随水分的增加非气体扩散系数下降,含水>随水分的增加非气体扩散系数增加第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)土壤吸附的影响吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂,-D的化学吸附使其有效扩散系数降低。土壤的紧实度是影响土壤孔隙率和界面性质的参数紧实度高土壤的充气孔隙率降低扩散系数也降低。温度温度升高有机物的蒸汽密度升高总的效应是扩散系数增大如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。气流速度农药种类质体流动土壤中农药既可以溶于水也能悬浮在水中还可能以气态存在或者吸附在土壤固相上或存在于土壤有机质中从而使它们与水一起发生质体流动。在稳定的土壤水流状态下有机物通过多孔介质移动的一般方程为:,,,,cccS,,,,DV,,,,txxtD扩散系数V平均孔隙水速度C土壤溶液中农药的浓度β土壤容量S吸着于土壤的农药浓度。二非离子型农药与土壤有机质的作用.非离子型农药在土壤水体系中的分配作用吸附作用(adsorption)过程:有机物的离子或基团从自由水向土壤矿物的亚表面层扩散离子或基团以表面反应或进入双电层的扩散层的方式为土壤矿物质吸附。分子间范德华力化学键相互作用力(离子键、共价键、配位键等)不需活化能需活化能吸附平衡化学反应速度瞬间达到慢于物理吸附第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)partition有机化合物在自然环境中的主要化学机理之一指水土壤(沉积物)中土壤有机质对有机化合物的溶解或称吸附(sorption,uptake)用分配系数K来描述。d作用力分子力范德华力溶解作用和化学键力吸附热低吸附热高吸附热吸附等温线线性非线性竞争作用非竞争吸附竞争吸附与溶解度相关第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等).土壤湿度对分配过程的影响极性水分子和矿物质表面发生强烈的偶极作用使非离子性有机物很难占据矿物表面的吸附位因此对非离子性有机化合物在土壤表面矿物质上的吸附起着一种有效的抑制作用。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)图说明在干土壤中由于土壤表面的强烈吸附作用使林丹和狄氏剂大量吸附在土壤中湿润土壤中由于水分子的竞争作用土壤中农药的吸附量减少蒸汽浓度增加。图-说明随土壤水分相对含量的增加吸附(分配)作用减弱当相对湿度在%时水分子强烈竞争土壤表面矿物质上的吸附位使吸附量降低分配作用占主导地位吸附等温线为线性第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)图-说明干土壤中吸附的强弱还与吸附质(农药)的极性有关极性大的吸附量就大而且分配作用也同时发生。因此非离子型有机物在干土壤中表现为强吸附(被土壤矿物质)和高分配(被土壤有机质)的特征且表面吸附作用比分配作用大得多。(?)第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等).非生物降解水解反应吸附催化反应(成为某些农药的主要降解途径)土壤系统中某些水解反应受黏土的催化作用可能比相应的水体中要快。有机磷杀虫剂地亚农等硫代磷酸脂及马拉硫磷的水解反应(p)第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第五节土壤中农药的迁移和转化教学目的与要求:()了解农药的种类()掌握土壤中农药的迁移方式()掌握土壤中农药的转化途径。教学重点、难点:()土壤中农药的迁移方式()土壤中农药的转化途径。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:主要的几种农药有哪些?讨论:农药在土壤中的迁移和转化途径。课堂练习、作业:写出几种典型农药在土壤中的转化途径。本次课教学内容小结:一些有机农药对人体具有很大的毒害作用它们经使用后残留在土壤中经过循环进入生物体内对人体产生直接危害认识这些有毒农药在土壤中的迁移方式和转化途径是对人体自身健康的认识有直接的关系。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)光化学降解农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。例:中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋研究员―土壤中农药的光化学降解‖(年在美研究成果)研究对象:类种农药研究方法:在光化学反应器中进行(-nm)处理温度-处理过程:分别取、、μg试样用有机溶剂溶解后点在玻片上光照、、、()h重复一次将二玻片用溶剂淋洗入ml容量瓶中定容同时作空白(暗处)。结论:不同农药的相对光解速率相差很大有机磷>氨基甲酸脂>三均氮类农药>有机氯>拟除虫菊类规律:CH>CHCH非芳香族有机磷>芳香族有机磷、有机物浓度与降解速率呈明显的负相关不同农药的光解速率与其吸收光谱有关。.土壤微生物对农药的降解农药在土壤中持留时间的长短是一个有实际意义的问题。其半衰期既决定于农药本身的特点也与周围的环境因子和生物因子有关特别是微生物的参与。例如氯代烃农药的半衰期约年但在淹水的条件下土壤微生物的存在可加快农药的分解。实例()研究湘江流域农田土壤微生物群体降解林丹的能力。结果表明土壤中能以林丹为唯一碳源的细菌数为平均×g干土稻田淹水天林丹降解可达若不淹水天后只降解了()研究在田间积水的条件下林丹的半衰期只有天降解速率比旱地提高了两倍多。以上两例都说明了土壤微生物在农药降解中的作用此外同类有机物分子结构不同对其降解性能影响也不同。如:除草剂,D(二氯苯氧乙酸)和,,T(三氯苯氧乙酸)天内,,T几乎未被降解D已降解至剩余以下。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)一般原则:含易失去电子的取代基如:OH、–COOH、–NH的芳香化合物比含易得到电子的取代基如:NO、X、SOH的芳香化合物易氧化代谢。取代顺序:脂肪酸>有机磷酸盐>短链苯氧基脂肪酸>长链苯氧基脂肪酸>单基取代苯氧基脂肪酸>基取代苯氧基脂肪酸>硝基苯>氯代烃。微生物在农药转化中的作用矿化作用许多农药是天然化合物的类似物质某些微生物具有分解它们的酶系它们可作为微生物的营养源而被分解成无机物。生物降解都是由酶的催化完成的而酶与污染物质的结合是污染物能被酶催化降解的第一个关键步骤。这种结合常是以污染物的某个基团的作用或空间结构形态为前提的。如果污染物的空间构象正好与酶活性中心的空间形态吻合二者在空间上就具有了亲和力。二者结合后生成一种复合中间产物这种产物的存在过程就是酶对污染物进行激活的过程。绿色木霉假单胞菌马拉硫磷代谢产物为羧酸衍生物,,,,,,,共代谢作用合成的有机化合物常常不能直接被甲微生物降解但有另一可供碳源和能源的辅助基质同时存在即乙微生物可使其发生部分降解而经过乙微生物作用的产物又可被甲微生物继续降解。这就是共代谢作用这种生物降解过程要复杂得多。实例除草剂T难以降解可利用苯酸脂而生长的细菌对其有共代谢作用。间硝基酚难以降解但利用对硝基酚而生长的黄杆菌可与其发生共代谢作用降解成硝基醌。生物化学反应氮:生物固氮、氮化、硝化反硝化碳:矿化(复杂有机物分解为简单无机物)腐殖化(矿化过程中某些中间产物缩合成新的有机物)第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)硫:植物吸收SO等脱卤、脱烃、酰胺及脂的水解、氧化还原、环裂解、缩合等生物化学反应。微生物转化农药的方式去毒作用矿化或不能完全矿化只部分降解甚至经共代谢作用除去个别基团也可以变有毒为无毒。活化作用经微生物作用变无毒为有毒或使毒性加剧:无毒(降解)中间产物有毒并持续。例:,DB(,二氯苯氧丁酸)(微生物),D(除草剂)结合、复合或加成作用使微生物代谢产物和农药结合形成复杂的物质如氨基酸、其他有机酸、甲基等加在底物上多数物质可去毒。改变毒性谱有生态意义一类生物有毒物可影响另一类如农药五氯苯醇(共代谢脱氯、氧化)三氯(四氯)化苯酸(无杀菌能力但可抑制水稻后作物的生长)消效作用酶促去毒作用如DB(二氯苯氧丁酸)(微生物酶促裂解)二氯苯酚第页第次课学时授课时间教案完成时间第五章生物体内污染物的运动过程及毒性课题(章节)第一节污染物的生物吸收和生物浓缩教学目的与要求:()理解生物吸收、生物浓缩和生物积累概念之间的区别和联系()了解生物膜的结构()掌握物质通过生物膜的方式。教学重点、难点:()生物吸收、生物浓缩和生物积累概念之间的区别和联系()物质通过生物膜的方式。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:生物膜是什么组成的?讨论:生物浓缩、生物放大、生物积累有什么不同?课堂练习、作业:总结生物浓缩、生物放大、生物积三个概念之间的异同。本次课教学内容小结:本堂课主要讲授了生物浓缩、生物放大、生物积累三个概念为了同学们能够更好的理解在课堂上把它们之间的异同进行分别归类一目了然。另外还要同学们掌握好物质通过生物膜的几种方式。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第一节污染物的生物吸收和生物浓缩人体主要是由蛋白质和脂肪构成即主要元素是C、H、O水化合物除此以外还含有人体所必须的一些微量元素如:Fe、Cu、Zn等地球化学家们研究在地壳所含多种元素中其中有多种在人体内能找到而且具有明显的相关性如Fe、Cu、Zn在地壳中含量很高在人体中含量也很高这说明了人体与环境之间存在着物质与能量的交换一些人体所必需的元素经过新陈代谢作用变为生物体的一部分多余的必需物质和非生命所需的物质中易分解的经代谢作用很快排出体外不易分解脂溶性高的或与蛋白质混和酶具有很强亲和力的就长期残留在生物体内如:DDT狄氏剂等农药溶于脂肪后很难分解排泄。这节课我们主要讲污染物的生物富集、生物放大和生物积累及生物膜透过机理。一、污染物的生物富集、放大和积累表污染物的生物富集、放大和积累对照生物富集(生物浓缩)生物放大生物积累作用对象环境生物体前位生物体后生物体生物体生物体作用机理C>>CC>>C富集系数不断增大生物体环境后生物体前位生物体表达方式CCC’CCCBiowBioBioBiow影响因素:生物富集:降解性脂溶性水溶性生物富集系数例如:虹鳟鱼对,’,,’四氯联苯:对CCl:褐藻对钼:对铅:此外水温、盐度、水硬度、PH值、含氧量和光照状况也有很大影响。生物放大:个体差异性:海洋模式生态系统中研究腾壶、蛤、牡蛎、篮蟹和沙蚕等种动物对Fe、Ba、Zn、Mn、Cd、Cu、Sc、Cr、Hg等种元素的放大作用结果发现:腾壶和沙蚕生物放大能力较大牡蛎和蛤次之蓝蟹最少。生物积累:研究牡蛎在ugLHgCl对Hg的积累d,d,d,和d时富集系数分别为:,,和。摄取量大于排出量时就发生生物积累。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)二、生物膜的结构利用示意图讲解生物膜的结构提示:生物膜是流动变动的复杂体蛋白质的生理功能:载体作用转运膜内外物质催化作用如酶能量转换作用膜孔:带极性含水的微小孔道三、物质通过生物膜的方式共种:膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运及胞吞和胞饮、膜孔滤过动力:膜两侧静水压及渗透压限制条件:直径小于膜孔水溶性物质、被动扩散脂溶性物质顺浓度梯度(高低)扩散通过生物膜。、被动易化扩散(物质特异蛋白质载体)高浓度生物膜(物质特异蛋白质载体)低浓度该过程受载体及其数量制约呈现特异性选择第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、主动转运与被动易化扩散相反特征:消耗代谢能量特异性选择、胞吞和胞饮提示:物质与膜上特定蛋白质亲和膜的表面张力改变膜外包或内陷进入膜内固体胞吞液体胞饮小结:物质的脂溶性、水溶性、解离度、分子大小会影响其通过生物膜营养物质和代谢物质以被动易化扩散和主动转运进入生物膜大多数物质以被动扩散方式通过生物膜第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第三节污染物的生物转化教学目的与要求:()理解主动转移和被动转移之间的区别()掌握污染物在生物体内的几种转化方式。教学重点、难点:污染物在生物体内的几种转化方式。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:污染物质通过细胞膜有哪几种方式?讨论:污染物在生物体内的转化形式。课堂练习、作业:绘出毒物吸收、分布、排泄、蓄积图。本次课教学内容小结:通过细胞膜和污染物的结合学习使同学们了解到污染物质是如何通过细胞膜在生物体内进行转化的。在学习过后要求学生能绘出毒物吸收、分布、排泄、蓄积图。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第二节污染物质在机体内的转运一、吸收(以下介绍的是在人体内的转运)、吸收:机体外体膜血液、吸收的途径()消化管(主要途径)方式:被动扩散吸收部位:小肠、胃()呼吸管(大气污染物)吸收部位:肺泡污染物通过方式:被动扩散肺泡滤过毛细血管()皮肤被动扩散表皮真皮血液毛细管壁膜脂溶性污染物如酚、尼古丁、马钱子碱等易被皮肤吸收。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)二、分布吸收污染物血液机体组织返回血液代谢产物污染物的转运方式:被动扩散、不同组织污染物的分布特点、污染物质与血浆蛋白的结合三、排泄排泄是指污染物及其代谢物向机体外转运过程。主要部位:肾、肝、胆、肠、肺、外分泌腺。、肾排泄、胆汁排泄、肠肝循环四、蓄积指吸收大于排泄(或转化)蓄积发生时污染物的分布相对集中主要集中在以下部位:血浆蛋白、脂肪组织、骨骼。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)小结:毒物吸收、分布、排泄、蓄积图解呼吸摄吸出入入收胃和肠道皮肤肺和肺泡胆汁肝血液和淋巴系统骨脂肪肾和膀胱毒物储存第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第三节污染物的生物转化教学目的与要求:()了解生物体内酶的概念及其特点()掌握污染物生物转化的类型()掌握三羧酸循环()掌握脂肪酸的β氧化途径。教学重点、难点:()污染物生物转化的类型()三羧酸循环()脂肪酸的β氧化途径。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:酶具有哪些特征?讨论:污染物生物转化的类型。课堂练习、作业:()写出三羧酸循环()脂肪酸的β氧化途径。本次课教学内容小结:本堂课所教学的内容较多牵涉到的化学式较复杂同学们很难在当堂课时内把它消化。但是又必须要把它记住三羧酸循环和脂肪酸的β氧化途径是本堂可所讲授的重点内容要同学们加以熟记。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第三节污染物质的生物转化污染物质在环境中的三大转化途径:化学转化、光化学转化、生物转化一、生物转化中的酶以蛋白质为主要成为具有催发活性的生物催化剂。、酶的成分:蛋白质底物酶促反应、酶催化的特点专一性高尿酶仅能催化尿素对结构与尿素非常相似的甲基尿素都无催化作用。效率高催化速度比一般催化剂大~倍例如蔗糖酶催化蔗糖水解速率是强酸催化速率下高×倍过氧化氢酶催化HO分解速率高于Fe催化速率的×倍。外界条件温和强酸、强碱、高温、重金属等条件都会影响酶的活性。、酶的转化作用酶+底物酶-底物复合物酶+产物、酶的种类水解酶氧化还原酶转移酶裂解酶异构酶合成酶第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)二、污染物生物转化的类型、氧化反应类型加氧酶加氧氧化(好氧)OOCC单氧酶CCOO双氧酶OCC例:RCHCHRORCH=CHRORRNHC=OOCHNHRRSCHONHOPOHOCSHOCNOPOHOC脱氢酶脱氢氧化醛酮,,RCHOHRRCORH醇醛,,RCHOHRCHOH醛羧酸,,RCHOHORCOOHH氧化酶氧化RCHNHHORCHONHH,伴随氢原子或电子转移以分子氧化直接受氢体的酶类。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、还原反应类型(严氧)例如:RRCHOHHC=ORRNHNHOHNONOHHHHHNHHHNNN=N、水解反应类型:羧酸酯酶RCOORHORCOOHROH'',芳香酯酶HNCHCOOCHCHNCHHO(),()HNCHCOOHHOCHCHNCH磷酸酯水解SCHOHONHPOCHOSCHOHONHPOHCHO第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()酰胺酶的水解HNOCHCHNCOCHNHCHCOOHHOOCHOCH、结合反应的类型专一性强的各种转移酶催化作用下生物体内某些源性物质与有毒污染物发生结合作用。例如:OOHCOHXR有毒物HOOH葡萄糖醛酸三、三羧酸循环(TCA)CH(OH)COOHCHOOHCHCOOHOHOCHCOOHCOOHCCOOHCC(OH)COOHCHCOOHCHCOOHCOOH异柠檬酸COOHCHCH柠檬酸顺乌头酸草酰乙酸(分)分)((分)(分)COOHCOOHCH(OH)COOHCHCOOHCHCHCHCOOHCHCHCOOHCOOHCHOCOCCOOHCOOH苹果酸延胡索酸酮戊酸草酰琥珀酸第页分)(分)(分)分)((备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)四、脂肪酸的β氧化作用CoASHFADRCH=CHCOSCoACHCOSCoARCHRCHCHCOOH烯脂酰辅酶A脂酰辅酶A饱和脂肪酸NADRCH(OH)CHCOSCoARC(O)CHCOSCoA羟基酰辅酶A酮脂酰辅酶ACoASHCHCOSCoARCOSCoA乙酰辅酶A脂酰辅酶A五、若干重要的辅酶若干种重要辅酶FMN和FAD即:黄素单核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸是一类氧化还原辅酶传递氢原子、NAD和NADP即:辅酶I和辅酶II、是一类氧化还原辅酶传递氢原子辅酶Q(泛醌)CoQ氧化还原辅酶传递氢原子、细胞色素酶系辅酶铁卟啉传递电子第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第三节有机污染物的微生物转化教学目的与要求:()了解好氧有机物概念()了解有毒有机物的转化类型()掌握有机污染物的微生物降解。教学重点、难点:()有毒有机物的转化类型()有机污染物的微生物降解。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:有毒有机污染物有哪些?讨论:有机物的微生物将降解途径。课堂练习、作业:分别写出苯、甲苯、二甲苯的微生物降解途径。本次课教学内容小结:这堂课的学习把有毒有机物和微生物结合于土壤这能更深一层次的让同学们了解到复杂有机物在土壤中是如何降解最终危害人类健康的从另一个角度来看一些不可能被分解的有机物在土壤中通过微生物的作用也被分解了可以看到它的转化途径以及最终产物。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第四节有机污染物质的微生物降解生物降解的概念:有机物质通过生物氧化及其他的生物转化变成更小更简单的分子彻底降解不彻底降解一、耗氧有机污染物、糖类的微生物降解糖类的通式:Cx(HO)y分类:单糖、二糖、多糖糖类降解总的结果:有氧条件下:二氧化碳和水无氧条件下:有机酸、醇、二氧化碳降解过程:TCA循环(有氧)生成二氧化碳和水多糖单糖丙酮酸有机酸、二氧化碳、醇(无氧)第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、脂肪的微生物降解()脂肪水解成脂肪酸和甘油()甘油转化成丙酮酸()脂肪酸的转化有氧条件下经ß氧化最后进入TCA循环无氧条件下转化成为有机酸、醇、二氧化碳、蛋白质的微生物降解()蛋白质氨基酸脂肪酸、甲烷发酵二、有毒有机污染物转化类型、氧化反应()混合功能氧化酶加氧氧化C=C环氧化C羟基化氧脱烃硫脱烃、硫氧化及脱硫N脱烃、氮氧化及脱氮()脱氢氧化()氧化酶氧化、还原反应加氢还原第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()硝基还原()偶氮还原()脱氯还原、水解反应、结合反应()葡萄糖醛酸结合()硫酸结合()谷胱甘肽结合三、有毒有机污染物的微生物降解先绍以下内容:生物转化的复杂性影响因素:酶的种类酶的分布外界影响条件每种物质的转化途径包含一系列连续反应转化途径多样、交错确定一种物质的生物转化通常需要通过实验进行。、烃类以有氧氧化占绝对优势第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()正烷烃末端氧化(即羟基化)其中次末端和双端氧化是次要的两种情况。正烷烃醇醛脂肪酸TCACOHO对于甲烷情况稍有变化需要有专一微生物。()稀烃a饱和末端氧化经与正烷烃相同途径形成不饱和脂肪酸b双键环氧化开环二醇脂肪酸例:系列酶促反应HOCH(CH)nCH=CHCH(CH)nCH=CH水化酶CH(CH)mCHCHOHOOC(CH)nCH=CH脂肪酸氧化TCA循环COHOCH(CH)nCH(OH)CHOH第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()苯第一步:双醇中间产物儿茶酚第二步:形成有机酸第三步:进入TCA循环形成二氧化碳和水。HOHCOOHOCOOHCOOCOOHHOH儿茶酚顺-顺粘康酸粘康酸内酯COOHCOOH)COOHHOOC(CHCHCCOSCoAOOOCOOH琥珀酸乙酰辅酶A酮己二酸烯醇内酯酮己二酸HOCOTCA循环能够降解苯及苯系物的菌种的介绍:小结:烃类降解的难易顺序a稀烃>烷烃>芳烃>多环芳烃>脂环烃b正构烷烃>异构烷烃c直链烷烃>支链烷烃d烷基苯>多环化合物>苯第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()萘OHOHHOHOHHOHOOCHOOCOHOOHOOOHHOOCOHCOOHOHHOOOHCOOHOH()蒽OHOHHOHOHHHOOCHOOCOHOCOOHOOOHOHOHOHOHCOOHCHO第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)()菲OHOHHHOHOHOOOHHOOCHOOCHOOCOOHHOOHOHOHCOOHCHO()有机磷ROSHOOPROSRSOR'OCHCPO(OH)OHRR'OCCHOHSOHSOOHOCHCHOR'HOR'OCHCCR'OOHCOCH(OH)CHO第页O第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第五节无机污染物的微生物转化教学目的与要求:()了解无机物污染物的微生物转化速率()掌握氮、磷的微生物转化()掌握重金属污染物的微生物转化。教学重点、难点:()氮、磷的微生物转化()重金属污染物的微生物转化。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:重金属污染物有哪些?讨论:氮、磷的微生物转化途径。课堂练习、作业:分别写出重金属汞、砷的微生物转化途径。本次课教学内容小结:在学习这堂课之前接触到重金属的微生物转化这里又进一步学习其目的是为了跟深一层次了解到重金属在土壤中是如何迁移转化的。这加深了同学们对知识结构的理解和掌握。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第五节无机物的生物的转化一、氮及硫的微生物转化、氮的微生物转化()环境中氮的形态:分子氮、有机氮、无机氮()相互转化作用种类:同化氨化硝化反硝化固氮()转化过程、硫的微生物转化)硫在环境中的形态:单质硫、无机硫、有机硫)有机硫的微生物降解)硫化)反硫化三、重金属元素的微生物转化、Hg()在环境中的形态:无机汞、有机汞()毒性:有机汞>金属汞>无机汞()汞的生物甲基化第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)在好氧或厌氧条件下,水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞的过程涉及的酶:甲基钴氨素(甲基维生素B)HOHOCoBCHHgCHCoBHgHgClCHCHHgClClCHHgOHHHOCHHgCl………………………………(CHHg)SHClHSCHHgCl(CHHg)S(CH)HgHgS抗汞………………………………CHHgHHCHHg()还原作用(生物去甲基化)、As()存在形态:无机砷,有机砷()毒性()砷的微生物甲基化()去甲基作用三价与五价之间的转化:CHAsHAsHHAsOCHCHAsO(OH)HAsO生物还原HAsO细菌OOHOAsOHAsOAsCH(分)O(分)(分))AsH(CH(CH)AsCHCH细菌细菌)AsO(OH)(CH(CH)AsOO(CH)AsO(分)(分)第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)四、污染物质的生物转化速率生物转化速率有两个方面的内容:一是微生物体外的酶促反应速率另一个是微生物本身对生物转化速率的贡献。、酶促反应的速率()米氏方程()影响酶促反应速率的因素酸度温度抑制剂、微生物反应的速率()微生物反应的速率方程()影响反映速率的因素化学结构微生物体内的酶共代谢环境条件温度酸度养分溶解氧第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第六节污染物的毒性教学目的与要求:()了解污染物的毒性()了解毒物的联合作用()掌握毒物的生物化学机制。教学重点、难点:毒物的生物化学机制。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:有毒污染污染物质有哪些?讨论:有毒污染物质对人体健康的危害有哪些?课堂练习、作业:谈谈有毒污染物质对人体健康的危害作用。本次课教学内容小结:学习环境化学的目的不只是为了清楚地了解周围的环境更重要的要知道哪些污染物质对人体是有害的应该如何消除这就是本堂可所要学习的目的。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第六节污染物质的毒性一、毒物、毒物的概念、毒物的相对性、毒物的作用部位、刺激性、腐蚀性、窒息性、致突变、致癌、致畸、致敏二、毒物的毒性、影响毒性的因素、毒物的剂量半数有效剂量半数有效浓度三、毒物的联合作用、协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用四、毒作用的过程、吸收分布代谢转化排泄、受体改性引起生化效应、病理生理反应出现致毒症状第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)五、毒作用的生物化学机制、酶活性的抑制()有机化合物与酶共价结合()重金属离子与含巯基的酶结合()某些金属取代金属酶中的Zn(II)、致突变作用()基因突变转换颠换插入与缺少()染色体突变()常见致突变污染物:亚硝胺类、苯并芘等、致癌作用()化学致癌物的分类方法()致癌机制引发阶段促长阶段、致畸作用()作用因素()致畸机制第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第六章典型污染物在环境各圈层中的转归效应第一节重金属教学目的与要求:()了解一些常见重金属元素的分布在环境中的迁移()掌握常见重金属元素在环境中的转化()了解重金属元素的去处方法。教学重点、难点:重金属元素在环境中的迁移、转化。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:常见重金属元素元素有哪些?讨论:重金属元素在环境中的迁移。课堂练习、作业:分别学写出重金属汞、铅在环境中的转化。本次课教学内容小结:本堂课较系统的讲授了几种常见重金属元素在环境中的分布、迁移及其转化。这对于土壤中重金属的污染应该如何消除是很有用的。同学们在学习时应着重注意知识的迁移和转化而避免死记硬背。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应第一节重金属元素重金属污染的特点:不能被微生物分解容易在生物体内富集某些可转化为毒性更强的金属有机化合物。提示:重金属元素在环境污染领域中概念与范围不严格。一、汞、环境中汞的来源、分布与迁移自然分布岩石圈、土壤、水体、大气、工业来源氯碱工业、塑料工业、电子工业、存在形态无机汞、烷基汞、芳基汞(CHCHHCOOO)、汞的甲基化与去甲基化HOHOCoBCHHgCHCoBHgCHHgClHgClCHClCHHgOHHHOHgClCH(CHHg)SHClHSHgClCHHg)S)HgHgS(CH(CH第页CHHgH抗汞菌HHgCH备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、汞在环境中的循环大气(CH)HgHgHg)Hg(CH(CH)HgHg酸HO)Hg(CH)Hg(CHHg水圈体水生动物HHgC还有等HgSHgO土壤和沉积物、汞的生物效应()与有机配体基团结合无机汞化合物在生物体内一般容易排泄但与生物体内高分子结合形成稳定的有机汞络合物。此外还能与许多有机物配位体基团结合如:COOH,NH等。()毒性大的原因烷基汞>有机汞>金属汞>无机汞()甲基汞中毒的阈值发汞ugg血汞ugg红细胞中汞ugg第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)、含汞废水的治理方法)沉淀法,HgSHgS,)离子交换法,xHgHgHgCl,,,阴离子交换树脂x)混凝法明矾、铁盐和石灰等)吸附法活性炭~风化烟煤天然高分子化合物)还原法HgHgHg,,还原剂:Al、Zn、SnCl、NaBH、NH等。二、砷、来源与分布自然源砷黄铁矿(FeAsS)雄黄矿(AsS雌黄矿(AsS))工农业源含砷化合物的农药、杀虫剂等冶金工业和半导体工业。、砷在环境中的迁移转化存在形态第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)存在形态PE高PH=~HAsO和HAsO为主PH>AsO为主PE<PH>,HAsO和HAsO为主生物甲基化与还原CHAsHAsHHAsOCHCHAsO(OH)HAsO生物还原HAsO细菌OOHOAsOHAsOAsCHO)AsH(CH(CH)AsCHCH细菌细菌)AsO(OH)(CH(CH)AsOO(CH)AsO、生物效应三价无机砷As()>As()AsO致死量~mg三价砷对线粒体呼吸作用有明显抑制作用。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)三、铅、来源与分布铅蓄电池、汽油防暴剂、汽车尾气、冶炼、食品加工、皮蛋等。、毒性、生化效应()()CHPbXCHPbXPbXCHX,X反应速率影响:I>SCN>Br>NO>Cl>NO>ClO>AcC(CH)PbX(CH)PbPbXCHX,、铅的解毒解毒剂可以选择性的与体内有毒金属铅牢牢结合成键形成更为稳定的水溶性络合物排除体外。有效解毒剂:CaNaEDTA、青霉胺、二疏基丁二酸钠等四、镉、分布与来源矿物的开采、毒性、被工业包围的港湾河口地区底泥中的镉和锌的污染、生化效应酸性环境中镉的溶解度增大易被动植物吸收第页第次课学时授课时间教案完成时间课题(章节)第二节有机物的转归效应教学目的与要求:()了解有机氯代物()掌握有机物质在平流层中的转化()掌握多氯联苯的转化。教学重点、难点:()有机物质在平流层中的转化()多氯联苯的转化。教学方法及师生互动设计:教学方法:讲授法师生互动设计:提问:有机氯指的是哪些?讨论:有机氯的取代反应。课堂练习、作业:写出有机物在平流层中的转化方程式。本次课教学内容小结:有机物广泛的存在环境中对环境污染的危害也非常大通过这节课的学习要使同学们了解到有机物在平流层是如何进行反应的也就是臭氧层是如何破坏的及土壤中有毒农药是如何降解的。第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)第二节有机污染物存在地球环境中的自然有机物有几百万种人工合成有机物已达万种而且每年又有万种新的化合物问世有~种投入生产使得世界每年各类有机物总量已达×吨如此大量的有机物化学品最终都将以各种形式进入环境产生各种各样的环境效应直接或间接危机人体健康。一、有机卤代物、卤代烃()种类与分布()来源CHCl主要来自海洋氟利昂-(CClF)氟利昂-(CClF)CCl:灭火剂、工业溶剂、干洗剂等CHCCl:去油剂和干洗剂()转化在对流层中的转化CHClOHHOCCl,CClOClCOClClO,ClONONOCl,ClOHOClOHO,ClCHHClCH,CClOCClCOCl,,,第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)在平流层中的转化,,+CClhCClCl,OHHClHOCl,CClOCOClClO,ClOClOO,,OhOO,OClOClO,OO,ClCHHClCH、多氯联苯()结构与性质ClnClmPCBs全部结构有个目前已鉴定个()来源与分布()迁移转化光化学分解ClHClClClOMeClClClClClClClClClClOClClClClClClClClClCl第页备注(包括:教学手(讲稿)段、时间分配、临时更改等)生物转化ClyClxClxClyHOHOHHClxClyClxOClxHOOCOHClOHCOOHCly()多氯联苯的毒性与效应毒性污染控制第
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