2)氧化还原条件的变化:在湖泊,河口及近岸的沉积物中一般有较多的耗氧物质,使一定深度以下沉积物中的氧-还电位降低,使Fe、Mn氧化物可部分或全部溶解,使其吸附或与之共沉淀的重金属离子也同时释放出来。
3)ph值降低,导致碳酸盐和氢氧化物的溶解,H的竞争作用增加了M(n价)的解吸量;
4)天然或合成的配合剂使用量增加,能和重金属形成可溶性配合物,有时这种配合物稳定度较大,可以溶解态存在,使M(n价)从固体上解吸出来。
5)生化迁移,M(n价)随动植物残体的分解产物进入水中。 10. 简述污染物在机体内的蓄积的过程,
答:机体长期接触某污染物质,若吸收超过排泄及其代谢转化,则会出现该污染物质在体内逐增的现象,称为生物蓄积。蓄积量是吸收、分布、代谢转化和排泄各量的代数和。蓄积时,污染物质的体内分布,常表现为相对集中的方式,主要集中在机体的某些部位。机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。污染物质常与血浆蛋白结合而蓄积。许多有机污染物质及其代谢脂溶性产物,通过分配作用,溶解集中于脂肪组织中,如苯、多氯联苯等。氟及钡、锶、铋等金属,经离子交换吸附,进入骨骼组织的无机羧磷灰石盐中而蓄积。
11. 简述脂肪类物质的生物降解过程,
答:脂肪是由脂肪酸和甘油生成的酯类物质(甘油三酯),较糖类难于降解,可能是由于不溶于水而聚集成团使细菌不易生长繁殖,但在动物体内,胆汁能将脂肪乳化,乳化后的脂肪就可在好氧厌氧条件下进行生物降解。脂肪在胞外水解酶的催化下水解为脂肪酸和甘油,脂肪酸和甘油能被微生物摄入细胞继续转化。脂肪酸经过-氧化途径进入三羧酸循环,最后完全氧化生成二氧化碳和水。在有氧条件下,继续进入三羧酸循环(总反应);在无氧条件下,脂肪酸通过酶促反应,往往以其转化的中间产物作受氢体而被不完全氧化,形成低级的有机酸、醇和二氧化碳等。
12. 为什么说微生物在物质的转化中起到了很重要的作用,
答:物质在生物作用下经受的化学变化,称为生物转化或代谢(转化)。生物转化、化学转化和光化学转化构成了污染物质在环境中的三大主要转化类型。通过生物转化,污染物质的毒性也随之改变。对于污染物质在环境中的生物转化,微生物起着关键作用。这是因为他们大量存在于自然界,身个转化呈多样性,又具有大的表面/体积比,繁殖非常迅速,对环境适应性强等特点。
13. 简述糖、脂肪和蛋白质三大类易生化降解物质的生物降解的一般规律, 答:先水解,然后继续水解和氧化,降解后期都生成各种有机酸,在有氧条件下,其最终产物是二氧化碳和水,
此外,还有NO3和SO4,在缺氧的条件下,则发生酸性发酵,甲烷发酵等过程,最终产物除二氧化碳和水外,还有NH3,CH4N,有机酸醇等。
14. 简述污染物质机体内吸收的过程,
答:是指污染物质从机体外,通过各种途径通过体膜进入血液的过程。吸收的途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。消化道是吸收污染物质最主要的途径。从口腔摄入的事物和饮水中的污染物质,主要通过被动扩散被消化管吸收,主动转运较少。消化道的主要吸收部位在小肠,其次是胃。呼吸道是吸收大气污染物质的主要途径。其主要吸收部位是肺泡。吸收的气态和液态气溶胶污染物质,可以被动扩散和滤过方式,分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进入血液。固态气溶胶和粉尘污染物质吸进呼吸道后,可在气管、支气管及肺泡表面沉积。皮肤接触的污染物质,常以被动扩散相继通过皮肤的表皮和真皮,在滤过真皮中毛细血管壁膜进入血液。
15. 简述毒物在人体内的毒作用过程,
答:过程1,毒物被机体吸收进入体液后,经分布、代谢转化,并有某一程度的排泄。期间,毒物或被解毒,即转化为无毒或低毒代谢物(非活性代谢物)而陆续排出体外;或被增毒,即转化为更毒的代谢物(活性代谢物)而至靶器官中的受体;或不
被转化,直接以原形毒物而至靶器官中的受体。靶器官是毒物首先在机体中达到毒作用临界浓度的器官。受体是靶器官中相应毒物分子的专一性作用部位。
过程2,毒物或活性代谢产物与其受体进行原反应,使受体改性,随后引起生物化学效应。
过程3,接着引起一系列病理生理的继发反应,出现在整体条件下可观察到的毒作用的生理和行为的反应,即致毒症状。
16. 简述影响污染物毒性的因素,
答:大多数环境污染物质都是毒物。毒物进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学的变化,干扰或破坏机体的正常生理机理,并引起暂时性或持久性的病理损害,甚至危及生命的物质。不同的毒物或同一毒物在不同条件下的毒性,常有显著的差异。影响毒物毒性的因素很多,而且很复杂。概括来说,有毒物的化学结构及理化性质(如毒物的分子立体结构,分子大小、官能团、溶解度、电离度、脂溶性等);毒物所处的基体因素(如基体的组成、性质等);机体暴露于毒物的状况(毒物的剂量,浓度,机体暴露的部位及途径等);生物因素(如生物种属差异、年龄、湿度、气压、季节及昼夜节律的变化、光照、噪声等)。其中,关键因素是、之一是毒物的剂量(浓度)。毒物剂量(浓度)关系到毒物毒作用的快慢。根据剂量(浓度)大小所引起毒作用快慢的不同,将毒作用分为急性、慢性和亚急(亚慢)性三种。高剂量(浓度)毒物在短时间内进入机体致度毒为急性毒作用。低剂量(浓度)毒物长期逐渐进入机体,累积到一定程度后而致毒为慢性毒作用。 17. 简述汞化物在水环境中的迁移转化行为,
答:1)汞的形态包括金属汞、无机汞和有机汞
2)汞的价态有Hg,Hg22+,Hg2+等。在正常Eh和pH范围内有:Hg,Hg(OH)2,HgCl2,在含S的环境中主以HgS存在。进入水体中的汞主要形态有HgO,Hg2+,C6H5Hg(CH3COO)(作为杀菌剂使用后散入水中),经过一
段时间后,大部分富集在底泥和水生生物上。
3)汞与水中大量存在的悬浮颗粒牢固地结合(汞在悬浮颗粒和水体之间的分配系数为1.34,1.8*10(5)),生成比重更大的颗粒下沉;沉降到底泥中的汞可进一步被底泥吸附,与-S-健结合,在富硫的厌氧环境中生成HgS。
4)汞的气化,还原及二甲基化作用,任何形式的汞都有一定的挥发性。 5)汞在水和底泥中的浓度偏低,不足以直接对人体引起危害。但水生生物可直接从水体吸收和富集甲基汞,还可通过食物链转移和富集,从而大大提高危害。生物富集烷基汞的能力较非烷基汞大的多(Hg2+的FA为5000,而甲基汞为
4000,85000);(CH3)2Hg较多主见于头部,排口处,有机汞常聚集在类脂质(脂肪)组织中,而且排出和转化非常缓慢。可在鱼体脂肪内富集。
18. 简述多氯联苯在环境中的迁移转归行为,
答:PCBs在使用和处理过程中,通过挥发作用进入大气,然后经干,湿沉降转入湖泊和海洋。泄漏后被雨水带入水体中。但在大气(1-10ng/L)和水(小于2ng/L)中含量低。转入水体后极易被河口附近的沉降物所吸附,使其大量存于沉积物中,浓度可达2000-5000μg/kg。水生植物可快速吸收富集,FA达10(4)-10(5);也易通过食物链传递和放大。鱼体内含量约为1-7mg/kg(湿)。生物转化和光化降解为主要转化过程:随取代的氯原子的数目增加而降低,C-H多则易转化为更多的C-OH,从而易降解。
19. 简述表面活性剂的生物降解,
答:主要靠微生物的降解,本身的结构影响很大: 阴离子型:直链烷烃大于端基有支链取代的大于三甲基的;
非离子型:直链伯、仲醇乙氧基化合物在活性污泥中的微生物作用下能有效地进行降解; 阳离子型:由于杀菌能力,必须注意负荷量和微生物的驯化。表面活性
剂的生物降解机理主要是烷基基链上的甲基氧化(w)氧化、氧化、芳香环的氧化降解和脱磺化。
(1).甲基氧化:主要是疏水基团末端的甲基氧化为羧基的过程:
(2).氧化:分子中的羧酸在作用下被氧化,使末端第二个碳键断裂的过程: (3). 芳香环的氧化降解:
(4). 脱磺化。
20. 请简述多环芳烃在环境的来源、迁移和转化,
答:由于PAH主要来源于各种矿物燃料及其他有机物的不完全燃烧和热解过程。这些高温过程(包括天然的燃烧、火山爆发)形成的PAH大都随着烟尘、废气被排放到大气中。释放到大气中的PAH,总是和各种类型的固体颗粒物及气溶胶结合在一起。因此,大气中PAH的分布、滞留时间、迁移、转化、进行干、湿沉降等都受其颗粒径大小、大气物理和气象条件的支配。在低层的大气中直径小于1m的粒子可以滞留几天到几周,而直径为1-10m的粒子则最多只能滞留几天,大气中PAH通过干、湿沉降进入土壤和水体以及沉积物中,并进入生物圈。多环芳烃在紫光(300nm)照射下很易光解和氧化。多环芳烃也可被微生物降解。多环芳烃在沉积物中的消除途径主要靠微生物降解。
五、论述题
1. 请举例论述大气污染物迁移的影响因素,
答:由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中要受到各种因素的影响,主要有空气的机械运动,如风和湍流,由于天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染源本身的特性等。以下是影响大气污染物迁移的因素:
1)污染物在大气中的扩散取决于三个因素。风可使污染物向下风向扩散,湍流可使污染物向各方向扩散,浓度梯度可使污染物发生质量扩散。其中风和湍流起主导作用;