1、2022/10/21第五章 典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應污染物在大氣圈水圈土壤（巖石）圈生物圈之間的交換和環境效應2022/10/225.典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應5.1 自然界中的能量流動和物質循環5.2 重金屬元素在各圈層中的轉歸與效應汞砷5.3 有機污染物在各圈層中的轉歸與效應有機氯代物多環芳烴表面活性劑2022/10/235.1 自然界中的能量流動和物質循環5.1.1 地球系統的能量流動和物質循環5.1.2 水的循環5.1.3 碳的循環5.1.4 污染物在環境中的遷移和分布2022/10/24一、生態系統中能量流動和物質循環能量守恒定律物質不滅定律2022/10/25

2、二、物質的地球化學循環通量貯存量(1) 循環方式2022/10/26貯存量通量或輸入（輸出）速率源源強匯匯強停（滯）留時間(2) 相關物理量2022/10/27 (3) 實例：銅在各圈層中的數量儲層 質量 （ g ）大氣（ 1 ） 2.9 108海洋（ 2 ） 3.5 1014巖石（ 3 ） 1.3 10 21沉積物（ 4 ） 6.9 1019土壤和植物（ 5 ） 6.0 10152022/10/28(3) 實例：銅在各圈層（源和匯）之間遷移的速率2022/10/29(3)實例：銅在各圈層中的停留時間大氣中為6 天海水中為420 年土壤和植物中為7000 年，海底沉積物中為107 年，巖石中為

3、109 年2022/10/210三、物質的生物地球化學循環將物質在生態系統中的循環和物質地球化學循環加以綜合考慮，稱為生物地球化學循環。生物地球化學循環中除地質系統、化學系統外，還包含著生物系統。2022/10/211例如：細胞原生質的主要元素成分含量最多元素：碳、氫、氧、氮等約占總質量的98；含量少的元素：磷、硫、氯、鈉、鉀、鎂、鈣、鐵等；含微量的元素：銅、錳、鋅、硼、鉬、碘等。2022/10/2125.1自然界中的能量流動和物質循環5.1.1 地球系統的物質循環和能量流動5.1.2 水的循環5.1.3 碳的循環5.1.4 污染物在環境中的遷移和分布2022/10/2135.1.2 水的循環

4、一、2022/10/214二、水在地球表層的循環2022/10/2155.1自然界中的能量流動和物質循環5.1.1 地球系統的物質循環和能量流動5.1.2 水的循環5.1.3 碳的循環5.1.4 污染物在環境中的遷移和分布2022/10/216一、地球系統中碳的分布地球上的碳主要集中在巖石之中，石灰巖中的碳（約占巖石層中總碳的3/4）主要以石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3MgCO3）形態存在；沉積性頁巖中的碳（約占巖石層中總碳的1/4）主要以分散性有機物形態存在。地球上的碳散布在其他圈層（水體、大氣、陸生生物、土壤腐植質、化石燃料、海生生物等）中的碳大約只占地球上總碳的0.1。2022

5、/10/217大氣中碳的主要存在形態有二氧化碳、一氧化碳、甲烷等天然水系中碳的主要存在形態有組成平衡碳酸系統的各種組分：CO2（aq）、H2CO3、HCO3-、CO32-這些形態的濃度之和構成了水樣的總無機碳（TIC）參數。2022/10/218存在于水體中的有機碳組分可劃分為溶解性有機碳（DOC）和顆粒有機碳（POC）兩類。一般以含碳組分能否通過0.45m 濾膜作為區分此二者的判據。水體中DOC 來源：主要是浮游生物排泄物中可溶成分和生物尸體細胞產生的溶出物。2022/10/219二、碳循環2022/10/2205.1自然界中的能量流動和物質循環5.1.1 地球系統的物質循環和能量流動5.1

6、.2 水的循環5.1.3 碳的循環5.1.4 污染物在環境中的遷移和分布2022/10/2215.1.4 污染物在環境中的遷移和分布按空間特點可將污染源分類點源工廠煙囪是典型的點污染源，其特性可用地理位置、煙囪高度和排煙量等予以確定；線源公路汽車排氣面源工廠區排氣區域源少見，布滿某一地區空間的汽車排氣，可將它看成是二次污染物光化學煙霧的區域源2022/10/222按時間分布特點將污染源分類連續的發電站煙囪排煙間歇的如敞開的煉焦爐、化工廠車間排氣周期的汽車在一天中的排氣事故性的無規則的2022/10/223化學物質在環境中的遷移污染源排放：凡排放到環境中去的化學物質都將進入大氣、土壤、水體或生物體內。轉化和遷移：離開排污源的化學物質可以發生化學形態轉化或保持原有狀態，它的轉化產物