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5.6 水体中重金属污染物——铅--水体污染物化学(一)(4)

时间:2010-01-29  归属:环境化学概论

  与同族元素碳、硅相比,铅的金属性强,共价性显著降低,在许多碳、硅化合物中,相同原子能联结成键,铅则不能。所以含铅有机化合物的数量不多,且有机铅化合物的稳定性也较差,如烷基铅加热时就能分解,这就证明了C—Pb间的键力很弱。各种铅有机化合物的稳定程度由分子中有机基团性质和数目决定,一般芳基铅化合物比烷基铅化合物稳定,且随有机基团数增多,稳定性提高。

  烷基铅是一类重要的有机铅化合物。四甲基铅在常温下是密度为1.9952(20℃)的无色、带芳香的油状液体,沸点110℃,可溶于苯、醇、醚而不溶于水。四乙基铅(C2H54Pb在常温下是密度为1.6600(18℃)的无色、带特殊臭气的油状液体,沸点199℃,可溶于苯、醚、微溶于乙醇而不溶于水。这两种化合物还能以任何比例与汽油互溶。在含铅汽油中,这类烷基铅被用作抗震剂。

  某些Pb2 化合物(如乙酸铅)在厌氧条件下能生物甲基化而生成(CH34Pb,反应条件为:①Pb2 浓度控制在1~10μg/mL;②含S2-浓度不能太高以免生成PbS;③培养液使用期不超过6~7周。在上述条件下,反应速率约2.5μg/d,且实验室内进行的生物甲基化试验有很好的重现性。将含铅的水底沉积物在恒温箱中保存一段时间之后,也会产生(CH34Pb。

  (CH32PbX2能在环境条件下发生不可逆歧化反应,

2(CH32PbX2→(CH33PbX+PbX2+CH3X

  X的种类和反应物浓度不影响反应的化学计量性;反应是一级的,随反应物浓度增大,反应速率加快;X的种类对反应速率的影响按下列次序递增:

Ac-<ClO4-<NO3-<Cl-<NO2-<Br-<SCN-<I-

  (CH33PbX也能发生歧化反应,

3(CH33PbX→2(CH34Pb+PbX2+CH3X

  歧化反应进行很慢,X的种类对反应速率的影响也较小。

  5.6.2 水体中铅污染物的来源

  未污染海水中的铅浓度约0.03μg/L。海滨地区或表层海水中的浓度可能是此值的10倍,被认为是大气中所含较多量的铅降落海面所致。图5-14所示为不同深度海水中含铅浓度的分布图(示例)。

 

  未污染淡水中含铅量比海水中高得多,有人提出河水中含铅浓度的代表值为3μg/L。甚至在北极地区的冰层中也发现了铅的踪迹,并且其浓度在近代有急剧增长的趋势(图5-15)。这些情况表明:随着近代世界范围工业的发展,进入大气中的粒子状态的铅量迅速增多,由于滞留时间长,这些粒子状态的铅能参与全球性分配,并导致水体中铅浓度的逐年增长。

  铅在包括水系在内的环境整体中的循环如图5-16所示,图中只是很粗略地将引起水体铅污染的人为因素包容在内。

  水体中铅污染物的主要来源有两个方面:①大气向水面降落的铅污染物;②向水体排放的工业废水。

  大气降尘或降水(含铅可达40μg/L)通常是海洋和淡水水系中最重要的铅污染源。据统计,全世界每年由空气转入海洋的铅量为40×106kg。本世纪以来,各产业部门向大气排放含铅污染物量激剧增多。在大气中铅的各类人为污染源中,油和汽油燃烧释出的铅占半数以上。汽油中添加烷基铅作防震剂,常用的化合物有:Pb(CH34、Pb(C2H

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