有机污染物的迁移转化案例.ppt

? 六. 生物降解 有机污染物的生物降解 水环境中化合物的生物降解 依赖于微生物通过酶催化反 应分解有机物。 生物降解存在两种代谢模式： 生长代谢和共代谢。 ?六. 生物降解 某些有机污染物象天然有机化合物那样，作为微生物生长的碳源。微生物可以对有机污染物进行彻底的降解和矿化。这种代谢方式称为生长代谢。生长代谢一般有一个滞后期。 通常用Monod（莫诺）方程描述当化合物作为唯一碳源时，化合物的降解速率。 ? 生长代谢 (Growth metabolism) [C]——有机污染物的浓度； [B]——水中微生物浓度； Yd——消耗一个单位碳所产生的生物量； Ks——常数； Vmax----最大比生长速率； ?六. 生物降解 当污染物浓度很低时，[C]Ks时，Monod方程亦可以转化为二级动力学方程，即： Monod方程在实验中已经成功地应用于唯一碳源的基质转化速率，而不论细菌的菌株是单一的细菌菌株还是混合的种群。 实际环境中：并非被研究的化合物是微生物的唯一碳源。一个天然微生物群落总是从各式各样的有机碎屑物质中获取能量并降解它们。在这种情况下，Y的概念就失去了意义。 ?六. 生物降解 如果某有机污染物本身不能作为微生物生长的唯一碳源和能源，必须有另外的化合物存在来提供微生物生长所需的碳源和能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。 共代谢没有滞后期；降解速率比生长代谢慢； ? 共代谢 通常用简单的一级动力学方程表示为： ? 一、基本概念 动力学方程： 共代谢并不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。然而，共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比，Paris（帕里斯）等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律： 由于微生物种群 不依赖于共代谢速率， 因而生物降解速率常 数可以用Kb=Kb2·B 表示，从而使其简化 为一级动力学方程。 影响生物降解的主要因素是 有机化合物本身的化学结构 微生物的种类 一些环境因素如温度、pH、反应体系的溶解氧等。 * * 第三节 水中有机污染物的迁移转化 一、概述 二、分配作用 三、挥发作用 四、水解作用 五、光解作用 六、生物降解作用 一、概述 水环境中有机污染物种类繁多，一般分为两大类： 1.需氧有机物（耗氧有机物）： 危害:对水生生物无直接毒害，但是降解耗氧，引起水体缺氧，水质恶化； 使得氧化还原条件改变，增加一些重金属溶解和毒性增强，特别在河口地段，好氧有机污染物的大量增加，导致水体E急剧下降，Fe2+、Mn2+、Cr3+等释放出来； 使得pH降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化； 静止水体的富营养化。 2.持久性污染物（有毒有机物）： 一般人工合成，食品添加剂、洗涤剂、杀虫剂、塑料、化妆品、涂料、农药等； 易于生物累积，有致癌作用； 水溶性差，而脂溶性强，易于在生物体内，并通过食物链放大。 有机污染物污染的典型案例：20世纪前期，美国在修建水电站时，修建了洛夫运河。20世纪40年代干涸不用，1942年美国胡克公司购买了这条约100m长的废弃河道，并作为垃圾和工业废物的填埋场所。11年内填埋了80亿kg的废物。1953年转给当地教育机构用于开发房地产、盖起了教学楼和住宅。 厄运从此降临，从1977年开始，当地居民怪病不断，孕妇流产、儿童夭折、婴儿畸形等频频发生。1987年，该区地面渗出一种黑色毒液，经监测，其中含有氯仿、三氯酚、二溴甲烷等多种毒物，对当地的空气、水环境等构成严重危害。后来胡克公司和当地政府赔偿30多亿美元的健康损失费。 有机污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质以及水体的环境条件。有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。 第三节　水中有机污染物的迁移转化 二．分配作用 1．分配理论 分配系数 物质在不同介质中的溶解度比值。 有机化合物在土壤中吸着的主要机理 I 分配作用 Ii 吸附作用 即在水溶液中，土壤有机质对有机化合物的溶解作用，而且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线性的，与表面吸附位无关，只与溶解度相关。 即在非极性有机溶剂中，土壤对有机化合物的表面吸附作用。即存在范德华力或氢键、配位键、?键等。其吸附等温线是非线性，并存在着竞争吸附。 （相似相溶） 分配系数（Kp） 有机毒物在沉积物与水之间的分配，往往可用分配系数（Kp）表示： 2．标化分配系数 引入(悬浮)颗粒物的浓度 水中有机毒物的平衡浓度 标化的分配系数(Koc) 为了在类型各异、组分复杂的沉积物中找到可比性。 考虑颗