环境化学-第三章-水环境化学-第三节-水中有机污染物的迁移转化.ppt

* * ?? 应 用 多相半导体材料（TiO2）作为光敏化剂，用于多种有机污染物的光敏化降解，如二氧化钛光催化分解水： * * TiO2半导体当受到能量相当于其半导体禁带宽度（3.0ev）的光的辐射时，半导体内的电子受到激发，从价带跃迁到导带，产生电子－空穴对，同时放出较高的能量。 应用 * * 应用 在标准情况下，理论上1.23v的电位可 以使水离解，而二氧化钛的禁带宽度大于 1.23v，可以使水离解。同样，只要化合物 的键能低于TiO2半导体禁带宽度（3.0ev） 的有机污染物，有可能进行光催化降解。 * * 应用 常见的光催化降解的技术有： 掺杂过渡金属离子、稀土、银、铑（Re）等纳米TiO2 电助TiO2光催化作用TiO2 光催化薄膜的自清洁作用（道路、隧道的照明灯，无雾、无污、高亲水性的光催化剂涂覆玻璃幕 墙等） * * 3．氧化反应（游离基反应） 天然水环境中的氧化剂： 单重态氧 烷基过氧自由基 RO2 烷氧自由基 羟基自由基 OH? 它们是光化学的产物，也是强氧化剂。 （P176-177） * * 有机毒物在微生物（酶）的作用下，进行生物降解有二种模式：生长代谢，共代谢。 1．生长代谢 Growth metabolism 有毒有机物作为微生物培养的唯一碳源，使有毒有机物进行彻底的降解或矿化。 五、生物降解作用 * * 五、生物降解作用 在生长代谢过程中微生物可以对有毒 有机物进行彻底的降解或矿化，因而是 解毒生长基质。去毒效应和相当快的生 长基质代谢意味着与那些不能用这种方 法降解的化合物相比，这些有毒有机物对环境威胁小。 * * 五、生物降解作用 天然水体中有无数细菌个体，有的 细菌能降解十几种有机物，并能利用其 中任何一种作为碳源和能源进行代谢， 有的细菌如甲烷菌就只能利用甲烷和甲 醇这两种有机物，而某些纤维素分解菌 就能利用纤维素做唯一碳源和能源。 * * 影响生物降解作用的因素还有环境条件：pH值，温度，盐度，溶解氧浓度，营养物料的种类，浓度等。 五、生物降解作用 * * 五、生物降解作用 此外，有机化合物的结构，物理、化学性质和生物降解有关，一般规律为： 链烃比环烃容易，直链比支链容易，不饱和比饱和烃容易； 主链上碳原子被其他元素的原子取代后，生物氧化的阻抗一般增强，氧原子取代（醚很难降解）最显著，其次是硫和氮； * * 五、生物降解作用 原子上氢被烷（芳）基取代个数越多，取代物生物阻抗越强； 功能团的数量和性质对有机物可生物降解的能力影响很大； 某些结构坚实的高分子化合物，由于微生物及酶不能扩散到化合物内部来袭击其中最敏感的反应键，从而使微生物降解困难。 * * 五、生物降解作用 可用Monod方程式来描述当化合物为唯一碳源时，化合物的降解速率： * * 五、生物降解作用 当微生物种群及量确定后，通常可以用简单的一级动力学方程表示降解速率为： * * 2. 共代谢 Cometabolism 某些有机物不能作为微生物培养的唯一碳源，必须有另外的化合物提供微生物碳源或能源，该有机物才降解，这类降解称共代谢作用，它在难降解的有机物代谢过程中起重要作用，展示了通过几种微生物的一系列共代谢作用，可使某些特殊的有机化合物降解的可能性。 * * 2. 共代谢 Cometabolism 共代谢作用直接与微生物种群的 多少成正比，Paris等描述了微生物催 化水解反应的二级速率定律： * 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归趋。 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，它强烈的影响水环境中某些污染物的归趋。 如植物通过光合作用从 CO2、H2O等无机化合物合成糖。而吸收了紫外和可见光谱一定能量的分子，可得到有效的能量进行化学反应，如光分解反应，