环境化学第3章水环境化学-3-有机污染物的迁移转化.ppt

第三节 水中有机污染物的迁移转化 有机污染物按其对环境质量的影响和污染危害，可概略地分为两大类，耗氧有机物和有毒有机物。 耗氧有机物指动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化，其危害主要是通过耗氧过程来实现。 有毒有机污染物指酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累性生物毒性的有机化合物，如多氯联苯、农药及石油污染物等。POPs 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，研究这些过程，将有助于阐明污染物的归趋和可能产生的危害。 3.1 有机污染程度的指标 常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。 溶解氧即在一定温度和压力下，水中溶解氧的含量，是水质的重要指标之一。（8.32mg/L） 水体中微生物分解有机物的过程中消耗水中的溶解氧量称为生化需氧量，通常用BOD表示。 水体中能被氧化的物质被化学氧化剂所氧化消耗氧的量，通常称为化学需氧量(COD)，水体的COD值越高，表示有机物污染越严重。 总有机碳(简称TOC)是水中几乎全部有机物的含碳量。总需氧量(简称TOD) 是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。 直接还是间接？ 3.2 分配作用 3.2.1分配系数 Kp： Kp =ρa/ ρ w ρa 、 ρ w分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度。 标准分配系数： Koc=Kp/woc Koc：标化的分配系数，以有机碳为基础； woc：沉积物中有机碳的质量分数。 ★辛醇-水分配系数Kow：化学物质在辛醇中的浓度和在水中浓度的比例。 KOC = 0.63KOW 水溶液中，有机质对有机化合物的溶解作用 非离子型有机化合物 3.1.2生物浓缩因子 在有机物污染的水体中，水生生物的富集是有机物的重要迁移途径之一。鱼类有可能通过两条途径富集污染物：一是直接从水中吸收；二是通过食物链吸收。 生物浓缩因子是有机毒物在生物体内浓度与该有机物在水中的浓度比值。用符号BCF（Biological Concentration Factor ）或KB表示。 浮游生物对铅：BCF=30-12 000，对铜BCF=400-90 000 藻类对六六六：BCF=600 鱼类对六六六：BCF=1260，鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000 又如有研究表明，鱼体内BCF和正辛醇-水分配系数有关系： lgBCF=0.76lgKow - 0.23，则只要测得某污染物的Kow，很容易得到其BCF，这为研究过程提供了方便。 发生生物浓缩的必备条件 化学物质易为各种生物体吸收； 污染物较难分解和排泄； 通过食物链进行； 在生物体内浓缩时，尚不会对该生物体造成致命性伤害。 是有机物质从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。 3.3.1亨利定律 p = KHCW 确定亨利定律常数，常用的方法是： KH＝Ca／CW= KH Ca／p 式中：Ca ：有机毒物在空气中的摩尔浓度，mol/L； Cw ：有机毒物在水中的摩尔浓度，mol/L； KH ：亨利定律常数的替换形式，无量纲。 3.3 挥发作用 由于p=CaRT 得： KH = KH/RT 对于微溶化合物（摩尔分数≤0.02）： ★KH = ps·MW/ρW 式中：ps—纯化合物的饱和蒸汽压，Pa； MW：分子量； ρ W：化合物在水中的溶解度，mg／L。 ★ KH = 0.12ps·MW/ ρ WT ★例如: 二氯乙烷的蒸气压为2.4×104 Pa，20℃时在水中的溶解度为5500mg/L，计算亨利定律常数KH或KH ： KH＝2.4×104×99/5500＝432 Pa·m3/mol KH ＝0.12×2.4×l04×99/5500×293＝0.18 适用范围： 亨利定律（摩尔分数≤0.02）所适用的浓度范围是34000mg/L至227000mg/L，化合物的分子量相应在30至200之间 。 3.4 水解作用 化合物的官能X-能与水中OH-