七有机毒物的环境行为和归趋模式.pptVIP

第七章有机毒物的环境行为和归趋模式 7-1有毒有机物的环境行为 7-2归趋模式简介 一、几个重要过程 二、归趋模式概念 （一）有机物消失速率 (二)吸着的影响 (三)稳态时的浓度 7-3分配系数 一、有机物在沉积物（土壤）与水之间的分配系数Kp和标化的分配系数Koc 二、生物浓缩因子 7-4挥发速率 一、亨利定律 说明：亨利常数的估算 二、挥发作用的双膜理论 双膜理论公式推导 7-5水解速率 水解速率方程 速率常数的确定 7-6光解速率 概述 一、直接光解 太阳辐射光谱 2.光量子产率 二、敏化作用（间接光解） 三、光氧化反应 第七章有机毒物的环境行为和归趋模式 基本要求 * * 1.优先污染物的概念 2.主要优先污染物的环境行为 溶解性 生物积累性 三致（致癌、致畸、致突变）作用 毒性 （一）负载过程 （二）形态过程 （三）迁移过程 （四）转化过程 （五）生物积累过程 归趋模式——根据化合物的固有性质参数（如溶解度、蒸气压、辛醇-水分配系数、消关系数、速率常数等）以及水环境的特征参数（如流速、流量、pH值、沉积物浓度、水温、风速、细菌总数、光强等）来预测化合物进入水环境后的时空分布以及迁移转化过程。 有机物消失 挥发 生物降解 光降解 水解 R1 R2 R3 R4 RT 如果Ri对环境参数Ei是一级的，对有机物浓度也是一级的，则 ——速率方程（二级反应） 当有机物浓度很低时， （一级反应） 挥发 生物降解 光降解 水解 根据速率的含义 （一级反应半衰期，与浓度无关） 设单位体积水体中颗粒物的浓度为Pkg·L-1， 有机物在颗粒物上的平衡浓度为Cs’ug·kg-1， 则单位体积水体中有机物在颗粒物上的平衡浓度为Cs/ug ·L-1 = Cs’×P 设单位体积水体中有机物的平衡浓度为Cw/ ug ·L-1 分配系数 水体中有机物的总浓度 有机物消失速率： 半衰期 注意：Cs’与Cs定义不同，此Kp不同于上述Kp 有机物消失速率： 半衰期 CT RT (挥发、生物降解、光降解、水解等) RI (输入) RD RT (挥发、生物降解、光降解、水解等) RO (输出) 消失速率： 总消失速率： 当RI=RL时，水体中有机物的浓度——稳态浓度 分配系数： Cs——单位体积水体中有机物在沉积物上的平衡浓度； Cw——单位体积水体中有机物的平衡浓度。 设Xoc为沉积物中的有机碳的质量分数 当沉积物颗粒大小均匀一致时 标化分配系数： 或 当颗粒大小不一致时，经验公式： 式中， 对于憎水有机物 标化分配系数： (Karichoff公式.1979) 辛醇-水分配系数： 对于脂肪烃、芳香烃、芳香酸、多氯联苯以及有机氯、有机磷农药等化合物： 式中，Sw——有机物在水中的溶解度(mg·L-1) M——有机物的分子量 经验公式： 挥发作用——有机物从溶解相转入气相的过程。 设有机物在溶解相中的浓度为C 则，挥发速率： 式中，kv——挥发速率常数； Z——水体混合深度； kv’——混合水体挥发速率常数； p——有机物在大气中的分压； KH——亨利常数。 当有机物浓度很小时，p≈0，则 若考虑有机污染物总浓度为CT，则 其中， 式中，αw——有机物可溶解相分数 对于溶解平衡： 液相中浓度/mol·L-1 气相中分压/Pa 气相中浓度/mol·m-3 液相中浓度/mol·m-3 液相中浓度/mol·m-3 气相中分压/atm 根据理想气体状态方程： (当p—atm，V—m3，n—mol，T—K为单位时，R=8.2×10-5atm·m3 · mol- 1· K-1) (293K时) 亨利定律 有多种表示形式，在不同的表示形式中，由于所使用的物理量的单位的不同，亨利常数的大小单位也不相同。 对于微溶化合物（当摩尔分数≤0.02时） 估算公式： 式中，ps—纯化合物的饱和蒸气压(mmHg)； Mw—化合物的摩尔质量(g·mol-1)； Sw—化合物在水中的溶解度(mg·L-1)。 对于微溶化合物 平衡分压： 平衡浓度： 根据亨利定律： 理论基础 基于化学物质从水中挥发时必须克服来自近水表层和空气层的阻力，这种阻力控制着化学物质由水向空气迁移的速率。化学物质在挥发过程中要分别通过一个薄的“液膜”和一个薄的“气膜”。 气相g 液相l 液膜 气膜 相界面 Ci pi Z 设化学物质通过气膜的传质系数为Kg；化学物质通过液膜的传质系数为Kl 气液平衡时： 若界面上不存在化学物质的净积累，则液相的质量通量等于气相的质量通量。在负Z方向上通量： C p 若以液相为主时，气相的浓度近似为零(p≈