课件：持久性有机物概述.ppt

持久性有机物的生化降解基本反应 氧化反应 还原反应 水解反应 共轭反应 苯环裂解反应 脱烷基反应 持久性有机物的生化降解基本反应 还原反应 最典型的是含氯有机化合物的降解，催化脱氯化氢反应和还原脱氯反应最有特殊的环境意义。 水解反应 各类能催化有机污染物水解反应的酶及代表性水解反应的实例 共轭反应 在转移酶作用下，两种化合物结合成生共轭化合物的过程 苯环裂解反应 分两个步骤：首先是在加氧酶作用下生成具有两个邻位羟基的化合物，然后再发生苯环断裂，可见苯环裂解是一种氧化反应。 脱烷基反应 一般来说与碳原子直接相连的烷基不易受微生物攻击，但许多有机化合物中含有氮氧或硫原子相连的烷基，它们可能因微生物作用在脱烷基反应中直接脱落 在某种特殊情况下微生物在改变有机污染物化学性质同时却不能从中获得自身所需的碳和能量，这种代谢称为共代谢或共氧化。 此时微生物必须在代谢某种有机污染物同时从其它基质中获得能量，这类代谢在有毒持久性有机物生化转化有特别重要的意义。 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 在水环境中由于水分子竞争作用，持久性有机物分子与有机、无机胶体直接以氢键连接的可能性比较小，此时它们往往通过羰基与水分子形成氢键，而这个水分子则与胶体表面代换性阳离子以离子—偶极键相连，在这种特殊形式氢键中，水分子起到“水桥”的作用。 憎水吸附只与吸附剂的有机成份有关，这样的成份包括腊、脂肪、树脂、腐殖酸中的脂链以及极性基团较少的木质素衍生物等，它们都具有憎水的表面. 由于水相中非极性或弱极性持久性有机物分子有被极性水分子排挤出去的趋势，它们很容易在上述憎水表面聚集，这种方式的吸附称憎水吸附。 根据持久性有机物在水环境中是否能形成带电荷的化合物将这些化合物分为离子型和非离子型两类。前者可参与阴阳离子的交换作用而后者不能。 离子型化合物又可接其所带电荷不同及受pH条件影响差别区分为强碱性、弱碱性和酸性有机物三种，非离子型化合也也可进一步细分若干小类。 阳离子型持久性有机物为强碱性化合物，在天然水中基本解离，以阳离子形式存在，具有极高溶解度，这样的有机物在水体悬浮物或底泥中吸附主要机理是阳离子的交换作用。 阳离子型有机物尤为容易被蒙脱石所吸附，吸附量大且吸附后不易被其它无机阳离子所取代。 弱碱性有机物分子在胶体表面吸附可以三种方式进行：离子交换、憎水吸附和氢键作用。其中最重要的是离子交换。 粘土矿物表面特别是被高电负性阳离子如铝离子饱合的粘土矿物表面，弱碱性有机物分子被质子化可能性增加，发生在粘土胶体表面的这种质子化及随后发生的吸附过程。 弱碱性有机物分子还可以通过氢键作用与固体物质表面结合，空间构型许可的条件下，粘土矿物或有机胶体上的羰基可与持久性有机物上的氨基或羟基通过水桥相连，这种吸附方式比较弱。 各类非离子型持久有机物主要被有机胶体吸附，其中有机氯化合物在水中溶解度最低，它们在固体表面吸附力为非专性的物理作用，且憎水吸附起主导作用。 第四节、持久性有机物在水/生物两相间的迁移 生物富集作用 由于各种持久性有机物在水体中的浓度一般很低，它们对生物和人体健康的危害主要是通过生物的累积作用和食物链的放大、传递作用造成的。 而水体中的水生生物对污染物的富集作用正是这一系列过程的起始环节，因此具有非常重要的环境意义。 分配系数和富集因素 一种溶质在由水和一种有机溶质构成的两相体系中达溶解平衡时，它在上述两相中的浓度比为一常数。此常数称为分配比（distribution ratio）。 如果在该体系中，溶质和溶剂之间或者溶剂和溶剂之间都不发生明显的化学作用，那么这种溶质在这一体系中的分配比就是分配系数（partition coefficient）。 将某一特定功能团从一相移入另一相所需的能量与功能团性质及体系特性有关，这种规律可以用取代基数常数法、分段常数法和分子连接性指数法表达。 在研究水生生物对持久性有机化合物的富集过程时，污染物在水相和有机相之间的分配系数是一个非常有用的参数 水生生物积累持久性有机物的速度 鱼类对水中有机污染物的直接富集主要是通过鳃的呼吸作用进行的。 水中的持久性有机物一旦被鱼鳃截留，它们将随血液迅速转移到其他器官中，并主要积累在富含脂肪的部位。这些有机体可能在各种生物化学作用下被降解，也可能被直接排泄到体外。 因此在研究一种污染物质在鱼体中积累的速度时，必须兼顾过程的两个方面，即鱼体对该物质的吸收和释放。 影响持久性有机物生物富集的因素 由于生物富集作用是发生在水环境中的化学物质和生物有机体之间的作用，影响这一过程的因素不仅包括被富集污染物的化学性质，也涉及到与生物有机体有关的生物因素。 持久性有机物固有的化学性质在很大程度上决定了它们易被生物累积的特性。 不同水生