水体中污染物的迁移转化

水体污染物及其迁移转化无机污染物有机污染物水环境中污染物的迁移转化无机污染物的迁移转化有机污染物的迁移转化概述•水体污染物分为化学性、物理性和生物性。无机污染物•无机酸碱•盐类（氰化物、硫化物、氟化物以及氮磷等污染物）•重金属类污染物•放射性核素无机酸碱•来源：各类工业废水•危害：•破坏水体的自然缓冲作用•造成无机盐类的污染•影响水体正常自净•对整个生态系统产生不良影响氰化物•来源：•各类工业废水•危害：•人的致死浓度：0.1克•对鱼类及水生生物等也具有极大毒性•CN-与重金属离子可生成低毒络合物的性能，制成口服解毒剂（碱性氢氧化亚铁制剂）硫化物•来源：•矿物的氧化作用，常常形成严重的环境污染问题•H2S的生成途径：•同化硫酸盐还原反应•（微生物吸收变成有机硫，然后经腐化细菌分解生成H2S）•异化硫酸盐还原反应•（硫酸盐还原菌）被硫化氢毒气体侵袭，虞美人叶子便会发焦或有斑点氟化物•来源：•冶金、磷肥制造和砖瓦、煤的燃烧。•危害：•人体尿氟量增加•儿童牙齿斑釉率上升•软骨病发病率上升当空气中存在氟污染时，萱草的叶子尖端会变成褐红色。有机污染物•农药•PSBs•卤代脂肪烃•醚类•单环芳香族化合物•苯酚类和甲酚类•酞酸酯类•PAHs•亚硝胺和其他化合物水环境中污染物的迁移转化•无机污染物的迁移转化•沉淀-溶解•氧化-还原•配合作用•吸附-解吸溶解和沉淀•在固-液平衡体系中，一般需用溶度积来表征溶解度。•重点介绍金属氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐氧化物和氢氧化物•与pH值关系密切，涉及到水解和羟基配合物的平衡过程，该过程往往复杂多变。硫化物•溶度积更小，只要水环境中存在S2-，几乎所有重金属均可从水体中除去。•在饱和水溶液中，H2S浓度总是保持在0.1mol/L碳酸盐•封闭体系：对大气封闭的体系(只考虑固相和溶液相，把H2CO3当作不挥发酸类处理，即CT为一常数。•开放体系：CO2分压固定，溶液中CO2浓度也相应固定。•[Ca2+]就不再等于CT，但仍保持有同样的电中性条件。氧化还原•厌氧性条件：元素都将以还原形态存在•CH4•NH4+•H2S•Fe2+•而表层水是氧化性介质•CO2•NO3-•Fe(OH)3•SO42-。•显然这种变化对水生生物和水质影响很大。天然水的决定电位•在一般天然水环境中，溶解氧是“决定电位”物质•而在有机物累积的厌氧环境中，有机物是“决定电位”物质•介于两者之间，则其“决定电位”为溶解氧体系和有机物体系的结合。水中有机物的氧化（生物氧化还原反应）有机物氧化动力学（Monod方程）•无机配位体：•OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-•有机配位体：•天然降解产物氨基酸、糖、腐殖酸•生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA（氮三乙酸）、EDTA、农药和大分子环状化合物配合作用环境污染治理和环境监测中重要的配位体•NH3：NH3可以和重金属Cu相结合，这对NH3对氨氮生物硝化过程抑制的恢复具有重要作用。•OH-：与Fe或Al的结合以及形态与pH的关系在废水混凝处理中有重要的作用。•Cl-：COD的测定中用HgSO4来络合Cl-，以消除其与Ag+生成沉淀。水中有机污染物的迁移转化•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。•主要迁移转化作用：•吸附作用•挥发作用•水解作用•光解作用•生物富集•生物降解作用分配作用•Kow•用正辛醇/水系统能较好的模拟生物系统。•Kow值与吸附系数、生物浓集因子等参数间有很好的相关性。Kow可以通过实验测得。水相中的平衡浓度正辛醇相中的平衡浓度owK•BCF(BiologicalConcentrationFactor)•BCF值体现了化学物质引起水体污染后一段时间内，对于水生生物体造成潜在危险的程度。•BCF值从1-1000000。•用实验方法测定BCF值非常不容易，一般是基于它与对象有机物其他特征参数的相关性（Kow）来进行估算。（无量纲）水相中平衡浓度生物体内平衡浓度BCF挥发作用•（1）亨利定律•当一个化学物质在气-液相达到平衡时，溶解于水相的浓度与气相中化学物质浓度(或分压力)有关，亨利定律的一般表示式：•（2）双膜理论水解作用•水解作用是有机化合物与水之间最重要的反应。••有机物通过水解反应而改变了原化合物的化学结构。对于许多有机物来说，水解作用是其在环境中消失的重要途径。光解作用•光解过程可分为三类：•直接光解•敏化光解•氧化反应生物降解•生长代谢：•共代谢：•二次基质利用：