第9章 水中的有机物

富营养化
• 富营养化：指水体因接纳大量NP等营养 物质引起藻类等浮游生物迅速繁殖，最 终可能导致鱼类和其它生物大量死亡的 水体污染现象。
• 通常人类活动引起
• 水体衰老的表现
• 大多发生在湖泊水库和海湾中（静水）
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富营养化（续）
• 藻类的畸形繁殖导致生物多样性指数下 降，种群之间竞争减少，藻类以硅藻、 绿藻为主转为以蓝藻为主； • 上层水体DO过饱和，藻类死亡下沉，分 解耗氧，下层出现厌氧； • 藻类死亡分解产生营养盐又供藻类繁殖； • 富营养化水体，即使切断外营养源，也 难自净。
酚类污染
• 天然水体中低浓度酚主要来自粪便和含氮有机 物的分解，而高浓度酚来自工业“三废”，如 焦化厂、煤气站、绝缘材料厂、化工厂、炼油 厂、制药厂等
• 酚属高毒类，低浓度能使蛋白质变性，高浓度 则使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接毒害，对 生物表皮和粘膜有强烈的腐蚀作用。 • 酚嗅觉阈值低，低浓度酚的污染水体，能影响 鱼类回游繁殖，鱼肉有异味。
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二、合成有机化合物污染
• 主要为：有机农药和多氯联苯 • 有机农药主要包括：重金属农药、有机 磷农药、有机氯农药 • 重金属农药：其污染取决于重金属元素 （汞、铜、铅、砷） • 有机磷农药：多剧毒、也能生物体蓄积， 但在环境中易分解 • 有机氯农药：毒性强，残效长，稳定性 高，持久性有机物
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（三）总需氧量（TOD）
• 指水中有机和无机物质燃烧变成稳定的氧 化物所需要的氧量。
（四）总有机碳（TOC）
•指以碳的含量表示水中有机物总量的综
合指标，采用TOC分析仪测定。
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第二节 天然水中的耗氧有机物
一、耗氧有机物的种类及来源（略-基本）
二、耗氧有机物的变化（略-基本或选读） 三、水中的腐殖质
（一）来源和分类（略）
（二）组成和结构（选读） （三）腐殖质在水环境中的作用及其对水质的影响
1 腐殖质的吸附作用
2 腐殖质对水体其它性质的影响
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1 腐殖质的吸附作用
① 腐殖质几乎可与所有环境物质发生吸附反应，其 吸附作用对重金属在水中的迁移转化、形态分配
和生物活性有重要影响；
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四、水中持久性有机污染物的生物富集
• 1. 2. 影响生物富集的因素（其它内容选读）： 污染物的性质：降解性小、脂溶性高、水溶性 低的，生物富集系数高 生物特性：指生物种类，（1）生物体脂肪含量， 持久性有机物主要积累于脂肪；（2）体内分解 酶的活性，活性越强，越不容易积累。 环境条件：包括水温、盐度、硬度、pH、DO和 光照，一方面通过影响污染物在水中的分解转 化，另一方面影响水生生物生命活动过程。
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赤
潮
• 指由浮游生物大量繁殖和高度密集引起水体变 色的自然现象。 • 海域的富营养化可能导致赤潮，水体处于富营 养状态，容易出现赤潮； • 赤潮是耗氧有机物污染和富营养化污染的综合 结果； • 赤潮不一定是红色的，不同赤潮生物引起“赤 潮”的颜色不相同； • 后果：DO消耗殆尽，水产动物窒息，赤潮毒 素。
③ 絮凝作用
④ 氧化还原作用
•
总之，腐殖质影响和制约有机、无机污染
物在水中的化学和生物学行为。
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第三节 水中的持久性有机污染物
一、持久性有机污染物的基本概念 • 持久性有机污染物/难降解有机污染物：有一部分 有毒有机污染物降解缓慢，在水环境中滞留时间 长，可通过生物放大和食物链的富集输送作用对 水生生物和人体健康构成直接威胁。 • 一般将半衰期3-6个月以上的污染物称持久性污染 物，水中的持久性有机污染物主要为人工合成有 机物。 • 这些物质在水环境中的化学行为（光解、水解、 微生物降解、分配、吸附、挥发、生物富集等） 及其危害，研究与控制是当前研究热点。
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• 溶解性有机物（DOM）：小于0.45μm的部分，包 括胶体和真溶液两种状态，例如碳水化合物、蛋 白质、类脂化合物、腐殖质等 （二）耗氧有机物和有毒有机污染物（按对水质影
响和危害方式分类）
•Hale Waihona Puke Baidu耗氧有机物：
• 有毒有机污染物：
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耗氧有机物
• 能被氧化是各种有机物的共同特性，但被氧 化的难易程度不同，许多有机物需在强氧化 剂作用下才能被氧化。 • 耗氧有机物：指水体中能被溶解氧所氧化的 各种有机物，包括碳水化合物、脂肪、蛋白 质（分解产物N，富营养化）等，它们在微生 物作用下氧化分解需要消耗水中大量的溶解 氧，使水质恶化。
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耗氧有机物（续）
• 耗氧有机物本身多数无毒或低毒，在DO充 分下，降解最终产物CO2、H2O，对水体无害； 氧补给不及时，DO迅速降低，行厌氧分解， 产生有机酸、醇、醛类物质及其它还原性 产物如H2S、CH4，使水体缺氧、变黑发臭， 水质恶化，导致鱼类及水生生物缺氧窒息 或中毒死亡。
有机氯和多氯联苯对水生生物的毒害 作用（续）
• 对鱼贝类的毒害： • 短期影响：立即回避、急性致死、活动减弱、 失去平衡、麻痹作用 • 长期影响：慢性中毒、生长减缓、失去种群竞 争能力、生理生殖机制改变。 • 鱼贝类对氯化烃污染物具有高度富集能力，特 别富集于卵黄内，降低繁殖率，严重破坏渔业 资源。
END
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三、石油污染
• 油污染是海洋污染特别是河口港湾水域 污染的最突出问题。 毒性： • 石油污染对生物资源的一种主要短期危 害是：引起经济鱼贝类着臭。 • 石油污染对水生生物的长期危害往往比 短期危害更为严重（BOD高，引起缺 氧）。 • 贝类对石油污染的忍受力比鱼虾类强
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有毒有机污染物
• 指本身具有生物毒性的各种有机化合物；导致水 体污染，直接危害水生生物，并通过食物链传递 和积累危害动物和人类健康。如农药、多氯联苯 （PCBs）、多环芳香烃类（PAHs）、酚类、石油 污染物等。 • 在水中分解途径：光解、水解和生物降解 • 研究热点：水体有毒有机污染物的环境化学行为 （存在状态、迁移、转化和生物积累）
② 腐殖酸能与水中颗粒物结合，这不仅改变了两者 在水环境中的迁移、沉降特性，而且影响它们对
重金属及其它污染物的吸附特性；
③ 腐殖酸对水中的有毒有机污染物具有吸附和促进 溶解作用，从而影响它们的迁移、转化和分布。
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2 腐殖质对水体其它性质的影响
① 对水体酸度的缓冲作用
② 染色作用
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有机氯和多氯联苯对水生生物的 毒害作用
• 对浮游植物的毒害：水生植物和藻类对农
药吸收快，并沿食物链转移，最后积累于
鱼、虾、贝类体内。毒性因浮游植物种类
而异，因此，在受污染水域，由于藻类的 选择性中毒，导致植物区系平衡的破坏， 即引起敏感种类的衰亡和抗性种类的茂盛。
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第9章 水中的有机物
王燕 华南农业大学动物科学学院
第一节 概述
• 水中有机物的来源：水循环过程的溶解与携带、 水生生物所产生 一、天然水中有机物的种类 （一）颗粒状有机物和溶解性有机物（按有机物在 水中分散状态分类） • 颗粒状有机物（POM）：指以颗粒状存在的有机 物（颗粒物：颗粒直径大于0.45μm的悬浮物）， 由有生命的有机体（如浮游生物）和有机碎屑组 成。
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3.
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三类有机物的污染
一、耗氧有机物
二、人工合成的有机物，如有机氯、有机磷
三、天然产物：石油
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一、耗氧有机物的污染
• 生活污水、畜牧业等碳水化合物、脂肪、
蛋白质等易分解的有机物，消耗水体DO； 并且，产生的N、P类植物营养元素，与 水体富营养化有关。
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• 优先污染物：指那些毒性大、自然降解能 力弱、污染普遍的污染物进行优先研究和 控制。许多国家提出了各自优先污染物的 “黑名单”，我国提出的优先污染物有68种， 其中有毒有机污染物58种，见附录6，P367。
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三、水中持久性有机污染物的危害
• 一般在mg/L数量级以下 • 危害：通过生物富集和生物放大实现 • 7种持久性有机污染物的主要危害：P238-
• 影响微生物生长的各种因素均可能影响测 试结果。
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（二）化学需氧量（COD）
• 指在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有 机物时所消耗的氧化剂的量，换算为氧的 mg/L表示，所用氧化剂如重铬酸钾（CODCr） 和高锰酸钾（CODMn）。 • 海水因含氯离子很高，国家标准规定采用 碱性高锰酸钾法测定COD • COD值包含了水中还原性物质成分，反映水 中还原性物质的污染程度，有机物是水中 主要的还原性物质。
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二、反映有机物含量的水质参数
（一）生化需氧量（BOD）
（二）化学需氧量（COD） （三）总需氧量（TOD）
（四）总有机碳（TOC）
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（一）生化需氧量（BOD）
• 指好氧条件下，单位体积水中需氧物质生 化分解过程所消耗的溶解氧的量。
• 五日生化需氧量（BOD5）：规定在20℃时， 水中有机物在微生物作用下氧化分解，5天 内所消耗的DO量，以mg/L表示。