3.1.3水中污染物的分布和存在形态

第三章：水环境化学——污染物存在形态

一、水和水分子结构的特异性

二、天然水的基本特征

1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）

2、天然水的化学特征

3、天然水的性质

4、天然水指标

三、水中污染物的分布和存在形态

1、20世纪60年代美国学者曾把水中污染物大体划分为八类：

➢①耗氧污染物(一些能够较快被微生物降解成为二氧化碳和水的有机物)；

➢②致病污染物(一些可使人类和动物患病的病原微生物与细菌)；

➢③合成有机物；

➢④植物营养物；

➢⑤无机物及矿物质；

➢⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物；

➢⑦放射性物质；

➢⑧热污染。

2、污染物毒性取决于形态

●其在水体中的迁移转化及生物

可利用性均直接与污染物存在形态相关。例如，水俣病就是食用了含有甲基汞的鱼

Cd2+浓度，对铜则取决于游离Cu2+及其氢氧化物。而大部分稳定配合物及其与胶体颗粒结合的形态则是低毒

大的破坏作用。

●近年来的研究表明，

本明确了水体固相中金属结合形态通过吸附、沉淀、共沉淀等的化学转化过程及某

些生物、物理因素的影响。由于金属污染源依然存在，水体中金属形态多变，转化过程及其生态效应复杂，因此金属形态及其转化过程的生物可利用性研究仍是环境化学的一个研究热点。

3、难降解有机物和金属污染物

环境中有机污染物的种类繁多，其环境化学行为至今还知之甚少。一些全球性污染物如多环芳烃、有机氯等，一直受到各国学者的高度重视。特别是一些有毒、难降解的有机物，通过迁移、转化、富集或食物链循环，危及水生生物及人体健康。这些有机物往往含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差别悬殊。

下面简要叙述难降解有机物和金属污染物在水环境中的分布和存在形态。

●有机污染物(摘要介绍)

(1)农药

药。它们通过喷施农药、地表径流及农药工厂的废水排入水体中。

➢

生物脂肪中。在世界各地区土壤、沉积物和水生生物中都已发现这类污染物，并有相当高的浓度。与沉积物和生物体中的浓度相比，水中农药的浓度是很低的。目前，有机氯农药如DDT由于它的持久性和通过食物链的累积性，已被许多国家禁用。

例美国密执安湖中DDT富集过程的含量变化

滞留时间较短，在土壤和地表水中降解速率较快，杀虫力较高，常用来消灭那

然而在水中浓度较高时，有机质含量高的沉积物和脂类含量高的水生生物也会

吸收相当量的该类污染物。目前在地表水中能检出的不多，污染范围较小。

➢

通常存在于地表水体中，除草剂及其中间产物是污染土壤、地下水以及周围环境的主要污染物。

(2)多氯联苯(PCBs)：多氯联苯是联苯氯化而成。氯原子在联苯的不同位置取代1—10个氢原子，可以合成210种化合物，通常获得的为混合物。化学稳定性和热稳定

体内和沉积物中的浓度仍然可以很高。由于PCBs在环境中的持久性及对人体健康的危害，1973年以后，各国陆续开始减少或停止生产。

(3)卤代脂肪烃

在水中的溶解度高，因而其辛醇—水分配系数低，在沉积物有机质或生物脂肪层中的分配的趋势较弱，大多通过测定其在水中的含量来确定分配系数。此外，六氯环戊二烯和六氯丁二烯，在底泥中是长效剂，能被生物积累，而二氯溴甲烷、氯二溴甲烷和三溴甲烷等化合物在水环境中的最终归宿，目前还不清楚。

(4)单环芳香族化合物

先污染物中已发现六种化合物，即氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4—二氯苯、1,2,4

个别除外)，因此，对这类化合物吸附和生物富集均不是重要的迁移转化过程。

(5)苯酚类

增加，例如五氯苯酚等就易被生物累积。酚类化合物的主要迁移、转化过程是生物降解

高氯代酚除外)。

(6)多环芳烃类(PAHs)

已有证据表明多环芳烃化合物可以发生光解反应，其最终归趋可能是吸附到沉积物中，然后进行缓慢的生物降解。多环芳烃的挥发过程与水解过程均不是重要的迁移转化过程，显然，沉积物是多环芳烃的蓄积库，在地表水体中其浓度通常较低。

金属污染物

(1)镉：工业含镉废水的排放，大气镉尘的沉降和雨水对地面的冲刷，都可使镉进

进入水体的镉还可与无机和有机配位体生成多种可溶性配合物如

CdOH+、Cd(OH)

2、HCdO

2

-、CdO

2

2-、CdCl+、CdCl

2

、CdCl

3

-、CdCl

4

2-、Cd(NH

3

)

3

2+、Cd(NH

3

)

4

2+、

Cd(NH

3)

5

2+、Cd(HCO

3

)

2

、CdHCO

3

+、CdCO

3

、CdHS0

4

+、CdS0

4

等。实际上天然水体中镉的溶解

水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力。已有研究表明，悬浮物和沉积物中隔的含量占水体总镉量的90%以上。

水生生物对镉有很强的富集能力。据D.W.Fassett报道，对32种淡水植物的测定表明，所含镉的平均浓度可高出邻接水相1 000多倍。水生生物吸附、富集是水体中重金属迁移转化的一种形式，通过食物链的作用可对人类造成严重威胁。众所周知，日本的痛痛病就是由于长期食用含镉量高的稻米所引起的中毒。

(2)汞：天然水体中汞一般不超过 1.0ug/L。污染主要来自生产汞的厂矿、有色金属冶炼以及使用汞的生产部门排出的工业废水。

水体中汞以Hg2+、Hg(OH)

2、CH

3

Hg+、CH

3

Hg(OH)、CH

3

HgCl、C

6

H

5

Hg+为主要形态。在悬

浮物和沉积物中主要以Hg2+、HgO、HgS、CH

3Hg(SR)、(CH

3

Hg)

2

S

50—200mV，从而使Hg2+易被水中有机质、微生物或其他还原剂还原为Hg，即形成气态汞，并由水体逸散到大气中。

水中悬浮物能大量摄取溶解性汞，使其最终沉降到沉积物中。水体中汞的生物迁移

极易被水生生物吸收，通过食物链逐级富集最终对人类造成严重威胁，它与无机汞的迁移不同，是一种危害人体健康与威胁人类