有机污染物迁移转化

C t KV 'C
三、挥发作用
挥发性物质在气相和溶解相之间的相互转化过程，关键是亨利 定律决定的：
亨利定律 描述污染物在气相与水相之间的分配行为。
当溶液中溶剂的摩尔分数接近1，以致所有溶质的浓度都 非常低的溶液称之为理想化溶液(或理想稀溶液)。
亨利定律：理想化稀溶液上面溶质的蒸气压与该溶质在溶 液中的摩尔分数成正比。（在恒温和平衡状态下，一种气体在 液体里的浓度和该气体的平衡压力成正比。）
度和在水中浓度的比值
辛醇—水分配系数Kow和溶解度的关系可表示为： lgKow=5.00-0.671g(Sw×103／M)
式中： Sw—有机物在水中的溶解度，mg / L； M-有机物的分子量。
上述研究成果可适用于大小8个数量级的溶解度和6个数量级的辛醇—水分配系 数。图3-28
例如，某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中， 若悬浮物中85％为细颗粒，有机碳含量为5％，其余粗颗粒 有机碳含量为1％，已知该有机物在水中溶解度为0.05 mg / L，那么，其分配系数(Kp)就可根据方程式计算出：
➢ 使得pH降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下， 金属Hg容易甲基化；
➢ 静止水体的富营养化。
2.持久性污染物（有毒有机物）：
➢一般人工合成，食品添加剂、洗涤剂、杀虫剂、塑料、化 妆品、涂料、农药等；
➢易于生物累积，有致癌作用；
➢水溶性差，而脂溶性强，易于在生物体内，并通过食物链 放大。
▪ 有机污染物污染的典型案例：20世纪前期，美国在修建 水 电 站 时 ， 修 建 了 洛 夫 运 河 。 20 世 纪 40 年 代 干 涸 不 用 ， 1942年美国胡克公司购买了这条约100m长的废弃河道， 并作为垃圾和工业废物的填埋场所。11年内填埋了80亿kg 的废物。1953年转给当地教育机构用于开发房地产、盖起 了教学楼和住宅。
oc 沉积物中有机碳的分 质数 量
Koc[0.2(1fK )poscfof c]
考虑颗粒物粒径的影响
f 细颗粒的质量 (d分 50数 m)
f oc
细沉积物中有机碳的量 含
osc－粗沉积中有机碳的量 含
辛醇－水分配系数Kow Koc0.63Kow
由于颗粒物对憎水有机物的吸着是分配
机制， Kp不容易测得，所以又引入了辛 醇－水分配系数即化学物质在辛醇中浓
第三节 水中有机污染物的迁移转化
二．分配作用
1．分配理论 分配系数 物质在不同介质中的溶解度比值。
有机化合物在土壤中吸着的主要机理
（相似相溶）
I 分配作用
即在水溶液中，土壤有机质对有机化合物的溶解作用，而 且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线性的，与
表面吸附位无关，只与溶解度相关。
Ii 吸附作用 即在非极性有机溶剂中，土壤对有机化合物的表面吸附作用。
KV
(C
p/ KH)/Z
KV '(C
p/
KH)
C 百度文库 溶解相中有机污染物浓 度；
KV 挥发速率常数； KV ' 单位时间混合水体的挥 Z 水体的混合深度；
发速率常数；
p 在所研究的水体上面， 有机污染物在大气中的 分压；
K H 亨利定律常数； 在许多情况下，有机污 染物在大气中的分压为 零，则可得：
pKHcw
P——溶质的蒸气压； KH——亨利定律常数； CW——溶液中溶质的摩尔分数；
▪ 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 的物理量的单位不同，亨利定律常数的数值大小也不相同。
▪ 亨利常数的估算：
a有机毒物在颗质 粒量 物分 上 数 g的 /k， g p 单位溶液体积中的颗质粒量物 k， g/L
w有机毒物在水质 中量 的浓 平 度 g衡 /L，
水中有机毒物的平衡浓度
w
T Kpp
1
T apw Kp a /w
标化的分配系数(Koc) 为了在类型各异、组分复杂的沉积物中找到可比性。
KocKp/oc
厄运从此降临，从1977年开始，当地居民怪病不断，孕妇 流产、儿童夭折、婴儿畸形等频频发生。1987年，该区地 面渗出一种黑色毒液，经监测，其中含有氯仿、三氯酚、二 溴甲烷等多种毒物，对当地的空气、水环境等构成严重危害。 后来胡克公司和当地政府赔偿30多亿美元的健康损失费。
有机污染物在水环境中的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。有机污染物一般通过吸 附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物 降解作用等过程进行迁移转化。
即存在范德华力或氢键、配位键、键等。其吸附等温线是 非线性，并存在着竞争吸附。
2．标化分配系数 分配系数（Kp）
Kp a /w
有机毒物在沉积物与水之间的分配，往 往可用分配系数（Kp）表示：
a,w 分别为有机毒物在 物沉 中积
和水中的平衡质量 （分 浓数 度）
引入(悬浮)颗粒物的浓度
T apw
T单位溶液体 上积 和内 水颗 中粒 有 的物 机 总 ,g/毒 和 L 物质
1g Kow = 5.00－0.670 1g (0.05×103／192) = 5.39
则 Kow = 2.46×105
Koc = 0.63×2.46×105 =1.55×105 Kp = 1.55×105[0.2(1-0.85) (0.01)+0.85×0.05]
= 6.63×103
3．生物浓缩因子（BCF） 有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比，为生物浓 缩因子，用BCF（Bioconcentration factor）或KB表示。
表面上看是一种分配机制。
三、挥发作用
挥发作用是有机物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。
1. 挥发速率
c/t KV' c
KV' KV /Z
c 溶解相中有机毒物的度 浓
KV‘ －单位时间混合挥 水发 体速 的率常数
KV 挥发速率常数 Z 水体的混合深度
三、挥发作用
2. 对于有机毒物挥发速率的预测
C t
一、概述
▪ 水环境中有机污染物种类繁多，一般分为两大类：
1.需氧有机物（耗氧有机物）：
➢ 危害:对水生生物无直接毒害，但是降解耗氧，引起水 体缺氧，水质恶化；
➢ 使得氧化还原条件改变，增加一些重金属溶解和毒性 增强，特别在河口地段，好氧有机污染物的大量增加， 导致水体E急剧下降，Fe2+、Mn2+、Cr3+等释放出来；