水体中有机污染物的迁移转化
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第八节 水体中有机污染物的迁移转化
• 水中主要有机污染物 • 水中有机物的迁移转化 • 常见有机物的降解方式及途径 • 农药在环境中的归趋过程分析
1
一、水中主要有机污染物
• 按对水质影响和危害方式分： • 1. 耗氧有机物 • 2. 有毒有机污染物 • 3. 持续性有机污染物（POPs）
2020/9/9
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有机污染物的挥发速率 c / t
及挥发速率常数Kv 的关系：
C / t KvC
Kv’—单位时间混合水体的挥发速率常数
2020/9/9
18
2.水解作用
有机毒物与水的反应是X-基团与 OH-基团交换的过程：
RX H 2O ROH HX
在水体环境条件下，可能发生水解的官
能团有烷基卤、酰胺、胺、氨基甲酸酯、羧
2
1. 耗氧有机物
其危害主要是通过耗氧过 程来实现的，因此统称为
耗氧有机物
• 定义：水体中能被大气中氧分子或水中溶 解氧所氧化的各种有机物质
• 包括：动、植物残体和生活污水及某些工 业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等 易分解的有机物。
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• 耗氧有机物 的危害：
• 在水中氧供给充分的条件下，对水体水质不会产 生危害
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1.挥发作用
• 许多有机物，特别是卤代脂肪烃和芳香烃，都具 有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健 康的影响加速，如CH2Cl2、CH2Cl—CH2Cl等。
• 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。
• 挥发速率依赖于有毒物质的性质和水体的特征。 如果有毒物质具有“高挥发”性质，那么显然在 影响有毒物质的迁移转化和归趋方面，挥发作用 是一个重要的过程。
酸酯、环氧化物、腈、磷酸酯、 磺酸酯、
硫酸酯等。
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• 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
• 水解作用可以改变反应分子，但并不能总 是生成低毒产物
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3.光解作用
• 光解作用是有机污染物真正的分解过程 ， 强烈地影响水环境中某些污染物的归趋
• 世界海洋近岸沉积物中DDT的含量范围为
<0.1~44ng/g,dw
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二、水中有机物的迁移转化
有机污染物在水环境中的迁移转化 取决于有机污染物的自身性质和水体的 环境条件。
•迁移转化主要方式：
吸附、挥发、水解、光解、生物富集、 生物降解等。
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• 艾氏剂
• 狄氏剂
• 异狄氏剂
• DDT
• 氯丹
• 六氯苯
• 灭蚁灵
• 毒杀芬
以上都为农药
• 七氯
• 多氯联苯
精细化工产品
• 二噁英 化学品生产的杂质衍生物和含氯废物焚烧产生的次生污染物
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• 呋喃
新增九种POPs 名单
• α－六氯环己烷； • β－六氯环己烷； • 林丹（99.5%的γ-六六六）； • 六溴联苯醚和七溴联苯醚； • 四溴联苯醚和五溴联苯醚； • 十氯酮（开蓬）； • 六溴联苯； • 五氯苯； • 全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸盐（
• 但当氧不能及时得到补充时，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，水的可利用性大大降低。
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2. 有毒有机污染物
• 定义：指本身具有生物毒性的各种有机化 合物
• 危害：可通过多种途径进入水体，导致水 体污染，直接危害水生生物，并通过食物 链的传递和积累危害动物和人类健康。
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• 有毒有机污染物主要包括：
农药、多氯联苯（PCBs）、卤代脂肪烃、 醚类、单环芳香族化合物、多环芳香烃类 （PAHs）、酚类、酞酸酯类、亚硝胺类和 其它各种人工合成的具累积性生物毒性的 有机化合物，石油污染物亦可属此类
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• 全球水体有毒有机物的污染呈加重势态， 特别是持久性有机污染物引起的水环境问 题日益突出。
体又与化合物作用而生成转
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化的产物
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农药在环境中的归趋过程分析
• 农药的环境归趋（化学动力学过程）是指 一种物质在各类环境因子的影响下，随时 间有了性质或数量上的变化。这种变化包 括质量、浓度和化学结构或属性等。化学 动力学的过程则包括了分配、迁移和转化。
能蓄积在食物链中并对上一营养级的生物造成影 响
能够长距离迁移到达偏远的极地地区
在相对环境浓度下会对接触该物质的生物造成有 害或有毒的效应
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《 POPs 公约》
• 2001年在瑞典首都斯德哥尔摩签订的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩 公约》2004年5月17日生效。
• 需要采取国际行动的首批12种物质：
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wenku.baidu.com
我国部分地区水域中有机氯农药的污染水平
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沉积物中的POPs
• 研究表明，沉积物中积累的有机氯农药浓 度相对于土壤、水和大气而言是最高的， 在没有陆地排放源的情况下，一些水体的 沉积物成为排入水和大气中污染物的排放 源。我国近年来对内陆湖泊水体和近岸海 域沉积物监测研究也都基本反映了这一事 实。
PFOS）和全氟辛基磺酰氟。
水环境中的POPs
• 水环境包括水相、悬浮物相和沉积物相
• POPs在水中的溶解度很低，属于憎水性物 质， POPs一旦进入水环境后，可与水中 的悬浮颗粒物，沉积物中的有机质、矿物 质等发生一系列物理化学反应，如分配、 物理吸附和化学吸附等，进而转入到固相 中，致使水中POPs的浓度下降。在一定的 条件下，吸附到水中悬浮物和沉积物中的 POPs又会发生各种转化，重新进入水体。
• 对水体中有毒有机污染物的环境化学行为 的研究正成为环境化学、水污染控制和水 处理工程领域的研究焦点之一
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3. 持续性有机污染物（POPs） （persistent organic pollutions ）
• 持续性有机污染物是指具有以下特征的环 境污染物
在所释放和传输的环境中持续存在
• 一个有毒化合物的光化学分解的产物可能 还是有毒的
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直接光解:化合物本身直接吸
收了太阳能而进行分解反应
敏化光解(间接光解)：水体中
存在的天然物质(如腐殖质等)
光解作用 被阳光激发，又将其激发态的
能量转移给化合物而导致的分
解反应
氧化反应 ：天然物质被辐照
而产生自由基或纯态氧(又称 单一氧)等中间体，这些中间
• 水中主要有机污染物 • 水中有机物的迁移转化 • 常见有机物的降解方式及途径 • 农药在环境中的归趋过程分析
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一、水中主要有机污染物
• 按对水质影响和危害方式分： • 1. 耗氧有机物 • 2. 有毒有机污染物 • 3. 持续性有机污染物（POPs）
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有机污染物的挥发速率 c / t
及挥发速率常数Kv 的关系：
C / t KvC
Kv’—单位时间混合水体的挥发速率常数
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2.水解作用
有机毒物与水的反应是X-基团与 OH-基团交换的过程：
RX H 2O ROH HX
在水体环境条件下，可能发生水解的官
能团有烷基卤、酰胺、胺、氨基甲酸酯、羧
2
1. 耗氧有机物
其危害主要是通过耗氧过 程来实现的，因此统称为
耗氧有机物
• 定义：水体中能被大气中氧分子或水中溶 解氧所氧化的各种有机物质
• 包括：动、植物残体和生活污水及某些工 业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等 易分解的有机物。
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• 耗氧有机物 的危害：
• 在水中氧供给充分的条件下，对水体水质不会产 生危害
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1.挥发作用
• 许多有机物，特别是卤代脂肪烃和芳香烃，都具 有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健 康的影响加速，如CH2Cl2、CH2Cl—CH2Cl等。
• 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。
• 挥发速率依赖于有毒物质的性质和水体的特征。 如果有毒物质具有“高挥发”性质，那么显然在 影响有毒物质的迁移转化和归趋方面，挥发作用 是一个重要的过程。
酸酯、环氧化物、腈、磷酸酯、 磺酸酯、
硫酸酯等。
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• 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
• 水解作用可以改变反应分子，但并不能总 是生成低毒产物
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20
3.光解作用
• 光解作用是有机污染物真正的分解过程 ， 强烈地影响水环境中某些污染物的归趋
• 世界海洋近岸沉积物中DDT的含量范围为
<0.1~44ng/g,dw
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二、水中有机物的迁移转化
有机污染物在水环境中的迁移转化 取决于有机污染物的自身性质和水体的 环境条件。
•迁移转化主要方式：
吸附、挥发、水解、光解、生物富集、 生物降解等。
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• 艾氏剂
• 狄氏剂
• 异狄氏剂
• DDT
• 氯丹
• 六氯苯
• 灭蚁灵
• 毒杀芬
以上都为农药
• 七氯
• 多氯联苯
精细化工产品
• 二噁英 化学品生产的杂质衍生物和含氯废物焚烧产生的次生污染物
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9
• 呋喃
新增九种POPs 名单
• α－六氯环己烷； • β－六氯环己烷； • 林丹（99.5%的γ-六六六）； • 六溴联苯醚和七溴联苯醚； • 四溴联苯醚和五溴联苯醚； • 十氯酮（开蓬）； • 六溴联苯； • 五氯苯； • 全氟辛烷磺酸、全氟辛烷磺酸盐（
• 但当氧不能及时得到补充时，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，水的可利用性大大降低。
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2. 有毒有机污染物
• 定义：指本身具有生物毒性的各种有机化 合物
• 危害：可通过多种途径进入水体，导致水 体污染，直接危害水生生物，并通过食物 链的传递和积累危害动物和人类健康。
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• 有毒有机污染物主要包括：
农药、多氯联苯（PCBs）、卤代脂肪烃、 醚类、单环芳香族化合物、多环芳香烃类 （PAHs）、酚类、酞酸酯类、亚硝胺类和 其它各种人工合成的具累积性生物毒性的 有机化合物，石油污染物亦可属此类
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• 全球水体有毒有机物的污染呈加重势态， 特别是持久性有机污染物引起的水环境问 题日益突出。
体又与化合物作用而生成转
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化的产物
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农药在环境中的归趋过程分析
• 农药的环境归趋（化学动力学过程）是指 一种物质在各类环境因子的影响下，随时 间有了性质或数量上的变化。这种变化包 括质量、浓度和化学结构或属性等。化学 动力学的过程则包括了分配、迁移和转化。
能蓄积在食物链中并对上一营养级的生物造成影 响
能够长距离迁移到达偏远的极地地区
在相对环境浓度下会对接触该物质的生物造成有 害或有毒的效应
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《 POPs 公约》
• 2001年在瑞典首都斯德哥尔摩签订的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩 公约》2004年5月17日生效。
• 需要采取国际行动的首批12种物质：
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我国部分地区水域中有机氯农药的污染水平
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沉积物中的POPs
• 研究表明，沉积物中积累的有机氯农药浓 度相对于土壤、水和大气而言是最高的， 在没有陆地排放源的情况下，一些水体的 沉积物成为排入水和大气中污染物的排放 源。我国近年来对内陆湖泊水体和近岸海 域沉积物监测研究也都基本反映了这一事 实。
PFOS）和全氟辛基磺酰氟。
水环境中的POPs
• 水环境包括水相、悬浮物相和沉积物相
• POPs在水中的溶解度很低，属于憎水性物 质， POPs一旦进入水环境后，可与水中 的悬浮颗粒物，沉积物中的有机质、矿物 质等发生一系列物理化学反应，如分配、 物理吸附和化学吸附等，进而转入到固相 中，致使水中POPs的浓度下降。在一定的 条件下，吸附到水中悬浮物和沉积物中的 POPs又会发生各种转化，重新进入水体。
• 对水体中有毒有机污染物的环境化学行为 的研究正成为环境化学、水污染控制和水 处理工程领域的研究焦点之一
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3. 持续性有机污染物（POPs） （persistent organic pollutions ）
• 持续性有机污染物是指具有以下特征的环 境污染物
在所释放和传输的环境中持续存在
• 一个有毒化合物的光化学分解的产物可能 还是有毒的
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直接光解:化合物本身直接吸
收了太阳能而进行分解反应
敏化光解(间接光解)：水体中
存在的天然物质(如腐殖质等)
光解作用 被阳光激发，又将其激发态的
能量转移给化合物而导致的分
解反应
氧化反应 ：天然物质被辐照
而产生自由基或纯态氧(又称 单一氧)等中间体，这些中间