环境化学第3章水环境化学-3-有机污染物的迁移转化
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Cw ：有机毒物在水中的摩尔浓度，mol/L； KH ' ：亨利定律常数的替换形式，无量纲。
由于p=CaRT
得：
KH' = KH/RT
对于微溶化合物（摩尔分数≤0.02）：
★KH = ps·MW/ρW 式中：ps—纯化合物的饱和蒸汽压，Pa；
MW：分子量； ρ W：化合物在水中的溶解度，mg／L。 ★ KH' = 0.12ps·MW/ ρ WT
积累性生物毒性的有机化合物，如多氯联苯、农药及石油 污染物等。POPs
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，研究这些过程，将有助于阐明污染物 的归趋和可能产生的危害。
非离子型有机化合物
ρa 、 ρ w分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度。
标准分配系数：
Koc=Kp/woc Koc：标化的分配系数，以有机碳为基础； woc：沉积物中有机碳的质量分数。
★辛醇-水分配系数Kow：化学物质在辛醇中的浓度和在水 中浓度的比例。 KOC = 0.63KOW
3.1.2生物浓缩因子
3.1 有机污染程度的指标 直接还是间接？
常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总
有机碳和总需氧量。
溶解氧即在一定温度和压力下，水中溶解氧的含量，是
水质的重要指标之一。（8.32mg/L）
水体中微生物分解有机物的过程中消耗水中的溶解氧量
称为生化需氧量，通常用BOD表示。
水体中能被氧化的物质被化学氧化剂所氧化消耗氧的量，
发生生物浓缩的必备条件
化学物质易为各种生物体吸收； 污染物较难分解和排泄； 通过食物链进行； 在生物体内浓缩时，尚不会对该生物体造成致命性伤害。
3.3 挥发作用
是有机物质从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。 3.3.1亨利定律
p = KHCW 确定亨利定律常数，常用的方法是：
KH'＝Ca／CW= KH Ca／p 式中：Ca ：有机毒物在空气中的摩尔浓度，mol/L；
2,5-二甲基呋喃在蒸馏水中将其暴露于阳光中没有反应， 但是它在含有天然腐殖质的水中降解很快，这是由于腐殖 质可以强烈地吸收波长小于500nm的光，并将部分能量转 移给它从而导致它的降解反应。
③氧化反应
天然物质被辐照而产生自由基或纯态氧等中间体， 这些中间体又与化合物作用而生成转化的产物。有机 毒物在水环境中所常遇见的氧化剂有单重态氧1O2，烷 基过氧自由基RO2·，烷氧自由基RO·或羟自由基OH·。
★例如: 二氯乙烷的蒸气压为2.4×104 Pa，20℃时在水 中的溶解度为5500mg/L，计算亨利定律常数KH或KH ' ：
KH＝2.4×104×99/5500＝432 Pa·m3/mol KH ' ＝0.12×2.4×l04×99/5500×293＝0.18 适用范围： 亨利定律（摩尔分数≤0.02）所适用的浓度 范围是34000mg/L至227000mg/L，化合物的分子量相应 在30至200之间 。
浮游生物对铅：BCF=30-12 000，对铜BCF=400-90 000 藻类对六六六：BCF=600 鱼类对六六六：BCF=1260，鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000 又如有研究表明，鱼体内BCF和正辛醇-水分配系数有关系： lgBCF=0.76lgKow - 0.23，则只要测得某污染物的Kow，很容易 得到其BCF，这为研究过程提供了方便。
因此，有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢 （growth metabolism）和共代谢（cometabolism）。 共代谢：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源， 必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机 物才能被降解的现象。（杀虫剂、杀菌剂、除草剂等）
与一般需氧有机物相比，石油的生物降解较 难、速度慢，但生物降解仍然比化学降解快10倍。 水体中微生物在降解石油烃方面起着重要作用。 烃类的生物降解顺序为：直链烃＞支链烃＞芳烃 ＞环烷烃。烃类氧化菌广泛分布于海水和底泥中， 不同的石油烃可被不同的氧化菌分解。由于石油 中各成分的结构不同，其降解途径略有不同。
日照的天然水中 1O2的浓度约为 1×10-12mol/L， 与1O2作用最重要 的化合物是那些 含有双键的部分
3.6 生物降解作用
生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之 一。当微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量 和提供细胞生长所需的碳；另一些有机物，不能作为微生物 的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供。
在有机物污染的水体中，水生生物的富集是有机物的重 要迁移途径之一。鱼类有可能通过两条途径富集污染物： 一是直接从水中吸收；二是通过食物链吸收。
生物浓缩因子是有机毒物在生物体内浓度与该有机物在 水中百度文库浓度比值。用符号BCF（Biological Concentration Factor ）或KB表示。
通常称为化学需氧量(COD)，水体的COD值越高，表示 有机物污染越严重。
总有机碳(简称TOC)是水中几乎全部有机物的含碳量。
总需氧量(简称TOD) 是指水中能被氧化的物质，主要是 有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。
3.2 分配作用
3.2.1分配系数 Kp： Kp =ρa/ ρ w
水溶液中，有机质对有机化 合物的溶解作用
第三节 水中有机污染物的迁移转化
有机污染物按其对环境质量的影响和污染危害，可概略
地分为两大类，耗氧有机物和有毒有机物。
耗氧有机物指动、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，它们 在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化，其危害 主要是通过耗氧过程来实现。
有毒有机污染物指酚、多环芳烃和各种人工合成的具有
3.4 水解作用
化合物的官能X-能与水中OH-发生交换： RX + H2O ROH + HX 反应步骤还可以包括一个或多个中间体的形成，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。
第三章 水 环 境 化 学
3.5 光解作用
①直接光解：化合物直接吸收了太阳能而进行分解反应； ②敏化光解，水体中存在的天然物质被阳光激发，又将其 激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。
由于p=CaRT
得：
KH' = KH/RT
对于微溶化合物（摩尔分数≤0.02）：
★KH = ps·MW/ρW 式中：ps—纯化合物的饱和蒸汽压，Pa；
MW：分子量； ρ W：化合物在水中的溶解度，mg／L。 ★ KH' = 0.12ps·MW/ ρ WT
积累性生物毒性的有机化合物，如多氯联苯、农药及石油 污染物等。POPs
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，研究这些过程，将有助于阐明污染物 的归趋和可能产生的危害。
非离子型有机化合物
ρa 、 ρ w分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度。
标准分配系数：
Koc=Kp/woc Koc：标化的分配系数，以有机碳为基础； woc：沉积物中有机碳的质量分数。
★辛醇-水分配系数Kow：化学物质在辛醇中的浓度和在水 中浓度的比例。 KOC = 0.63KOW
3.1.2生物浓缩因子
3.1 有机污染程度的指标 直接还是间接？
常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总
有机碳和总需氧量。
溶解氧即在一定温度和压力下，水中溶解氧的含量，是
水质的重要指标之一。（8.32mg/L）
水体中微生物分解有机物的过程中消耗水中的溶解氧量
称为生化需氧量，通常用BOD表示。
水体中能被氧化的物质被化学氧化剂所氧化消耗氧的量，
发生生物浓缩的必备条件
化学物质易为各种生物体吸收； 污染物较难分解和排泄； 通过食物链进行； 在生物体内浓缩时，尚不会对该生物体造成致命性伤害。
3.3 挥发作用
是有机物质从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。 3.3.1亨利定律
p = KHCW 确定亨利定律常数，常用的方法是：
KH'＝Ca／CW= KH Ca／p 式中：Ca ：有机毒物在空气中的摩尔浓度，mol/L；
2,5-二甲基呋喃在蒸馏水中将其暴露于阳光中没有反应， 但是它在含有天然腐殖质的水中降解很快，这是由于腐殖 质可以强烈地吸收波长小于500nm的光，并将部分能量转 移给它从而导致它的降解反应。
③氧化反应
天然物质被辐照而产生自由基或纯态氧等中间体， 这些中间体又与化合物作用而生成转化的产物。有机 毒物在水环境中所常遇见的氧化剂有单重态氧1O2，烷 基过氧自由基RO2·，烷氧自由基RO·或羟自由基OH·。
★例如: 二氯乙烷的蒸气压为2.4×104 Pa，20℃时在水 中的溶解度为5500mg/L，计算亨利定律常数KH或KH ' ：
KH＝2.4×104×99/5500＝432 Pa·m3/mol KH ' ＝0.12×2.4×l04×99/5500×293＝0.18 适用范围： 亨利定律（摩尔分数≤0.02）所适用的浓度 范围是34000mg/L至227000mg/L，化合物的分子量相应 在30至200之间 。
浮游生物对铅：BCF=30-12 000，对铜BCF=400-90 000 藻类对六六六：BCF=600 鱼类对六六六：BCF=1260，鱼类对氯化甲基汞：BCF=3 000 又如有研究表明，鱼体内BCF和正辛醇-水分配系数有关系： lgBCF=0.76lgKow - 0.23，则只要测得某污染物的Kow，很容易 得到其BCF，这为研究过程提供了方便。
因此，有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢 （growth metabolism）和共代谢（cometabolism）。 共代谢：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源， 必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机 物才能被降解的现象。（杀虫剂、杀菌剂、除草剂等）
与一般需氧有机物相比，石油的生物降解较 难、速度慢，但生物降解仍然比化学降解快10倍。 水体中微生物在降解石油烃方面起着重要作用。 烃类的生物降解顺序为：直链烃＞支链烃＞芳烃 ＞环烷烃。烃类氧化菌广泛分布于海水和底泥中， 不同的石油烃可被不同的氧化菌分解。由于石油 中各成分的结构不同，其降解途径略有不同。
日照的天然水中 1O2的浓度约为 1×10-12mol/L， 与1O2作用最重要 的化合物是那些 含有双键的部分
3.6 生物降解作用
生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之 一。当微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量 和提供细胞生长所需的碳；另一些有机物，不能作为微生物 的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供。
在有机物污染的水体中，水生生物的富集是有机物的重 要迁移途径之一。鱼类有可能通过两条途径富集污染物： 一是直接从水中吸收；二是通过食物链吸收。
生物浓缩因子是有机毒物在生物体内浓度与该有机物在 水中百度文库浓度比值。用符号BCF（Biological Concentration Factor ）或KB表示。
通常称为化学需氧量(COD)，水体的COD值越高，表示 有机物污染越严重。
总有机碳(简称TOC)是水中几乎全部有机物的含碳量。
总需氧量(简称TOD) 是指水中能被氧化的物质，主要是 有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。
3.2 分配作用
3.2.1分配系数 Kp： Kp =ρa/ ρ w
水溶液中，有机质对有机化 合物的溶解作用
第三节 水中有机污染物的迁移转化
有机污染物按其对环境质量的影响和污染危害，可概略
地分为两大类，耗氧有机物和有毒有机物。
耗氧有机物指动、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，它们 在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化，其危害 主要是通过耗氧过程来实现。
有毒有机污染物指酚、多环芳烃和各种人工合成的具有
3.4 水解作用
化合物的官能X-能与水中OH-发生交换： RX + H2O ROH + HX 反应步骤还可以包括一个或多个中间体的形成，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。
第三章 水 环 境 化 学
3.5 光解作用
①直接光解：化合物直接吸收了太阳能而进行分解反应； ②敏化光解，水体中存在的天然物质被阳光激发，又将其 激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。