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

2020/2/18
25
生物浓缩因子 (BCF)
lg(BCF) = 0.542 lgKow + 0.124 n=8 r=0.948
2020/2/18
8
分配作用（partition）
颗粒物从水中吸着有机物的量， 与颗粒物中有机质的含量密切相关， 而有机化合物在土壤有机质和水中含
量的比值称为分配系数(Kp)。
2020/2/18
9
根据上述讨论可以得出以下结论:
非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到 土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平 衡。
第三节 水中有机污染物的迁移转化
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环境 水体条件 迁移转化主要方式有: 吸附、挥发、 水解、光解、生物富集、生物降解等
2020/2/18
1
一、分配作用（吸附与解吸）
1 分配理论 吸着（sorption）指有化合物在土壤
(沉积物)中的吸着存在，可以用二种机理 来描述有机污染物和土壤质点表面间物 理化学作用的范围。
生物浓缩因子（KB）定义: 有机体在生物体某一器官内的浓度 与水中该有机物浓度之比，用BCF或 KB表示。
2020/2/18
22
生物浓缩因子 (BCF)
测量技术上的麻烦:
化合物的浓度因其他过程如水解、 微生物降解、挥发等随时间而变化；
生物体中有机物的扩散速度(慢)以 及体内有机物的代谢作用，使平衡难 以到达。
分配作用（partition） 吸附作用（adsorption)
2020/2/18
2
吸附作用（adsorption）
在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机 化合物的表面吸附作用，或干土壤矿物 质对有机化合物的表面吸附作用。
前者靠范德华力，后者是化学键力，如氢 键、离子偶极键、配位键、π键等。
]
KP

KOC[0.2(1
f
)百度文库
X
S OC

fX
f OC
f 表示细颗粒(d<50μm)质量分数， Xsoc、 Xfoc 分别表示粗、细颗粒组分 有机碳的含量
2020/2/18
16
标化分配系数 (Koc) (IV)
此外，还可以进一步得到Koc与 辛醇水分配系数Kow以及与有机物 在水中溶解度的关系。
2020/2/18
14
标化分配系数 (Koc) (III)
根据这一认识，可以在类型各异组分复杂
的土壤或沉积物之间找到表征吸着的常数，
即标化的分配系数Koc，以有机碳为基础
的分配系数
KOC

KP X OC
Xoc表示沉积物中有机碳的质量分数
2020/2/18
15
2．标化分配系数(Koc)
若进一步扩展到考虑颗粒物大小影响
2020/2/18
18
2．标化分配系数(Koc)
Kareckhoff and Chiou 等曾广泛地研究 了化学物质包括脂肪烃、芳烃、芳香 酸、有机氯和有机磷农药等的辛醇－ 水分配系数Kow和Koc以及有机物在 水中的溶解度Sw的关系，得到:
Koc = 0.63Kow
2020/2/18
19
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，与土壤有机质 的含量（SOM）有关。
水-土的分配系数与溶质（有机化合物）的 溶解度成反比。
2020/2/18
10
2．标化分配系数(Koc)
有机物在沉积物(土壤)与水之间的分
配系数Kp
Kp Cs Cw
Cs、Cw表示有机物在沉积物和水中的
2020/2/18
23
生物浓缩因子 (BCF)
但可以在控制某些条件下， 用所得平衡来判断不同有机物 向各种生物内浓缩的相对趋势， 采用动力学方法求得。
2020/2/18
24
生物浓缩因子 (BCF)
如有人测量了生物摄取有机毒物速率常 数 K1与生物释放有机毒物的速率常数K2
BCF = K1 / K2 而且发现一些稳定的化合物在虹鳟鱼 肌肉中累计lgKB 与lgKow有关:
平衡浓度。
2020/2/18
11
2．标化分配系数(Koc)
为了引入悬浮物的浓度，有机物 在沉积物和水之间平衡时的总浓度 为CT ( µg/Kg ) 可表示为：
CT CS • CP CW
Cp 表示单位溶液体积上颗粒物的浓度 (kg/L) 。
2020/2/18
12
2.标化分配系数(Koc) (II)
2020/2/18
3
吸附作用（adsorption）
吸附等温线非线性，并存在竞争吸附作 用，有放热现象。
Lambert 研究了农药在土壤－水间的分 配，认为当土壤有机质含量在0.5-40%范
围内其分配系数与有机质的含量成正比
2020/2/18
4
吸附作用（adsorption）
Karickhoff 研究了芳烃和氯代烃在水 中沉积物中的吸着现象，发现当颗粒物
2．标化分配系数(Koc)
lgKow = 5.00 - 0.670 lg(Sw×103/M) (图p163)
根据这一关系，通过已知条件可 以计算有机化合物的 Kp 或 Koc。
（见p163）
2020/2/18
20
2020/2/18
21
3. 生物浓缩因子 (BCF)
有机毒物在生物群-水之间的分配称 为生物浓缩或生物积累。
大小一致时其分配系数与有机质的含量 成正相关
Chiou 进一步发现有机物的土壤－水 分配系数与溶质在水中的溶解度成反比
（图3-27）
2020/2/18
5
2020/2/18
6
2020/2/18
7
分配作用（partition）
分配理论认为，土壤（或沉积物）
对有机化合物的吸着主要是溶质的分 配过程（溶解），即有机化合物通过 溶解作用分配到土壤有机质中，并经 过一定时间达到分配平衡。

CT KPCPCW CW
CT 表示单位溶液体积中颗粒物上和水
中有机物质量总和，水中有机物浓度为：
CW

CT KPCP
1
2020/2/18
13
2．标化分配系数(Koc)
从温度关系看，有机物在土壤中吸 着时，热墒变化不大，而活性炭上吸附 热墒变化大。因此认为，憎水有机物在 土壤上吸着仅仅是有机物移向土壤有机 质的分配机制。
Kow—化学物质在平衡状态时在 辛醇中的浓度和水中浓度之比。
2020/2/18
17
2．标化分配系数(Koc)
KOW C CW
KOW

COVO CWVW CWVW
Co为有机化合物在正辛醇中的初始浓度 (g/ml), Vo为正辛醇相的体积(ml)，
Cw为达到平衡时有机物在水中的浓度 (g/ml)，Vw为水相的体积。