4-水体中污染物的迁移转化

氧化物和氢氧化物
• 与pH值关系密切，涉及到水解和羟基配合 物的平衡过程，该过程往往复杂多变 。
硫化物
• 溶度积更小，只要水环境中存在S2-，几乎所有重
金属均可从水体中除去。
• 在饱和水溶液中，H2S浓度总是保持在0.1mol/L
碳酸盐
把H2CO3当作不挥发酸类处理，即CT为一常数。
• 封闭体系：对大气封闭的体系(只考虑固相和溶液相，
• 开放体系：CO2分压固定，溶液中CO2浓度也相应固定。
• [Ca2+]就不再等于CT，但仍保持有同样的电中
性条件。
氧化还原
• • • • 厌氧性条件：元素都将以还原形态存在 CH4 NH4+ H2S
•
• • • • • •
Fe2+
而表层水是氧化性介质 CO2 NO3Fe(OH)3 SO42-。 显然这种变化对水生生物和水质影响很大。
被硫化氢毒气体侵袭，虞美 人叶子便会发焦或有斑点
• （微生物吸收变成有机硫，然后经腐化细菌分解生成H2S）
• 异化硫酸盐还原反应
• （硫酸盐还原菌）
氟化物
• 来源： • 冶金、磷肥制造和砖瓦、煤的燃烧。 • 危害： • 人体尿氟量增加 • 儿童牙齿斑釉率上升 • 软骨病发病率上升
当空气中存在氟污染时， 萱草的叶子尖端会变成褐 红色。
光解作用
• • • • 光解过程可分为三类： 直接光解 敏化光解 氧化反应
生物降解
• 生长代谢：
• 共代谢：
• 二次基质利用：
氰化物
• 来源：
• 各类工业废水
•wk.baidu.com危害：
• 人的致死浓度：0.1克
• 对鱼类及水生生物等也具有极大毒性
• CN-与重金属离子可生成低毒络合物的性能， 制成口服解毒剂 （碱性氢氧化亚铁制剂 ）
硫化物
• 来源：
• 矿物的氧化作用，常常形成严重的环境污染问题
• H2S的生成途径：
• 同化硫酸盐还原反应
水中有机污染物的迁移转化
• 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。
• 主要迁移转化作用：
• 吸附作用 • 挥发作用 • 水解作用 • 光解作用
• 生物富集
• 生物降解作用
分配作用
• Kow
K ow 正辛醇相中的平衡浓度 水相中的平衡浓度
• 用正辛醇/水系统能较好的模拟生物系统。 • Kow值与吸附系数、生物浓集因子等参数间有很 好的相关性。Kow可以通过实验测得。
象有机物其他特征参数的相关性（Kow）来进行估算。
挥发作用
• （1）亨利定律 • 当一个化学物质在气-液相达到平衡时，溶解 于水相的浓度与气相中化学物质浓度(或分压 力)有关 ，亨利定律的一般表示式：
• （2）双膜理论
水解作用
• 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。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。
有机污染物
• 农药 • PSBs • 卤代脂肪烃
• 醚类
• 单环芳香族化合物 • 苯酚类和甲酚类
• 酞酸酯类
• PAHs
• 亚硝胺和其他化合物
水环境中污染物的迁移转化
• 无机污染物的迁移转化
• • • • 沉淀-溶解 氧化-还原 配合作用 吸附-解吸
溶解和沉淀
• 在固-液平衡体系中，一般需用溶度积来表征溶解度 。 • 重点介绍金属氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐
水体污染物及其迁移转化
无机污染物
有机污染物
无机污染物的迁移转化 水环境中污染物的迁移转化 有机污染物的迁移转化
概述
• 水体污染物分为化学性、物理性和生物性 。
无机污染物
• 无机酸碱
• 盐类（氰化物、硫化物、氟化物以及氮磷等污染物）
• 重金属类污染物 • 放射性核素
无机酸碱
• • • • • • 来源：各类工业废水 危害： 破坏水体的自然缓冲作用 造成无机盐类的污染 影响水体正常自净 对整个生态系统产生不良影响
• BCF (Biological Concentration Factor)
生物体内平衡浓度 BCF （无量纲） 水相中平衡浓度
• BCF值体现了化学物质引起水体污染后一段时间内，对 于水生生物体造成潜在危险的程度。 • BCF值从1-1000000。
• 用实验方法测定BCF值非常不容易，一般是基于它与对
清洁剂、NTA（氮三乙
酸）、EDTA、农药和大 分子环状化合物
环境污染治理和环境监测中重要的配位体
•
• •
NH3：NH3可以和重金属Cu相结合，这对 NH3对氨氮生物硝化过程抑制的恢复具有 重要作用。 OH-：与Fe或Al的结合以及形态与pH的关 系在废水混凝处理中有重要的作用。 Cl-：COD的测定中用HgSO4来络合Cl-， 以消除其与Ag+生成沉淀。
天然水的决定电位
• 在一般天然水环境中，溶解氧是“决定电位”物质 • 而在有机物累积的厌氧环境中，有机物是“决定电
位”物质
• 介于两者之间，则其“决定电位”为溶解氧体系和
有机物体系的结合。
水中有机物的氧化（生物氧化还原反应）
有机物氧化动力学（Monod方程）
配合作用
• 无机配位体： • OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、 F-、S2• 有机配位体： • 天然降解产物氨基酸、 糖、腐殖酸 • 生活废水中的洗涤剂、