4-水体中污染物的迁移转化
水体内污染物的迁移与转化
水体内污染物的迁移与转化随着人类经济社会的发展，大量的污染物排放到水体中，其中包括无机物和有机物等，这些污染物不仅对水体本身的生态环境造成了极大的破坏，而且还会对人类的健康产生巨大的威胁。
因此，进行水体内污染物的迁移与转化的研究具有非常重要的现实意义。
一、水体内污染物的迁移机制1. 全球水循环过程中的污染物迁移全球水循环是地球大气圈、水圈和陆地生物圈等部分组成的整体系统，在这个系统中，污染物会通过全球水循环向各地的水体中传输。
例如，空气中的污染物（如氧化氮与二氧化硫）在大气中形成酸雨，然后通过雨水向地面水体中传输，进而加剧了水体中的酸性。
2. 水体内不同环境的污染物迁移水体内污染物的迁移机制是多种多样的，因为水环境中的温度、水流速度、离子环境、生物区系等环境因素均会对污染物的迁移方式产生影响。
在静水环境中，污染物多集中分布于底部或者水面附近，而在水流速度较快的河流或者海域中，污染物则随着水流向下游或者海底迁移。
此外，污染物的溶解度、分子质量、分子形式等也会对污染物的迁移方式产生一定的影响。
二、水体内污染物的转化机制1. 水体内生物作用的污染物转化生物是水体内最重要的组成部分之一，因为水体中存在着大量的细菌、藻类、浮游生物等微生物群体，它们可以通过吃掉周围的有机物而将污染物降解为水体生态环境所必需的无害物质，从而起到了水体净化的作用。
例如，强氧化剂过氧化氢可以被水体内的微生物降解为H2O和O2，香料中的L-薄荷烯等芳香类污染物可以被水体内的藻类通过吸收转化为二氧化碳和水，并且藻类中的一些细胞壁也含有丰富的吸附有机物的活性部位，可以吸附水体中的污染物，起到净化作用。
因此，生物作用是水体内污染物转化中最为重要的一个机制。
2. 环境氧化还原的污染物转化环境氧化还原反应是一类水体内污染物转化的重要机制，它通常是指一类化学反应，其中电子在不同的物质之间转移。
在氧气存在的环境下，某些化合物可以发生氧化反应，例如铁离子可以被氧化为铁离子，从而引发一系列反应，最终使得化学反应达到自我平衡。
3.2水中无机污染物的迁移转化 (4)
或者在两个羧基间螯合：
或者与一个羧基形成配合物：
在环境中对污染物的影响 与金属作用：许多研究表明：重金属在天然水体中主要以腐殖酸的 配合物形式存在。Matson等指出Cd、Ph和Cu在美洲的大湖(Great Lake)水中不存在游离离子，而是以腐殖酸配合物形式存在。表3—9 列出不同来源腐殖酸与金属的配合稳定常数，并可看出，Hg和Cu有较 强的配合能力，在淡水中有大于90％的Ca、Hg与腐殖酸配合，这点对 考虑重金属的水体污染具有很重要的意义。特别是Hg，许多阳离子如 Li+ 、Na+ 、Co2+ 、Mn2+ 、Ba2+ 、Zn2+ 、Mg2+ 、La3+ 、Fe3+ 、A13+ 、Ce3+ 、 Th4+，都不能臵换Hg。水体的pH、Eh等都影响腐殖酸和重金属配合作 用的稳定性。
K2 [ Zn ( NH [ ZnNH
2 3 3
Zn(NH3)22+
)2
2
]
3
2 . 1 10 ]
2
][ NH
K1、K2称为逐级生成常数(或逐级稳定常数)，表示NH3加至中心Zn2+上是
一个逐步的过程。
积累稳定常数是指几个配位体加到中心金属离子过程的加和。例如，
Zn(NH3)22+的生成可用下面反应式表示：
五、配合作用
1、概述
污染物特别是重金属污染物，大部分以配合物形态存在于水体，其 迁移、转化及毒性等均与配合作用有密切关系。重金属容易形成配合 物的原因是重金属为过渡性元素，最外层为s轨道电子数目为2或1， 次外层为d轨道或f轨道电子，数目为1-9，为充满，则过渡金属元素 失去外层s轨道电子后，未充满的d轨道仍旧可以接受外来电子，形成 配合的络合物或者螯合物。 天然水体中有许多阳离子，其中某些阳离子是良好的配合物中心体， 某些阴离子则可作为配位体。 天然水体中重要的无机配位体有OH－、Cl－、CO32－、HCO3－、F－、S2 － 。它们易与硬酸进行配合。如OH － 在水溶液中将优先与某些作为中 心离子的硬酸结合(如Fe3+、Mn3+等)，形成羧基配合离子或氢氧化物 沉淀，而S2－离子则更易和重金属如Hg2+、Ag+等形成多硫配合离子或 硫化物沉淀。
第三章 水环境化学水中无机污染物的迁移转化汇总
20
1. 胶体颗粒凝聚的基本原理和方式
1) 带电胶粒稳定性的经典理论--DLVO理论 带电胶粒的两种相互作用力
双电层重叠时的静电排斥力 粒子间的长程范德华吸引力
DLVO理论认为，当吸引力占优势时，溶胶发生聚 沉； 当排斥力占优势，并大到足以阻碍胶粒由于 布朗运动而发生聚沉时，则胶体处于稳定状态。 颗粒在相互接近时两种力相互作用的总位能随相 隔距离的变化而变化： 总位能 VT=VR+VA 式中：VA——由范德华力所产生的位能； VR——由静电排斥力所产生的位能。
4
一 、 颗粒物与水之间的迁移
2、水环境中颗粒物的吸附作用
专属吸附是指吸附过程中，除了化学键的作
用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在 起作用。
专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号， 而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。
5
表3－8水合氧化物对金属离子的专属吸附 与非专属吸附的区别
项目 非专属吸附 专属吸附 发生吸附的表面净电荷的符号 － －、0、＋ 金属离子所起的作用 反离子 配位离子 吸附时发生的反应 阳离子交换 配位体交换 发生吸附时体系的PH值 >零电位点 任意值 吸附发生的位置 扩散层 内层 对表面电荷的影响 无 负电荷减少， 正电荷增多 注：本表摘自陈静生主编，1987。
(4)水体悬浮沉积物
悬浮沉积物是以矿物微粒，特别是粘土矿物 为核心骨架，有机物和金属水合氧化物结合在矿 物微粒表面上，成为各微粒间的粘附架桥物质， 把若干微粒组合成絮状聚集体（聚集体在水体中 的悬浮颗粒粒度一般在数十微米以下），经絮凝 成为较粗颗粒而沉积到水体底部。
(5)其他
3
一、 颗粒物与水之间的迁移
水污染物迁移与转化机制
水污染物迁移与转化机制水是人类生活中不可或缺的重要资源，然而随着工业化和城市化进程的加速，水污染问题日益严重。
了解水污染物的迁移与转化机制，对于有效治理和预防水污染具有重要意义。
本文将就水污染物的迁移和转化机制进行探讨。
一、水污染物的迁移机制水污染物在环境中的迁移主要受到水体中的流动和扩散过程的影响。
在流动过程中，水污染物会随水流的运动而发生迁移，同时还受到沉积、悬浮和离解等过程的影响。
1.1 水流对污染物迁移的影响水的流动对于污染物的迁移具有重要作用。
在自然界中，水通常以河流、湖泊和海洋等形式存在。
当污染物排放至水体中后，流动的水会将其带走，使其迁移到不同的地点。
1.2 沉积作用对污染物迁移的影响沉积作用是指污染物在水体中沉积和积聚的过程。
在流动的河流或湖泊中，水流速度变化会导致沉积和悬浮物质的分离，从而影响污染物在水体中的迁移。
1.3 悬浮作用对污染物迁移的影响悬浮作用是指水中悬浮物质对污染物迁移的影响。
水中的悬浮物质能够吸附并携带污染物，使其一同迁移。
随着悬浮物质的沉降或被沉积物吸附，污染物也会发生迁移。
1.4 离解作用对污染物迁移的影响离解作用是指溶解在水中的污染物对迁移的影响。
溶解在水中的污染物会随着水流的运动，通过扩散和对流作用来迁移。
离解作用会影响污染物在水体中的有效浓度和迁移速率。
二、水污染物的转化机制水污染物的转化是指在水环境中，污染物经过化学、生物、物理等过程发生转变的过程。
水污染物的转化机制对于水体的净化和环境的修复至关重要。
2.1 化学转化化学转化是指水污染物在水环境中经过化学反应发生转变的过程。
例如，水中的有机物质可以通过氧化反应转化为二氧化碳和水，重金属离子可以发生沉淀反应沉积到底泥中。
2.2 生物转化生物转化是指水污染物在水环境中通过生物代谢过程发生转变的过程。
微生物在水中扮演着重要的角色，它们可以通过降解有机物质和吸收重金属等方式来转化水污染物。
2.3 物理转化物理转化是指水污染物在水环境中通过物理过程发生转变的过程。
环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化
对于其他金属碳酸盐则可写为： -lg[Me2＋] =0.5p Ksp -0.5pα2 由2 [Me2＋] + [H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-]得： (Ksp/α2)1/2 (2 – α1- 2α2) + [H+] – Kw/[H+] = 0
当pH > pK2 时，α2≈1，CO32-为主，lg[Ca2+] = 0.5 lg KSP
四、氧化还原
氧化－还原平衡对水环境中无机污染物的迁移转化 具有重要意义。水体中氧化还原的类型、速率和平衡， 在很大程度上决定了水中主要溶质的性质。例如，厌 氧型湖泊，其湖下层的元素都将以还原形态存在；碳 还原成－4价形成CH4；氮形成NH4＋；硫形成H2S；铁 形成可溶性Fe2+。其表层水由于可以被大气中的氧饱 和，成为相对气体性介质，如果达到热力学平衡时， 则上述元素将以氧化态存在：碳成为CO2；氮成为 NO3-；铁成为Fe(OH)3沉淀；硫成为SO42-。显然这种 变化对水生生物和水质影响很大。
发生吸附的表面净电荷的符号 － 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响 反离子
阳离子交换 配位体交换 ＞零电位点 任意值 扩散层 无 内层 负电荷减少 正电荷增加
（2）吸附等温线和等温式：在固定温度下，当吸附达到平 衡时，颗粒物表面的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度
达到临界状态，就可以发生快速凝聚。
三、溶解和沉淀
溶解与迁移 实际溶解沉淀过程的复杂性 1、氧化物和氢氧化物：氧化物可以视作氢氧化物的脱水产物 Me(OH)n (s) Men+ + n OH根据溶度积： Ksp= [ Men+ ] [ OH- ]n 可转化为： [ Men+ ] = Ksp / [ OH- ]n = Ksp[ H+] / Kwn -lg [ Men+ ] = -lgKsp – n lg [ H+ ] + n lgKw pc = pKsp- n pKw + n pH = pKsp – n pOH 可以做 pc-pH 图，斜率等于 n，即金属离子价； 截距是 pH = 14 - (1/n)pKsp。
3.0 污染物在水体中的迁移与转化
横向混合阶段
经过一定距离后污 染物在整个横断面 上达到浓度分布均 匀，这一过程称为 横向混合阶段。
断面充分 混合后阶段
污染物浓度在横 断面上处处相等。 河水向下游流动 的过程中，持久 性污染物的浓度 将不再变化，非 持久性污染物浓 度将不断减少。
二、氧垂曲线
水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临 界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。
有机物降解方程式
d L
dt
K1 L
L L0 e K1t
x L0 (1 eK1t )
氧垂曲线的求解
d D
dt
K2 D
清洁带
污染带
恢复带 清洁带
DO BOD5
河流流下时间/d
河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线
图中这条呈下垂状的反映河流中溶解氧含量的曲线即 为氧垂曲线。 在图中： 污染带、恢复带和清洁带； 氧垂曲线反映了河流中DO的变化情况，侧面反映出
四、污 水 出 路与排放标准
排放水体
污水的 最终出路
工农业利用
地下水回灌
污水综合排放标准GB8978-1996
污
水
排
城镇污水处理厂污染物排放标准
放
GB 18918-2002
水
体
地表水环境质量标准
的
GB 3838-2002
限
制
海洋水质量标准GB3097
污
对人体健康不应产生不良影响
水
对环境质量和生态系统不应产生不良影响
回
对产质的要求或标准
满
应为使用者和公众所接受
足
回用系统在技术上可行，操作简便
的
要
污染物在水体中的迁移转化方式
污染物在水体中的迁移转化方式主要有以下三种途径：
(1)氧化-还原作用。
天然水体中有许多无机和有机氧化剂和还原剂，如溶解氧、Fe3+、Mn4+、Fe2+、S2-及有机化合物等，这些物质对污染物的转化起重要作用。
如环境中重金属在一定氧化-还原条件下，容易发生价态变化，结果是其化学性质改变，迁移能力也会发生改变。
水体中的氧化-还原类型、速率和平衡，在很大程度上决定了水中重要溶质和污染物的性质。
如在一个厌氧湖泊中，湖下层的元素以还原态存在：碳还原成CH4，氮还原成[*]等，而表层水由于可被大气中氧补充，成为氧化性介质，达到热力学平衡时，碳成为CO2，氮成为[*]。
显然这种变化对水生生物和水质影响很大。
(2)络合作用。
天然水体中有许多无机配位体，如OH-、Cl-[*]、[*]和有机配位体如氨基酸、腐殖酸，以及洗涤剂、农药、大分子环状化合物等，它们可以与水中的污染物，特别是重金属发生络合反应，改变其性质和存在状态，影响污染物在水体中发生、迁移、反应和生物效应。
(3)生物降解作用。
水体中的微生物，特别是底泥中的厌氧微生物，可以使一些污染物发生转化，如把无机汞转变为有机汞。
水环境影响预测与评价模拟试题及参考答案
xs
为
控制河段总长度，km；x 为沿程距离（0≤x ≤
xs
） ，km。
2、河流水质一维水质模式
当河流中河段均匀，该河段的段面积 A、平均流速 ux、污染物的输入量 Q、扩散系数 D 都不随时间 变化，同时污染物的增减量仅为反应衰减项且符合一级反应动力学，无其他源和汇项，则河流中污 染物的浓度 C 为：
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该式适用于无边界中的连续点源排放。 当污染源处于两个边界的中间，则：
C ( x, y ) =
Q u x h 4πD y x / u x
∞
u y {exp − x
2 ∞ + ∑ exp − u x (nb − y ) + 4Dy x 4 D y x n=1 2
Os =
式中，T 为温度，0C。 在很多情况下，人们希望能找到溶解氧浓度最低的点——临界点。在临界点河水的氧亏值最大，且 变化速率为零。此处水质最差，氧亏值（或溶解养值）及发生的距离为：
468 31.6 + T
(5-8)
xc =
k u ln 2 k 2 − k1 k1
D0 (k 2 − k1 ) 1 − L k 0 1
（二）水环境影响预测方法
预测地表水水质变化的方法大致可以分为三大类：数学模式法、物理模型法和类比分析法。
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（1）数学模式法：该法利用表达水体净化机制的数学方程预测建设项目引起的水体水质变化，能 给出定量的预测结果，在许多水域有成功应用水质模型的范例。 （2）物理模型法：该法依据相似理论，在一定比例缩小的环境模型上进行水质模拟实验，以预测 由建设项目引起的水体水质变化。 该法能反映比较复杂的水环境特点， 且定量化程度高， 再现性好。 但需要有相应的试验条件和较多的基础数据，且制作模型要耗费大量的人力、物力和时间，而且水 中的化学、生物净化过程难于在试验中模拟。 （3）类比分析法：调查与建设项目性质相似，且其纳污水体的规模、流态、水质也相似的工程。 根据调查结果，分析预估拟建项目的水环境影响。该法属于定性或半定量。该法的缺点是此工程与 拟建项目有相似的水环境状况不易找到，所得结果比较粗略，一般多在评价工作级别较低，且评价 时间较短，无法取得足够的参数、数据时，用类比法求得数学模式中所需的若干参数、数据。 预测条件的确定：（1）筛选预测的水质参数；（2）拟预测的排污状况；（3）预测的设计水文条 件；（4）水质模型参数和边界条件（或初始条件）。
水中有机污染物的迁移转化(ppt46张)
生长代谢过程中的转化速率方程--Mond模型
Monod方程用来描述当化合物作为唯一碳源时的降解速率
E(酶)+S(底物)
ES
E+P(产物)
dB dc B c 1 1K s 1 R Y max dt dt K c R B c s max max
半衰期与有机物属性、温度、 pH有关，与有机物 初始浓度无关．
水解速率与pH的关系
Mabey等把水解速率归纳为
◎酸性催化过程 ◎碱性催化过程 ◎中性催化过程
水解速率为三个催化过反应速度的和：
d[RX] K [RX] h dt K K [H ] K K [OH ] K [H ] K K K /[H ] h A N B A N BW
①分配作用
②吸附作用
土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用
2. 标化分配系数
有机物在沉积物与水之间的分配
Kp cs cw cT cscp cw cw( 1Kpcp) cw cT ( 1Kpcp)
Kp —分配系数（与沉积物中有机质浓度有关） cT —总有机物浓度(μg/L) cs —沉积物中有机物浓度(μg/kg) cw —溶解在溶液中的有机物浓度(μg/L) cp —沉积物浓度(kg/L)
KA、KB、KN的计算
在lg Kh—pH图中，三个交点相对应于三个pH值
IAN－酸性催化与中性催化直线的交点的pH值 IAB－酸性催化与碱性催化直线的交点的pH值 INB－中性催化与碱性催化直线的交点的pH值
水体中污染物的迁移与转化
水体中污染物的迁移与转化侯洪刚【摘要】文章论述水体中主要污染物的迁移与转化规律以及重金属在水体中的迁移转化类型。
【期刊名称】《现代农业》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2页(P88-89)【关键词】水体;污染物;迁移;转化【作者】侯洪刚【作者单位】辽宁省营口市环保局【正文语种】中文【中图分类】X132一、污染物的迁移各种污染物在环境中发生空间位移及所引起的富集、分散和消失的过程，称污染物的迁移。
在迁移过程中常伴随着形态的变化。
1.迁移方式。
污染物在环境中的迁移主要有三种方式：(1)机械迁移。
据营运力的不同可分为水、气和重力的机械迁移。
(2)物理一化学迁移。
对无机污染物而言，是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在环境中通过一系列物理化学作用，诸如溶解-沉淀作用、氧化——还原作用、水解作用、络合和螯合作用、吸附——解吸作用等实现的迁移。
对有机污染物而言，除上述作用外，还通过化学分解、光化学分解和生物化学分解等作用实现迁移，物理一化学迁移是环境中污染物迁移最主要的方式，其结果决定了污染物的存在形式、富集状况和潜在危害程度的大小。
(3)生物迁移。
污染物生物体的吸附、代谢、生长、死亡等过程实现的迁移。
生物通过食物链对某些污染物的放大积累作用是生物迁移的一种重要形式。
2.制约因素。
污染物在环境中迁移主要受污染物自身的理化性质以及外界环境的物理化学条件和自然地理条件制约。
(1)内部因素。
与迁移有关的污染物理化学性质，是指组成该物质的元素所具有的组成化合物的能力、形成不同电价离子的能力、水解能力、形成络合物能力和被胶体吸附能力等。
上述性质与组成污染物元素的原子构造有关。
一般来说，由共价键键合的污染物容易进行气迁移；由离子键键合的污染物容易进行水迁移。
(2)外部因素。
主要指环境的酸碱条件、氧化还原条件、胶体种类及数量、络合配位体数量和性质等。
环境酸碱度对污染物迁移影响很大。
多数重金属在强酸性环境中能形成易溶性化合物，有较高的迁移能力。
第二章 水中有机污染物的迁移转化
分配系数—标化分配系数
2. 分配系数与标化分配系数 分配系数： 有机毒物在沉积物（或土壤）与水之间的分配，往往可用分配 系数（Kp)表示： KP=cs/cw
式中：cs、cw—分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度 cT = cscp+cw cw = cT/（Kpcp+1）
式中： cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量总和，g/L ； cs、cw—分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度，kg/L, g/L；cp—为有机物在颗粒物上的平衡浓度，g/kg
第二十八课
LOGO
第四节 水质模型
污染物进入水环境后，由于物理、化学和 生物作用的综合效应，其行为的变化十分 复杂的，很难直观地了解它们的变化和归 趋。若借助水质模型，可较好描述污染物 在水环境中的复杂规律及其影响因素之间 的相互关系，因此水质模型是研究水环境 的重要工具。 一、氧平衡模型(Streeter – Phelps 模型) 二、湖泊富营养化预测模型 三、有毒有机污染物的归趋模型
Spurlock和Biggar :极性 有机污染物与活性有机 质基团之间发生的特殊 作用
分配与吸附
①分配作用:溶解作用,相似相溶; ②吸附作用:表面吸附作用,物理吸附通过范德华 力,化学吸附通过化学键\氢键\离子偶极键\配位 键\键等;
分配作用 吸附作用 吸附热 小 大 等温线 线性(整个溶解度范围) 非线性 竞争吸附 不发生,与溶解度有关 存在, 与表面吸 附位有关
（1） （2） （3） （4）
L( x)
x 0
L0 , L() 0
C( x)
x 0
C0 , C() Cs
式中：L 为 x 处河水中的 BOD 值，mg/L；C 为 x 处河水溶解氧浓度，mg/L；Cs 为 河水某温度时的饱和溶解氧浓度，mg/L；u 为河水平均流速，m/s；K1 为 BOD 的衰减系数，
003.4水环境化学-有机污染物的迁移转化
生物浓缩因子（BCF）
污染物在生物体内的浓度
BCF=
污染物在水中浓度
污染物在生物体中的浓缩因子大小主要与生物特性、污染 物特性和环境条件等三方面因素有关，污染物的BCF值间 可以相差几万倍甚至更高
生物积累、富集和放大
挥发作用示意图
对于具有两个环的PAH 化合物来说，有较大挥发性。例 如飘浮海面的原油中所含的萘很容易在一定水温、水流、 风速条件下挥发逸散到大气中去，但存在于水体中具有4 或4 个以上苯环的PAH 化合物在任何环境条件下都是不易 挥发的。
包括很多芳烃（苯、甲苯、二甲苯、乙苯等）在内的许多 有机物都具有易挥发特性。由此组成了一个有机化合物大 类，被称为挥发性有机化合物类（VOCs）。
水藻繁生的水体中，由于光合作用的存在，可使水中的氧达 到过饱和状态.
流动水可以靠好氧菌的作用得到自净化
当水体受到有机物严重污染时，水中DO会大大下降，甚至 可接近于零（即缺氧条件）。
在缺氧条件下，有机物分解时出现腐败发酵现象，使水质严重恶化。
2、生化需氧量（BOD）
地表水中微生物将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量
BOD代表了可生物降解的有机物（第一类）的数量。
微生物分解有机物的过程（分为二个阶段）：
有机物 转 化 CO2 + H2O + NH3 一般此耗氧量即BOD
NH3 亚硝化细菌、硝化细菌 亚硝酸盐 + 硝酸盐 硝化过程
温度 最适宜的温度15—300C
影响生化需氧量的因素
即 影响分解速率、分解程度 的因素
吸附在污染控制中的应用
增强吸附固定作用
水环境中的污染物迁移与转化
水环境中的污染物迁移与转化水是生命之源，对于维持生态平衡和人类生存至关重要。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，水环境面临着日益严重的污染问题。
污染物的迁移与转化是水环境中一个重要的过程，它直接影响着水质的变化和生态系统的稳定性。
污染物迁移是指污染物在水体中的传播和扩散过程。
当污染物进入水体后，受到水流的作用，会随着水流的运动而迁移。
污染物的迁移受到多种因素的影响，如水流速度、水体的地形和水深等。
水流速度越快，污染物的迁移距离就越远；水体的地形和水深也会影响污染物的迁移路径和速度。
此外，污染物的物理性质和化学性质也会对其迁移过程产生影响。
除了迁移，污染物在水环境中还会发生转化过程。
转化是指污染物在水体中发生化学反应或生物转化的过程。
这些转化过程可以导致污染物的浓度减少或改变其化学性质。
例如，有机物在水体中可以被微生物降解，从而减少其对水质的影响；重金属污染物可以通过沉积作用沉积到沉积物中，减少其对水体的毒性。
转化过程的发生受到水体中的物理、化学和生物因素的影响，如温度、氧气含量、微生物种类等。
污染物的迁移与转化过程对于水环境的保护和治理具有重要意义。
首先，了解污染物的迁移路径和速度可以帮助我们预测污染物在水体中的扩散范围，从而采取相应的措施进行防治。
其次，研究污染物的转化过程可以帮助我们寻找有效的处理方法，如利用微生物降解有机污染物或采用沉淀技术去除重金属污染物。
此外，污染物的迁移与转化过程还可以为环境监测提供参考依据，通过监测污染物的迁移和转化情况，可以评估水体的污染程度和生态系统的健康状况。
然而，要深入研究水环境中的污染物迁移与转化并非易事。
首先，水环境的复杂性使得污染物的迁移和转化过程充满了不确定性。
水体中的流动、混合和扩散等因素都会对污染物的迁移路径和速度产生影响，这需要我们进行详细的实地调查和数值模拟分析。
其次，污染物的迁移和转化过程涉及到多个学科领域，如环境科学、化学和生物学等，需要跨学科的合作和研究方法的综合应用。
水中无机污染物的迁移转化
二、水中颗粒物的聚集 聚集 分散
凝聚——利用电解质促成。
[SiO2] + Al(Ⅲ) → [AlO2- ] + Si(Ⅳ)
第二节 水中无机污染物的迁移转化
3、水环境中颗粒物的吸附作用 吸附：指溶液中的溶质在界面层浓度升高的 现象。 表面吸附：由于颗粒物具有巨大的比表面和 表面能，产生表面吸附；物理吸附。
第二节 水中无机污染物的迁移转化
离子交换吸附：胶体颗粒大部分带负电荷，容 易吸附各种阳离子；物理化学吸附。
例如：去离子水的制备。
第二节 水中无机污染物的迁移转化 专属吸附：有化学键、憎水键、范德华力、氢
键等作用。
pH 水锰矿对Co、Cu、Ni、 K和Na离子的吸附及其随pH的变化
第二节 水中无机污染物的迁移转化
表3-8 水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别 项 目 非专属吸附 反离子 阳离子交换 >零电位点 扩散层 无 专属吸附 -、0、+ 配位离子 配位体交换 任意值 内层 负电荷减少，正电 荷增加
临界pH 最大吸附量 (mg/g)
(b) 颗粒物的粒度和浓度的影响
第二节 水中无机污染物的迁移转化 (2) 氧化物表面吸附的配合模式：
由于表面离子配位不饱和，金属氧化物与水
配位，水发生离解吸附而生成羟基化表面。 ≡MeOH2+ ≡MeOH + H+
Ks a1 = {≡MeOH }[ H+] / {≡MeOH2+ }
发生吸附的表面净电荷的符号 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响
第二节 水中无机污染物的迁移转化
（1）吸附等温式和吸附等温线
水生环境中有机污染物的迁移与转化机制
水生环境中有机污染物的迁移与转化机制在现代社会，有机污染物的排放已经成为一个严重的环境问题。
其中，水生环境中的有机污染物对生态系统和人类健康造成了极大的威胁。
了解有机污染物在水生环境中的迁移与转化机制，对于科学有效地减少水体污染具有重要的意义。
1. 有机污染物的迁移机制有机污染物在水生环境中的迁移受到水流、沉积物和生物活动等因素的影响。
其中，水流是主要的迁移途径之一。
当有机污染物进入水体后，其随着水流的运动而迁移。
水流的速度以及水体的流动情况都会对有机污染物的迁移路径和距离产生影响。
此外，沉积物也是有机污染物迁移的重要载体。
有机污染物可以通过吸附或结合到沉积物中，从而随着沉积物的迁移而改变位置。
同时，生物活动也会对有机污染物的迁移产生一定影响。
例如，水生生物的摄食和代谢活动能够加速有机污染物的迁移速度。
2. 有机污染物的转化机制有机污染物在水生环境中还会发生一系列的化学、生物和物理过程，导致其发生转化。
其中，化学转化是有机污染物转化的重要途径之一。
水中的有机污染物可以通过氧化、还原和水解等反应发生转化。
此外，生物转化也是有机污染物转化的重要过程。
水生生物可以通过代谢作用将有机污染物转化为更简单的物质。
这些转化物质可以更易于在环境中分解和消除。
物理过程也会对有机污染物的转化产生一定影响。
例如，光照会促使有机污染物发生光解反应，从而改变其结构和性质。
3. 影响有机污染物迁移与转化的因素有机污染物的迁移与转化机制受到多种因素的影响。
首先，有机污染物的物化性质对其迁移与转化具有重要影响。
例如，有机溶剂在水中具有一定的溶解度，更容易迁移。
其次，环境条件也会对有机污染物的迁移与转化产生一定影响。
如温度、pH值和氧气浓度等环境因素都会对有机污染物的稳定性和活性产生影响。
此外，水体中的微生物群落和生态系统结构也会对有机污染物的转化产生重要影响。
水中存在的微生物能够通过吸附、降解和转化等过程，促进有机污染物的去除和降解。
第3章 水中有机污染物的迁移转化(2007级环境工程)
分配作用（partition） 吸附作用（adsorpt水溶液中，土壤有机质（包括水生生物脂肪以及植物有机 质等）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，只与有 机化合物的溶解度相关。
（2）吸附作用（adsorption）
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)。
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 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有关 土壤-水的分配系数与溶质（有机化合物） 的溶解度成反 比
Kh K A H
K B KW KN H
KA、KB、KN分别表示酸性、碱性催化和中性过程的二级反应水解速率常数， 可以从实验求得。
水解作用
水解速率曲线呈U、V型，水解过程中的三个速率常数并 不总是同时出现，如当KN=0，只出现点 如果考虑到吸附作用的影响，则水解速率常数可写为：
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=ρa/ρw
ρa、ρw表示有机物在沉积物和水中的平衡浓度
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：
T P W
a
ρT——单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和，
于[RX]，即
d [ RX ] / dt K h [ RX ]
水体污染物的迁移转化
水体污染物的迁移转化摘要：水是人类生存所必须，因而水体遭到污染则人类生存的环境品质就会大大的受损。
本文探讨了水体污染物的概念，总结了一下目前世界上所发现的水体污染物的主要种类，并且总结了水体污染物迁移转化的过程和方法，从中得出对水体污染物处理的一些解决方法。
关键词：迁移转化水体污染物1.水体污染物的概念水体污染物是指造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质（或能量）。
水体污染物从化学角度可分为无机有害物、无机有毒物、有机有害物、有机有毒物4类。
2.水体污染物的分类和介绍2.1 耗氧污染物在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。
这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。
在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。
这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。
水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。
2.2 植物营养物植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化，使BOD5升高的物质。
水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。
这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。
而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，可以在短期内出现。
植物营养物质的来源广、数量大，有生活污水(有机质、洗涤剂)、农业(化肥、农家肥)、工业废水、垃圾等。
环境中的污染物的迁移和转化
环境中的污染物的迁移和转化随着现代工业和城市化的发展，环境污染问题日益严重。
环境中的污染物会通过多种途径迁移和转化，对生态和人类健康造成严重的威胁。
本文将介绍环境中的污染物迁移和转化的相关知识。
一、污染物在水体中的迁移和转化水体是生态系统中不可或缺的重要组成部分，水中污染物的迁移和转化对整个生态系统健康具有举足轻重的影响。
水中污染物迁移和转化主要包括以下几个方面：1、水中污染物的迁移水中污染物的迁移包括水流迁移和水体深度迁移两种方式。
水流迁移指的是污染物随着水流的运动迁移到不同位置，包括沉积物中和水生生物体内。
而水体深度迁移则是指污染物随着水体中的溶解氧、温度和光照条件的变化，从水体表层向深层迁移。
2、水中污染物的转化水中污染物的转化包括生物转化和非生物转化两种方式。
生物转化是指水生生物通过代谢作用将有机污染物转化为更简单的物质，例如水草可以将氨氮转化为硝态氮。
而非生物转化则是指非生物媒介或化学反应的作用下，污染物的结构和性质发生改变的过程，例如有机化合物在光照作用下产生自由基反应。
二、污染物在大气中的迁移和转化大气是地球生态系统环境的另一个组成部分，大气中的污染物对人类健康和生态环境造成的威胁也越来越严重。
大气中污染物的迁移和转化主要包括以下几个方面：1、大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移主要是通过大气扩散和输送来实现的。
大气扩散是指大气中的气体、颗粒物质和水滴在大气层中不断的扩散和混合，从而实现了污染物在大气的广泛传递。
而输送则是指污染物在局部和全球尺度下的气流输送，例如大气中的臭氧和氮氧化物可以通过风吹向别的国家和地区。
2、大气中污染物的转化大气中污染物的转化主要是指污染物通过化学反应、光解和生物转化等方式发生结构和性质的变化。
其中，化学反应是大气中污染物转化的重要方式之一，例如大气中的二氧化硫和氮氧化物可以通过光化学反应形成光化学烟雾。
而光解和生物转化则是指污染物在大气中光照或微生物的影响下发生的结构和性质的变化。
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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
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，
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：
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 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。
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、
• 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
• 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。
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。
氰化物
• 来源：
• 各类工业废水
• 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
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。