第三章水中有机污染物的迁移转化

• 设t=0时Cf(0)=0，kaCw为常数，积分得
k C a w C [ 1 exp( k ) t] f e k e
ka • t→∞时， BCF Cw ke
• 由正辛醇代替生物实验推得
Cf
log BCF a log k b ow
• Neely： ，a、b是回归系数与影响因素对应
C C C C T s p w
• CT是单位体积溶液中颗粒物上和水中的有机毒物总量（mg/L）；Cp是 单位体积中颗粒物浓度（kg/L） • 标化分配系数（-organic carbon） 机C质量分数
s f k k [ 0 . 2 ( 1 f ) x fx ] p oc oc o c
• eg. 某有机物分子量M=192，溶解在含有悬浮颗粒物水体中，若 悬浮物中85%为细颗粒，有机C含量为5%，其余粗颗粒有机C含 量为1%，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L，求kp。
3 log k 5 . 00 0 . 670 log( 0 . 05 10 / 192 ) 5 . 39 ow
水中有机污染物的迁移转化
挥发 • 从溶解态转向气相的重要过程，具有高挥发性、高活度系数、高 蒸汽压、低溶解度的类型该过程较为重要。
dc P p ' k ( c ) / Z k ( c ) v v dt k k H H
• • • • • • c：溶解相中有机毒物的浓度（mmol/m3） Z：水体的混合深度（cm或m） p：所研究水体上面有机毒物在大气中的分压（pa） kH：亨利常数 pa m3/mol kv：挥发速率常数 cm/h kv’：单位时间混合水体的挥发速率（1/d）
植物吸收
农药
化妆品汞超标
农产品砷超标
Fish Bioconcentration
Food-chain Transfer
水解作用
+ + RX HOH ROH HX
• 能水解的官能团：RX、RC(O)NHR、RNH2、环氧、腈、酯类
CH 3 CH 2 CHCH Br CO 2 CH O CH 3 OC-NHC O CH 3 P O OCH H 2O CH 2 CN
Cb Ce
• Cb：某元素或难降解物在机体中浓度 • Ce：某元素或难降解物在周围环境浓度
红 鳟 鱼 对
Cl
C C l 4
Cl
Cl Cl
的 B C F 为 1 2 4 0 0 的 B C F 为 1 7 . 7
• 影响因素 有机物性质（水溶性等）、生物特性（大小、器官）、环 境条件（水温、pH、硬度、DO）
3 k （ p a · m / m o l ） k （ c m / h ） k ’ （ 1 / d ） H v v 5 2 0 4 . 8 1 . 0 1 3 × 1 0 4 2 0 4 . 8 1 . 0 1 3 × 1 0 3 1 9 . 7 4 . 7 1 . 0 1 3 × 1 0 2 1 7 . 3 4 . 2 1 . 0 1 3 × 1 0 1 . 7 1 . 8 1 . 0 1 3 × 1 0 0 1 . 2 0 . 3 1 . 0 1 3 × 1 0
• 富集速率= f ( 吸收速率Ra + 去除速率Re + 稀释速率Rg )
R = k C a a w R = k C w 、 C f ： 水 及 生 物 体 内 有 机 物 瞬 时 浓 度 e e fC R = k C g g f
• • （假设基本不稀释）
dC f k C k C k C k C k C a w e f g f a w e f dt
• 在颗粒物-水体系中，颗粒物对溶质的吸着主要是溶质的一种分配过 程，是溶质通过溶解作用进入颗粒物中有机质，溶质在颗粒物中量与 水中量的比例称为分配系数。相当于用有机溶剂从水中萃取非离子性 有机物。
标化分配系数
பைடு நூலகம்Cs kp Cw
Cs、Cw分别为有机毒物在颗粒物和水中的平衡浓度（mg/kg和mg/L）
• 挥发半衰期
0 .693 Z 0 .693 t1/2 ' k k v v
Adsorption
Partition
分配、吸附作用 • 分配、吸附理论 • 非离子性有机污染物在固液两相中的迁移行为称为分配吸附。 • Lamber 测定了25种有机P、氨基甲酸酯在水、土壤中含量，发现 含量在0.5~40%时，水/土相中成正比。 • Karickhoff 芳烃、氯烃在池塘、河流悬浮颗粒物上的吸着，当粒度 一定时，吸附量与有机C含量成正比。 • Chiou 憎水有机物在水中含量增高至接近溶解度时，其吸附等温线 为线型。
发地 速表 率水 的中 典污 型染 值物 挥
• 对于微溶有机物，即摩尔分数≤0.02，其亨利常数可估算为 • k p M /S • （适用于CT=34000~227000mg/L） H s w w • • • • ps：该化合物的饱和蒸汽压 Mw：分子量（30~200） Sw：有机物在水中溶解度（mg/L） Eg. C2H4Cl2 的 蒸 汽 压 2.4×104pa ， 20℃ 时 在 水 中 溶 解 度 为 5500mg/L，则 • kH=2.4×104×99/5500=432pa·m3/mol
• ∴ kow=2.46×105 • koc=0.63×2.46×105=1.55×105 • kp=1.55×105[0.2(1-0.85)(0.01)+0.85×0.05]=6.63×103
生物富集作用
• 生物通过非吞食方式从环境中累积某种元素或难降解化合物的过程。 • 生物浓缩系数 BCF
k oc
kp x oc
， xoc是颗粒物中有
• f：细颗粒质量分数（d<50mm） • •
s x oc
：粗颗粒组分有机C含量 ：细颗粒组分有机C含量
f x oc
• • • •
eg.（辛醇/水） logkow=5.00-0.670log(Sw×103/M) Sw：有机物在水中溶解度10-2~106mmol/L M：有机物分子量 C koc kow kow：正辛醇-水分配系数，1~106，k ow o ， Cw