污染物在环境中的迁移和转化
污染物在环境中的迁移和转化
第一节概述
一、污染物的迁移和转化的定义
污染物在环境中发生的各种变化过程称之为污染物的迁移和转化(transport and transformation of pollutants)，有时也称之为污染物的环境行为(environmental behavior)或环境转归(environmental fate)。
二、研究污染物在环境中迁移和转化过程及其规律性的意义
1. 可阐明污染物种类，接触的浓度、时间、途径、方式和条件，从而研究相关毒作用。
研究污染物在环境中的迁移和转化的过程及其规律性，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等都具有十分重要的环境毒理学意义，否则就不能阐明有预谋中接触而导致的一系列毒作用。
2. 环境毒理学的许多基本问题在一定程度上也取决于对污染物在环境中的迁移和转化规律的认识。
例如：污染物的物质形态、联合作用、毒作用的影响因素、剂量效应关系等，都要涉及到接触污染物的真实情况的确定。
第二节环境污染物的迁移
一、概念
污染物的迁移（transport of pollutants）是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。迁移的结果导致局部环境中污染物的种类、数量和综合毒性强度发生变化。
二、机械性迁移
根据污染物在环境中发生机械性迁移的作用力，可以将其分为气的、水的、和重力机械性迁移三种作用。
1．气的机械性迁移作用，包括污染物在大气中的自由扩散作用和被气流搬运的作用。
其影响因素有：气象条件、地形地貌、排放浓度、排放高度。
一般规律：污染物在大气中的排放量成正比，于平均风速和垂直混合高度成反比。
2．水的机械性迁移作用，包括污染物在水中的自由扩散作用和被水流的搬运作用。
一般规律：污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。3．重力的机械迁移作用，主要包括悬浮物污染物的沉降作用以及人为的搬运作用。
三、物理化学迁移
物理化学迁移是污染物在环境中最基本的迁移过程。污染物以简单的离子或可溶性分子的形势发生溶解-沉淀、吸附-解吸附。同时还会发生降解等作用。
1．风化淋溶作用风化淋溶作用是指环境中的水在重力作用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中的化学元素溶入水中的过程，其作用的结果是产生游离态的元素离子。
2．溶解挥发作用降水、固体废弃物水溶性成份的溶解；VOC
3．酸碱作用（常表现为环境pH值的变化）
①酸性环境促进了污染物的迁移，使大多数污染物形成易溶性化学物质。如酸雨：加速岩石和矿物风化、淋溶的速度；促使土壤中铝的活化。
②环境pH值偏高时，许多污染物就可能沉淀下来，在沉积物中，形成相对富集。
4．络合作用（改变毒物吸附和溶解的能力）络合物的形成大大改变了污染物的迁移能力和归宿。
例如：当含有Hg2+的河水流入海洋时，水中氯离子浓度逐渐增高，河口水体中的Hg2+逐次形成Hg(OH)2→Hg(OH)Cl →HgCl2→HgCl3- →HgCl42-。其中的Hg(OH)Cl与水体中的悬浮态黏土矿物和氧化物吸附力最强，而HgCl2的吸附力最差。因而，Hg(OH)Cl部分的汞大量转移到悬浮态固相或沉积物中，而部分的汞仍留在水体中。
5．吸附作用吸附是发生在固体或液体表面对其他物质的一种吸着作用。重金属和有机污染物常吸附于胶体或颗粒物，随之迁移。
6氧化还原作用有机污染物在游离氧占优势时会逐步被氧化，可彻底分解为二氧化碳和水；在厌氧条件下则形成一系列还原产物，如硫化氢、甲烷和氢气等。一些元素如铬、钒、硫、硒等在氧化条件下形成易溶性化合物铬酸盐、钒酸盐、硫酸盐、硒酸盐等，具有较强迁移能力；在还原环境中，这些元素变成难溶的化合物而不能迁移。
四、生物性迁移
概念：污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移叫做生物迁移。
包括：生物浓缩、生物累积、生物放大
1．生物浓缩
指生物体从环境中蓄积某种污染物，出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象，又称生物富集。生物浓缩的程度用生物浓缩系数表示：
BCF＝生物体内污染物的浓度（×10-6）环境中该污染物的浓度（×10-6）
2．生物累积
指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，从而浓缩系数不断增大的现象。生物累积程度用生物累积系数表示：
BAF＝生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的浓度（×10-6）该生物个体生长发育较前阶段体内蓄积污染物的浓度（×10-6）
生物累积某种污染物浓度水平取决于该生物摄取和消除该污染物的速率之比，摄取大于消除，则发生生物积累。
3．生物放大
指生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的程度用生物放大系数表示：
BMF＝较高营养级生物体内污染物的浓度（×10-6）较低营养级生物体内该污染物的浓度（×10-6）
第三节环境污染物的转化
一、概念：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变形态或者转变成另一物质的过程叫做污染物的转化（transformation of pollutants）( 一次污染物, 二次污染物)
二、分类（根据其转化形式，可分为物理转化、化学转化和生物转化。）
1、物理转化作用
指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或几种过程实现的转化。
2、化学转化作用
指污染物通过各种化学反应过程发生的变化，如氧化还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应等。在大气中，污染物的化学转化以光化学氧化和催化反应为主。
在水体中，污染物化学转化主要是氧化还原反应和络合水解反应。
在土壤中农药的水解由于土壤颗粒的吸附催化作用而加强，甚至有时比在水中还快；金属离子在土壤中也经常在其价态上发生一系列的改变。
3、生物转化和生物降解作用
指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形成更难降解的分子结构。
重点掌握：
（1）环境毒理学的概念、研究对象和研究方法：
（2）污染物迁移的基本类型、污染物转化的基本类型（条框性内容）；
（3）生物浓缩、生物累积、生物放大的基本概念及生物浓缩因子、生物累积因子、生物放大因子的计算；复习思考题：
（1）污染物迁移和转化的有那些基本类型；
（2）什么是生物浓缩、生物累积和生物放大？
3.2水中无机污染物的迁移转化(4)
第三章：水环境化学——污染物存在形态 第二节、水中无机污染物的迁移转化 一、颗粒物与水之间的迁移、二、水中胶体颗粒物聚集的基本原理和方式 三、溶解和沉淀 四、氧化—还原 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 －、CO 32－、HCO 3－、F －、S 2－。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Fe 3+、Mn 3+等)，形成羧基配合离子或氢氧化物沉淀，而S 2－离子则更易和重金属如Hg 2+、Ag +等形成多硫配合离子或硫化物沉淀。 ● 有机配位体情况比较复杂，天然水体中包括动植物组织的天然降解产物，如氨基酸、 糖、腐殖酸，以及生活废水中的洗涤剂、清洁剂、EDTA 、农药和大分子环状化合物等。这些有机物相当一部分具有配合能力。 ● 举例：Cr(24):1S 22S 22P 63S 23P 63d 54S 1(3d 轨道填充10个电子才满) Cd(48):1S 22S 22P 63S 23P 63d 104S 24P 64d 104f 05S 2(4f 轨道填充14个电子才满) 水配合物 CL -络合物 H 2O H 2O H 2 Cl - Cl - Cl -
第三节 大气中污染物的转化
第三节大气中污染物的转化 污染物的转化：A无毒化合物B毒性更大的二次污染物 一、光化学反应基础 1、光化学反应过程 什么是光化学反应？ 初级过程： A + hνA* 次级过程 举例： HCl + hνH + Cl H + HCl H2 + Cl Cl + Cl Cl2 2、量子产率（不做介绍） 3、大气中重要吸光物质的光离解 （1）氧分子和氮分子的光离解 O2 + hνO + O N2 + hνN + N （2）臭氧的光离解 O3 + hνO + O2 （3）NO2的光离解 NO2 + hν N O + O （4）亚硝酸和硝酸的光离解 HNO2 + hνHO + NO HNO2 + hνH + NO2
HNO3 + hνHO + NO2 （5）二氧化硫对光的吸收 SO2 + hνSO2* （6）甲醛的光离解 H2CO + hνH + HCO H2CO + hνH2 + CO （7）卤代烃的光离解 CH3X + hνCH3 + X 二、大气中重要自由基的来源 1、大气中HO和HO2自由基的浓度 2、大气中HO和HO2自由基的来源 HO来源一：O3 + hνO + O2 O + H2O 2HO HO来源二： HNO2 + hνHO + NO H2O2 + hν2HO HO2的来源： H2CO + hνH + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2HO2 + CO 五、氮氧化物的转化 教学目的与要求： (1)掌握大气中氮氧化合物的光化学反应； (2)掌握大气中碳氢化合物的光化学反应； (3)了解大气中氮氧化合物和碳氢化合物的来源。教学重点、难点： a)掌握大气中氮氧化合物的光化学反应；
污染物在环境中的迁移和转化(1)
污染物在环境中的迁移和转化 第一节概述 一、污染物的迁移和转化的定义 污染物在环境中发生的各种变化过程称之为污染物的迁移和转化(transport and transformation of pollutants)，有时也称之为污染物的环境行为(environmental behavior)或环境转归(environmental fate)。 二、研究污染物在环境中迁移和转化过程及其规律性的意义 1. 可阐明污染物种类，接触的浓度、时间、途径、方式和条件，从而研究相关毒作用。 研究污染物在环境中的迁移和转化的过程及其规律性，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等都具有十分重要的环境毒理学意义，否则就不能阐明有预谋中接触而导致的一系列毒作用。 2. 环境毒理学的许多基本问题在一定程度上也取决于对污染物在环境中的迁移和转化规律的认识。 例如：污染物的物质形态、联合作用、毒作用的影响因素、剂量效应关系等，都要涉及到接触污染物的真实情况的确定。 第二节环境污染物的迁移 一、概念 污染物的迁移（transport of pollutants）是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。迁移的结果导致局部环境中污染物的种类、数量和综合毒性强度发生变化。 二、机械性迁移 根据污染物在环境中发生机械性迁移的作用力，可以将其分为气的、水的、和重力机械性迁移三种作用。 1．气的机械性迁移作用，包括污染物在大气中的自由扩散作用和被气流搬运的作用。 其影响因素有：气象条件、地形地貌、排放浓度、排放高度。 一般规律：污染物在大气中的排放量成正比，于平均风速和垂直混合高度成反比。 2．水的机械性迁移作用，包括污染物在水中的自由扩散作用和被水流的搬运作用。 一般规律：污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。3．重力的机械迁移作用，主要包括悬浮物污染物的沉降作用以及人为的搬运作用。 三、物理化学迁移 物理化学迁移是污染物在环境中最基本的迁移过程。污染物以简单的离子或可溶性分子的形势发生溶解-沉淀、吸附-解吸附。同时还会发生降解等作用。 1．风化淋溶作用风化淋溶作用是指环境中的水在重力作用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中的化学元素溶入水中的过程，其作用的结果是产生游离态的元素离子。 2．溶解挥发作用降水、固体废弃物水溶性成份的溶解；VOC 3．酸碱作用（常表现为环境pH值的变化） ①酸性环境促进了污染物的迁移，使大多数污染物形成易溶性化学物质。如酸雨：加速岩石和矿物风化、淋溶的速度；促使土壤中铝的活化。 ②环境pH值偏高时，许多污染物就可能沉淀下来，在沉积物中，形成相对富集。 4．络合作用（改变毒物吸附和溶解的能力）络合物的形成大大改变了污染物的迁移能力和归宿。 例如：当含有Hg2+的河水流入海洋时，水中氯离子浓度逐渐增高，河口水体中的Hg2+逐次形成Hg(OH)2→Hg(OH)Cl →HgCl2→HgCl3- →HgCl42-。其中的Hg(OH)Cl与水体中的悬浮态黏土矿物和氧化物吸附力最强，而HgCl2的吸附力最差。因而，Hg(OH)Cl部分的汞大量转移到悬浮态固相或沉积物中，而部分的汞仍留在水体中。
中国贸易隐含大气污染转移与环境不公平研究
中国贸易隐含大气污染转移与环境不公平研究 跨区域贸易不仅是交换商品,同样也隐含着跨区域的污染转移。在中国区域 经济发展差异和区域性大气污染特征的背景下,量化评估区域间分工协作和贸易过程存在的环境成本与经济收益不对等关系是构建区域大气环境治理责任分担 机制的重要内容。 本论文基于生态不平等交换理论和多区域投入产出模型,在编制中国2012年大气污染物(S02、NOx和颗粒物)排放清单的基础上,分别从生产端和消费端测算了我国各省份出口和跨省贸易导致的大气污染排放(大气污染排放当量,APE)和经济收益(GDP),进而构建多种环境不公平指数表征上述不对等关系。首先,本研究针对省际间贸易,分别从生产端和消费端测算由于各省份在消费本地和其他 省份的最终产品过程中承担的大气污染排放和经济收益,并针对净转移构建环境公平性指数(REI指数)表征大气污染物净转移和GDP净转移的不对称关系。 研究结果显示,在由京津、东部沿海、南部沿海等发达区域消费驱动的大气 污染排放中,约有62%～76%是实际排放在其他欠发达区域;然而,上述发达省份消费带动的增加值中有70%留在了发达地区。从净转移角度来看,部分东部发达地区(如北京、天津、江苏、上海)将大气污染通过省际贸易间接转移到欠发达区域,但由于其自身具备的产业梯度优势,在将大气污染转移出去的同时反而在贸 易中获得了经济净收益。 而位于西部偏远省份(如贵州、云南、宁夏等)在承接发达地区的大气污染转移过程中,由于产业劣势,在贸易过程中本地获得到的经济收益要小于带动其他 地区的经济收益,也就是说经济净收益为负。其次,本研究估算了各省份通过全国跨区域产业链在生产本地出口产品和为外地出口商品提供中间产品过程中获得
第二节 水中无机污染物的迁移转化
第二节水中无机污染物的迁移转化 水中无机污染物特别是重金属污染物进入水体，不能被生物降解，主要是通过沉淀－溶解、氧化－还原、配合作用、胶体形成、吸附－解吸等作用进行迁移转化。 一、颗粒物与水之间的迁移 1、矿物颗粒物和黏土颗粒物 常见矿物颗粒物为石英、长石、云母及黏土矿物等硅酸盐矿物，主要由物理作用形成。 2、金属水合氧化物：铝、铁、锰、硅等金属以无机高分子及溶胶等形态存在。 例：铝在岩土中是丰量元素，在水中浓度低，<0.1mg/L。水解，主要形态是：Al3+Al(OH)2+Al2(OH)24+Al(OH)22+Al(OH)3+等 铁水合氧化物：Fe3+Fe(OH)2+Fe(OH)2+ Fe2(OH)24+Fe(OH)3等 硅酸聚合物：Si n O2n-m(OH)2m 3、腐殖质 是一种代负电的高分子弱电解质。 4、水体悬浮沉积物 是以矿物微粒为核心骨架，有机物和金属水合氧化物结合在矿物微粒表面上，经絮凝成为较粗颗粒而沉积在底部。 5、其它 藻类、细菌、病毒、表面活性剂、油滴等。 二、水环境中颗粒物的吸附作用 1、表面吸附：胶体具有巨大的表面积和表面能；属物理吸附，胶体表面积 越大，吸附越强。 2、离子吸附：由于胶体表面的电荷引力。 3、专属吸附：除了化学键以外，尚有加强的憎水键及范德华力或氢键起作 用。 水锰矿对Co、Cu、Ni、K和Na离子的吸附及其随pH的变化图： 对于碱金属离子，在低浓度时，体系pH在水锰矿ZPC以上时发生吸附。表
明其为离子吸附。而Co 、Cu 、Ni 等在体系pH 在ZPC 处或小于时都能进行吸附，这表明不带电荷或带正电均能吸附过渡金属。 4、吸附理论――有效层流脱理论 5、吸附方向和推动力 6、吸附等温线和等温式 （1） 等温吸附经验式――弗罗因德利希式 Freundlich 型等温式为： G =kC 1/n 两边取对数： log G =log k +1/nlog C , n kP P k n Γ=Γ--吸附量－吸附压力常数 （2） 单分子层吸附理论――兰格缪尔吸附等温式 单分子层吸附 吸附剂表面是均匀 被吸附的分子与其它同气体分子无作用力 吸附是一个动态平衡 φ被吸附质分子覆盖的吸附表面积 覆盖率（）＝ 吸附剂的总表面积 Langmuir 型吸附等温线：G =G 0C /(A +C ) 1/G =1/G 0+(A /G 0)(1/C ) G0------单位表面上达到饱和时间的最大吸附量； A-------常数 （3）Henry 型吸附等温线为直线，等温式为： G =kC k------分配系数 影响吸附作用的因素： (a) pH 值的影响： 一般情况下，吸附量随pH 升高而增大。当溶液pH 超过某元素的临界pH 时，则该元素在溶液中的水解、沉淀起主要作用。 (b) 颗粒物的粒度和浓度的影响 吸附量随粒度增大而减少，吸附量随颗粒物浓度增大而减少。 (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 +
环境化学第三章水环境化学复习知识点
第三章水环境化学 1、水中八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO 3-、NO 3 -、Cl-和SO 4 2-为常见八种离子 2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压P G与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数K H。 [G(aq)] = K H PG K H－气体在一定温度下的亨利定理常数 (mol/L.Pa) PG －各种气体的分压 (Pa) 3、水体中可能存在的碳酸组分 CO 2、CO 3 2-、HCO 3 -、H 2 CO 3 ( H 2 CO 3 *) 4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。 5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+ 6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁的硅酸盐）(2)金属水合氧化物（铝、铁、锰、硅等金属）(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他（藻类、细菌、病毒等） 影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓度、温度、PH。 7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。 8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境。 9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L－型、F－型和H－型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。 11、PE:pE 越小，电子活度越高，提供电子的倾向越强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接受电子的倾向越强，水体呈氧化性。 pe影响因素：1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低；2)天然水的pE随其pH减少而增大。 12、什么是电子活度pE，以及pE和pH的区别。 答：定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E，其负对数记作pE。电子活度越大或pE 越小，电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。 在一定温度下，pE 与电极电位成直线关系，pE越大，电子活度越小，电极的氧化能力或接受电子的能力越强，供出电子能力越弱，pE与电子活度的关系同pH与H+活度的关系相似。 pH亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，pH=7的溶液为中性溶液。 若水体的PE值高，有利于下列Cr、Mn在水体中迁移。 13、腐殖质的组成：由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物，是一种凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸：溶于稀碱但不溶于酸的部分；富里酸：即可溶于碱又可溶于酸的部分；腐黑物：不能被酸和碱提取的部分。一般认为，当浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以溶解为主，当金属离子浓度较低时，则以沉淀和凝聚为主。 14、沉淀物中重金属重新释放诱发因素：①盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。②氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境，铁猛氧化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。③pH值降低：氢离子的竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解。④增加水中配合剂的含量：天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳
石油烃类污染物在天然水体中的迁移转化
石油烃类污染物在天然水体中的迁移转化 成员：王逸夫、袁康庄、汤明亮、张书浩 一、绪论 石油地质组成复杂，主要包括饱和与不饱和烃、芳烃类化合物、沥青质、树脂类等。 石油的开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故，以及含油废水的排放、污水灌溉、各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列石油污染问题。石油烃是由碳氢化合物组成的复杂混合体，没有明显的总体特征，主要由烃类组成，目前对环境污染构成威胁的主要分为(1)烷烃，可分为直链烃、支链烃和环烃；(2)芳烃、多环芳烃。 石油烃中不同的馏分会对人类和动植物产生不同影响。 当石油类污染发生时，污染物往往不是单一组分，而是多种污染物共存的复合污染，各组份间往往会发生各种相互作用，并对水体的迁移转化过程产生影响，如不同组分在含水层介质的吸附上，往往会发生竞争吸附，从而改变部分组分的迁移性和生物降解特性。以往对于复合污染物迁移转化研究主要集中在多环芳烃类（芘、萘、菲），以及苯系物（BTEX）的复合污染等，组分之间从分子结构、化学性质、作用机制方面均具有一定的相似性，而对组分种类、理化性质、作用机制差别较大的芳香烃和氯代烷烃复合污染所开展的研究则较少，此类复合污染物对地下水的污染机制和在地下水中的迁移转化机理尚不明确，诸如地下水中多组分竞争吸附规律、含水层介质中有机质对污染物吸附作用机理、污染场地包气带、含水层微生物多样性等。 由于资料匮乏，以及关于石油烃类污染物在水体中效应的研究不够完善，并且石油类污染物一般相对集中在特定区域的地下水、废水、以及水体沉积物中。故本文主要对这三种环境中的石油烃污染物的迁移转化机理进行论述和总结。 二、浅层地下水中石油烃污染物迁移转化机理 1.迁移转化方式 当芳香烃、氯代烷烃污染物进入地下水系统后，所发生的迁移转化作用主要包括对流弥散、吸附、降解、挥发等几个过程。污染物的迁移转化作用除受自身特性 影响外，同时受污染场地的地下水环境因素、地质、水文地质条件等要素的影响。 目前国内外关于有机污染物在地下水中的迁移转化机理研究主要集中在吸附作用 和生物降解作用两方面。 弥散迁移，又称水动力弥散，研究单个流体粒子的运动速度偏离于平均渗流速度的效应。当污染物在地下水中存在浓度梯度时，污染物粒子将受到扩散作用的影 响，但与对流作用相比，扩散项通常非常小，只有当流速极低时，扩散作用影响才 会显现。 吸附作用：孔隙介质中含有溶解某种物质的地下水时，该溶质会受到静电或化学力的作用离开溶剂，并被固定于空隙介质固体基质的表面或内部，这个过程称为 吸附作用。固体对溶质的亲和吸附作用主要分为三种基本作用力，通过静电引力和 范德华力引起的吸附作用叫物理吸附；通过固体表面和溶质之间化学键力引起的吸 附称为化学吸附，而介质对污染物的吸附往往是多种吸附共同作用的结果。有机物 在土壤上的吸附，主要分为两部分，一部分被矿物质吸附，另一部分被有机质吸附。 由于土壤中矿物质颗粒通常具有极性，在水溶液中发生偶极作用，使水分子在极性 作用下同有机污染物发生竞争吸附，占据矿物颗粒表面的吸附位，非极性的有机物 则较难与矿物质结合，因此有机质对污染物的吸附起到了更加主要的作用。
2.1污染物在大气中的迁移
第二章：大气环境化学 “我们离不开大气，如同鱼儿离不开水”——一个成年人每天需要10—12立方的空气（13kg），是每天摄取食物的10倍，是饮用水的3-4倍，一个人可以几天不饮水、不取食，但是不能几分钟不呼吸空气。 大气环境化学主要研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在状态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规律，探讨大气污染对自然环境的影响等。 当前国际三大热门环境话题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内。重点内容: （1）污染物在大气中的迁移 ?气象基础：大气垂直分层、气象要素、气温绝热变化、大气稳定度、大气混合层 ?污染物迁移影响因素：混合层、地形、逆温、山谷风、海陆风等 ?污染物迁移的数学模式：推导与应用 （2）污染物在大气中的转化 ?光化学反应基础 ?自由基反应和来源 ?氮氧化物和碳氢化合物、硫氧化合物的转化 （3）几种代表性的大气环境污染问题 ?酸雨 ?温室效应 ?臭氧层损耗 第一节、污染物在大气中的迁移 迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。 原因：空气运动形成风，风的形成主要是由于温度差异引起的。所以大气中温度的差异是空气运动的动力源。 一、大气垂直分层 1962年WMO（世界气象组织），根据大气的化学成分和物理性质在垂直方
向的差异，分为五层：对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。 1、对流层 平均厚度12km,赤道19km，两极8-9km，云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。 特点： （1）气温随高度升高而降低。-0.65℃/100m,所以一般空气上冷下热，易于对流，这一般有利于污染物扩散，但在逆温时，则易于造成污染； （2）空气密度大。整个厚度不大，但集中大气总质量的3/4以及几乎所有的水汽。 （3）天气复杂多变。强烈的对流地表的影响较大，地表状况的不同可能会使对流增强或减弱，甚至形成逆温，风云雨雪等多发生在这一层。 （4）对流层下部1-2km受地面摩擦的影响，具有边界层的性质，其内空气运动呈现湍流形式。由于对流而较好地混合的边界层下部称为混合层。 2、平流层 对流层顶到约50km的地方，为大气圈平流层。平流层基上温度随高度增加而升高。 特点： （1）空气基本无对流，平流运动占显著优势。
无机污染物迁移、转化和归宿
无机污染物进入河流中的迁移、转化和归宿对无机污染物而言，特别是重金属和准金属等污染物，一旦进入水环境，均不能被生物降解，而其他大部分无机污染物经过分解，转化形态之后可以组成生物细胞的成分而被彻底利用，包括无机元素与金属元素。无机污染物（以重金属为主体）主要是以简单的离子、络离子或可溶性分子的形式在水环境中通过一系列物理化学作用，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和转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程。重金属（Hg、Cd等）在迁移过程中可富集于底泥，成为长期潜在的有害污染源或通过食物链富集。 污染物在迁移转化的过程中，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影响。简单的内部因素可主要为组成化合物的能力、形成不同价位离子的能力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力。一般来说，由共价键结合的污染物容易进行气迁移；由离子键结合容易进行水迁移。外部因素主要指环境的酸碱环境、氧化还原条件、交替种类以及数量和性质等。如酸性环境有利于钙、锶、钡、锌、镉等迁移；碱性环境则有利于硒、钼和五价钒的迁移。氧化条件有利于铬、钒、硫的迁移；还原环境有利于铁、锰等的迁移。 从微生物的角度以及水体溶解氧的情况（水体复氧及耗氧）来分析无机污染物进入河流的迁移转化问题，我们需要考虑到，在河流表层部分，溶解氧较充足，处于较高的氧化还原电位，主要存在好养性微生物，其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-；在中间部分，溶解氧相对较少，是一个兼型层，兼有氧化和还原作用，主要由兼性微生物生存；在底层，水体处于还原环境，其元素都将以还原形态存在，碳还原成CH4，氮形成NH4＋，硫形成H2S，铁形成可溶性Fe2+。在相应微生物作用下，完成相应元素的物质循环。 综上分析，污染物的转化，往往与迁移相伴进行，并且实现污染物迁移的途径是彼此相互作用的，是一个统一体，并不能将其独立开来，对于自净体系而言，无机污染物迁移转化的过程较为复杂，下图简以说明。
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。每人每天带进污水中的氮约50g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水，而施入农田的化肥有50%～80%流入江河、湖海和地下水体中。 藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所需的氮、磷等营养物质释放到水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，水体富营养化后，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其
大气污染物在环境中的迁移转化
2-6 大气污染物在环境中的迁移转化 本节主要讨论大气污染物在进入大气环境后的常见去除方式：一般首先通过风力扩散、气流扩散、沉降等因素作迁移运动；同时在适当条件下发生各种转化反应。这也是大气环境具有自净能力的一种表现。
一、扩散迁移 1、风力扩散：大气作水平运动形成风。 风力：是水平气压梯度力、摩擦力、由地球自转产生的偏向力、空气的惯性离心力这四种水平方向力的合力。 描述风力的两个重要因素：风力大小：风速（m/s）； 风向：习惯上将风的来向定为风向。 风对污染物的扩散迁移作用： 对污染物的冲淡稀释作用，稀释程度主要取决于风速； 对污染物的整体输送作用，使污染物向下风向扩散； 总之，风越大，污染物沿下风向扩散稀释得越快。
2、气流扩散 气流：指垂直方向流动的空气。它关系到污染物在垂直方向的扩散迁移。 气流的发生和强弱与大气稳定度有关。稳定大气不产生对流；大气稳定度越差，对流越剧烈，则污染物在纵向的扩散稀释越快。
大气除了整体水平运动外，还存在着极不规则的三维的小尺度的次生运动或旋涡运动，称作大气湍流。表现为气流的速度和方向随时间和空间位置的不同呈随机变化。 当污染物由污染源排入大气时，高浓度部分污染物由于湍流混合，不断被清洁空气渗入，同时又无规则的分散到其他方向上去，使污染物不断被稀释冲淡。 当大气处于稳定状态时，湍流受到限制，大气不易产生对流——大气对污染物的扩散能力很弱；逆温条件时就极难扩散；而不稳定大气，空气对流很少阻碍，湍流可以成功发展，对污染物扩散稀释能力很强。
3、大气稳定度与污染物扩散的关系： ⑴大气稳定度：是指在垂直方向大气的稳定程度，表达大气在垂直方向上的对流运动强弱。 大气的气流状况在很大程度上取决于近地层大气的垂直温度分布。描述大气的垂直温度分布的指标： 气温垂直递减率（r）：在垂直于地表方向上，大气环境温度随高度上升的递减率。一般情况下，对流层内气温垂直递减率的平均值约为0.65℃/100m。