有機(jī)污染物的環(huán)境行為和歸趨模式.ppt

1,第四章 有機(jī)污染物的環(huán)境行為和歸趨模式,化學(xué)品運(yùn)輸、銷售、處置 中國生產(chǎn)化學(xué)品已超過45000多種，每年進(jìn)出口化學(xué)品種類達(dá)3000余種。 除少數(shù)品種外，對(duì)進(jìn)入環(huán)境中的絕大部分化學(xué)物質(zhì)，特別是有毒有害有機(jī)化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的行為（光解、水解、微生物降解、揮發(fā)、生物富集、吸附、淋溶等）及其可能產(chǎn)生的潛在危害迄今知之甚少。,2,有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為和歸趨模式,生物積累性、三致（致癌、致畸、致突變）作用、慢性毒性 有機(jī)物毒性大小、分解速度 持久性(難分解)有機(jī)污染物- 優(yōu)先污染物禁用或嚴(yán)格控制 （持久性的毒害有機(jī)物）按難降解的程度、毒性大小、用量和使用方式等方面進(jìn)行篩選并嚴(yán)加控制。,3,有機(jī)毒害污染物歸趨模式,預(yù)測(cè)性的模式 （1）表征化合物固有性質(zhì)的參數(shù)（如化合物溶解度、蒸氣壓、辛醇-水分配系數(shù)、消光系數(shù)以及速率常數(shù)等）。 （2）表征環(huán)境特征所測(cè)量的參數(shù)（如水流量、流速、pH值、沉積物和水的質(zhì)量比、水溫、風(fēng)速、細(xì)菌總數(shù)、光強(qiáng)等)。 模式適用于廣泛的化合物和不同類型的環(huán)境,4,有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為,（預(yù)測(cè)水體污染物歸趨模式） 遷移、轉(zhuǎn)化過程- 負(fù)載過程（輸入過程）、 形態(tài)過程、 遷移過程、 轉(zhuǎn)化過程、生物累積過程 負(fù)載過程（輸入過程） 污水排放、大氣沉降以及陸地徑流引入有機(jī)化合物至天然水體的過程。,5,有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為,形態(tài)過程 酸堿平衡 吸附作用 遷移過程 沉淀-溶解作用 對(duì)流作用 揮發(fā)作用 沉積作用,6,有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為,轉(zhuǎn)化過程 生物降解作用 光解作用 水解作用 氧化還原作用 生物累積過程 生物濃縮、放大作用,7,有機(jī)毒害污染物歸趨模式-基本假定,1. 獨(dú)立遷移轉(zhuǎn)化過程研究 （1）單一過程從水環(huán)境消失速率之和為消失總速率 （2）每種過程速率為一級(jí)反應(yīng)過程（總速率也是一級(jí)反應(yīng)）。 2. 有機(jī)物的存在不改變環(huán)境參數(shù) 3. 吸附速率大于揮發(fā)和各種轉(zhuǎn)化的速率,8,有機(jī)毒害污染物歸趨模式,歸趨模式建立過程 （1）水環(huán)境消失速率計(jì)算有機(jī)物轉(zhuǎn)化、揮發(fā)過程； （2）研究吸附過程對(duì)有機(jī)物消失過程的影響； （3）（水生生態(tài)系統(tǒng)）考慮有機(jī)物輸入、稀釋以及從系統(tǒng)中輸出的 速率，計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的濃度和半衰期。 一、有機(jī)物轉(zhuǎn)化和揮發(fā)消失速率 消失的總速率RT為過程消失速率Ri之和。 RT = Ri = KiEiC,9,有機(jī)毒害污染物歸趨模式轉(zhuǎn)化,RT = Ri = KiC= KTC KT = Ki = KVM + Kb + Kp + Kh KVM-揮發(fā)速率常數(shù) Kb-生物降解速率常數(shù) Kp-光解速率常數(shù) Kh-水解速率常數(shù) 污染物消失的半衰期 t1/2 = ln2 / KT,10,有機(jī)毒害污染物歸趨模式-吸附過程,（有機(jī)化合物濃度很低）有機(jī)污染物在水與顆粒物（沉積物或生物群）之間分配-分配系數(shù)Kp Kp = Cs /Cw -（1） （水體有機(jī)物污染物在水與顆粒物之間平衡時(shí)） 有機(jī)物污染物總濃度： CT = Csp+ Cw -（2）,11,有機(jī)毒害污染物歸趨模式-吸附過程,將（2）式代入（1）得 Cw / CT = 1/（Kpp + 1）-（3） 水顆粒物體系，有機(jī)物在水體中的濃度Cw為 Cw = CT /（Kpp + 1）-（4） 將（4）式代入（3）得 RT = KTCT/（Kpp + 1） 顆粒物的吸附半衰期 t1/2 = （Kpp + 1）ln2 / KT,12,有機(jī)毒害污染物歸趨模式-穩(wěn)態(tài)濃度,（消失）總速率為RL RT（轉(zhuǎn)化過程和揮發(fā)過程消失總速率RT ） + 稀釋速率(RD) + 輸出速率(RO) 當(dāng)RI（輸入 速率）等于RL（消失總速率）時(shí)，有機(jī)毒物達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。 RI = RL = RT + RD + RO 穩(wěn)態(tài)濃度,13,分配系數(shù),有機(jī)物在沉積物(或土壤)與水之間的分配系數(shù)Kp，在生物群與水之間的分配系數(shù)KB和有機(jī)毒物在水中的溶解度SW。 有機(jī)化合物在土壤（沉積物）中的吸附- (1) 分配作用 (2) 吸附作用,14,分配系數(shù)-標(biāo)化分配系數(shù),標(biāo)化分配系數(shù) KOC = KP /XOC （考慮到顆粒物大小影響），分配系數(shù)Kp KP = KOC 0.2（1-f）XSOC + f XfOC 式中： f為細(xì)顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù); XSOC為粗沉積物組分的有機(jī)碳含量; XfOC為細(xì)沉積物組分的有機(jī)碳含量。 KOC與憎水有機(jī)物在辛醇-水分配系數(shù)KOW的相關(guān)關(guān)系 KOC = 0.63KOW 辛醇-水分配系數(shù)KOW和溶解度的關(guān)系 lg KOW = 5.00 0.670lg（SW103 / M）,15,分配系數(shù)生物濃縮因子(BCF),BCF或KB 有機(jī)物在生物體內(nèi)濃度與水中該有機(jī)物濃度之比 BCF測(cè)量平衡法、動(dòng)力學(xué)的方法 例: 有機(jī)化合物在虹鱒肌肉中的logBCF與logKOW有關(guān) log（BCF）= 0.542logKOW + 0.124 log（BCF）與溶解度相關(guān) 虹鱒： log（BCF）= -0.802logSW 0.497,16,有機(jī)毒害污染物歸趨模式,揮發(fā)作用 （有機(jī)物質(zhì)）溶解態(tài)氣相 揮發(fā)速率依賴于毒害有機(jī)物質(zhì)的性質(zhì)和水體的特征。 水解作用 水解速率與pH有關(guān) 光解作用 （1）直接光解 （2）敏化反應(yīng) （3）氧化過程,17,生物降解作用,生物降