有機污染物的環(huán)境行為和歸趨模式ppt課件

1、第四章第四章 有機污染物的環(huán)境行為和歸趨模式有機污染物的環(huán)境行為和歸趨模式 化學(xué)品運輸、銷售、處置化學(xué)品運輸、銷售、處置 中國生產(chǎn)化學(xué)品已超過中國生產(chǎn)化學(xué)品已超過4500045000多種，每年進出口化學(xué)多種，每年進出口化學(xué)品種類達品種類達30003000余種。余種。 除少數(shù)品種外，對進入環(huán)境中的絕大部分化學(xué)物質(zhì)，除少數(shù)品種外，對進入環(huán)境中的絕大部分化學(xué)物質(zhì)，特別是有毒有害有機化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的行為光解、水特別是有毒有害有機化學(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。可能產(chǎn)生的潛在危

2、害迄今知之甚少。有機毒害污染物環(huán)境行為和歸趨模式有機毒害污染物環(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、慢性毒性生物積累性、三致致癌、致畸、致突變作用、慢性毒性 有機物有機物毒性大小、分解速度毒性大小、分解速度 持久性持久性( (難分解難分解) )有機污染物有機污染物- 優(yōu)先污染物優(yōu)先污染物禁用或嚴格控制禁用或嚴格控制 （持久性的毒害有機物按難降解的程度、毒（持久性的毒害有機物按難降解的程度、毒性大小、用量和使用方式等方面進行篩選并嚴加控制。性大小、用量和使用方式等方面進行篩選并嚴加控制。有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式預(yù)測性的模式預(yù)測性的模式 （1 1表征化合物固

3、有性質(zhì)的參數(shù)如化合物溶解度、蒸表征化合物固有性質(zhì)的參數(shù)如化合物溶解度、蒸氣壓、辛醇氣壓、辛醇- -水分配系數(shù)、消光系數(shù)以及速率常數(shù)等）。水分配系數(shù)、消光系數(shù)以及速率常數(shù)等）。 （2 2表征環(huán)境特征所測量的參數(shù)如水流量、流速、表征環(huán)境特征所測量的參數(shù)如水流量、流速、pHpH值、沉積物和水的質(zhì)量比、水溫、風(fēng)速、細菌總數(shù)、光強值、沉積物和水的質(zhì)量比、水溫、風(fēng)速、細菌總數(shù)、光強等等) )。 模式適用于廣泛的化合物和不同類型的環(huán)境模式適用于廣泛的化合物和不同類型的環(huán)境 有機毒害污染物環(huán)境行為有機毒害污染物環(huán)境行為 （預(yù)測水體污染物歸趨模式）遷移、轉(zhuǎn)化過程- 負載過程輸入過程）、 形態(tài)過程、 遷移過程、

4、轉(zhuǎn)化過程、生物累積過程負載過程輸入過程） 污水排放、大氣沉降以及陸地徑流引入有機化合物至天然水體的過程。有機毒害污染物環(huán)境行為有機毒害污染物環(huán)境行為形態(tài)過程形態(tài)過程 酸堿平衡酸堿平衡 吸附作用吸附作用遷移過程遷移過程 沉淀沉淀- -溶解作用溶解作用 對流作用對流作用 揮發(fā)作用揮發(fā)作用 沉積作用沉積作用 有機毒害污染物環(huán)境行為有機毒害污染物環(huán)境行為轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化過程 生物降解作用生物降解作用 光解作用光解作用 水解作用水解作用 氧化還原作用氧化還原作用生物累積過程生物累積過程 生物濃縮、放大作用生物濃縮、放大作用 有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式- -基本假定基本假定1. 獨立遷移轉(zhuǎn)化

5、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反應(yīng)過程總速率也是一級反應(yīng)）。2. 有機物的存在不改變環(huán)境參數(shù) 3. 吸附速率大于揮發(fā)和各種轉(zhuǎn)化的速率 有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式歸趨模式建立過程歸趨模式建立過程（1 1水環(huán)境消失速率計算有機物轉(zhuǎn)化、揮發(fā)過程；水環(huán)境消失速率計算有機物轉(zhuǎn)化、揮發(fā)過程；（2 2研究吸附過程對有機物消失過程的影響；研究吸附過程對有機物消失過程的影響；（3 3）（水生生態(tài)系統(tǒng)考慮有機物輸入、稀釋以及從系統(tǒng)）（水生生態(tài)系統(tǒng)考慮有機物輸入、稀釋以及從系統(tǒng)中輸出的中輸出的 速率，計算系統(tǒng)內(nèi)的濃度和半衰期。速率，計算系統(tǒng)內(nèi)的濃度和

6、半衰期。一、有機物轉(zhuǎn)化和揮發(fā)消失速率一、有機物轉(zhuǎn)化和揮發(fā)消失速率 消失的總速率消失的總速率RTRT為過程消失速率為過程消失速率RiRi之和。之和。 RT = Ri = KiEiC RT = Ri = KiEiC有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式轉(zhuǎn)化轉(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有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式- -吸附過程吸附過程 （有機化合物濃度很低有機污染物在水與

7、顆粒物沉積物或生物群之間分配-分配系數(shù)Kp Kp = Cs /Cw -（1） （水體有機物污染物在水與顆粒物之間平衡時） 有機物污染物總濃度： CT = Csp+ Cw -（2） 有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式- -吸附過程吸附過程 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 + 1ln2 / KT 有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式- -穩(wěn)態(tài)濃度穩(wěn)態(tài)濃度 （消失

8、總速率為（消失總速率為RLRL RT RT轉(zhuǎn)化過程和揮發(fā)過程消失總速率轉(zhuǎn)化過程和揮發(fā)過程消失總速率RT RT ） + + 稀釋速率稀釋速率(RD) (RD) + + 輸出速率輸出速率(RO) (RO) 當當RIRI輸入輸入 速率等于速率等于RLRL消失總速率時，有機消失總速率時，有機毒物達到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。毒物達到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。 RI = RL = RT + RD + RO RI = RL = RT + RD + RO 穩(wěn)態(tài)濃度穩(wěn)態(tài)濃度 DTpTIRRcpKKR01TPDOIssTKPKRRRC) 1(分配系數(shù)分配系數(shù) 有機物在沉積物(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

9、毒物在水中的溶解度SW。 有機化合物在土壤沉積物中的吸附- (1) 分配作用 (2) 吸附作用分配系數(shù)分配系數(shù)- -標化分配系數(shù)標化分配系數(shù)標化分配系數(shù) KOC = KP /XOC （考慮到顆粒物大小影響），分配系數(shù)Kp KP = KOC 0.21-fXSOC + f XfOC 式中： f為細顆粒的質(zhì)量分數(shù); XSOC為粗沉積物組分的有機碳含量; XfOC為細沉積物組分的有機碳含量。 KOC與憎水有機物在辛醇-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 0.670lgSW103 / M）分配系數(shù)生物濃縮因子分配系數(shù)生物濃縮因子(BCF)(BCF) BCF或KB 有機物在生物體內(nèi)濃度與水中該有機物濃度之比 BCF測量平衡法、動力學(xué)的方法例: 有機化合物在虹鱒肌肉中的logBCF與logKOW有關(guān) logBCF）= 0.542logKOW + 0.124 logBCF與溶解度相關(guān) 虹鱒： logBCF）= -0.802logSW 0.497有機毒害污染物歸趨模式有機毒害污染物歸趨模式揮發(fā)作用揮發(fā)作用 （有機物質(zhì)溶解態(tài)（有機物質(zhì)溶解態(tài)氣相氣相 揮發(fā)速率依賴于毒害有機物質(zhì)的性質(zhì)和水體的特征。揮發(fā)速率依賴于毒害有機物質(zhì)的性質(zhì)和水體的特征。水解作用水解作用 水解速率與水解速率與pHpH有關(guān)有關(guān)光解作用光解作用