第八章天然水中的有機(jī)物

雷p.215第八章天然水中的有機(jī)物第一節(jié)概述第二節(jié)

天然水的耗氧有機(jī)物第三節(jié)水中持久性有機(jī)污染物的生物富集2005.03DLFU

一、有機(jī)物的分類(lèi)

二、反映有機(jī)物含量的水質(zhì)參數(shù)

第一節(jié)概述2005.03DLFU（一）按分散狀態(tài)分類(lèi)（二）按對(duì)水質(zhì)影響和危害方式分類(lèi)（三）按化學(xué)成分特性分類(lèi)一、水中有機(jī)物的分類(lèi)2005.03DLFU（一）按分散狀態(tài)分類(lèi)

1.顆粒狀有機(jī)物——φ0.45μmPOM2.溶解性有機(jī)物

DOM（二）按對(duì)水質(zhì)影響和危害方式分類(lèi)

1.耗氧有機(jī)物

2.有毒有機(jī)污染物（持久性有機(jī)污染物）2005.03DLFU耗氧有機(jī)物

（oxygen-demandingorganicmatters,

oxygen-consumedorganicmatter）分解時(shí)消耗水中溶解氧的有機(jī)物。

2005.03DLFU持久性有機(jī)物

（persistentorganicpollutants）通常分為三類(lèi)：一是人類(lèi)生產(chǎn)的殺蟲(chóng)劑和有機(jī)氯類(lèi)農(nóng)藥；二是以多氯聯(lián)苯為代表的工業(yè)產(chǎn)品；三是自然界中不存在、純粹由人類(lèi)工業(yè)或者其他活動(dòng)而產(chǎn)生的物質(zhì)，如二惡英等。具有長(zhǎng)期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性、能夠在大氣環(huán)境中長(zhǎng)距離遷移并能沉積到地球，對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī)物質(zhì)，簡(jiǎn)稱(chēng)Pops。2005.03DLFU難降解的有毒有機(jī)污染物（持久性有機(jī)污染物）

污染危害主要通過(guò)在水生食物鏈中的傳遞和積累而實(shí)現(xiàn)2005.03DLFU（三）按化學(xué)成分特性分類(lèi)1.碳水化合物2.含氮有機(jī)化合物(DON)3.類(lèi)脂化合物4.維生素5.其它簡(jiǎn)單有機(jī)化合物6.腐殖質(zhì)2005.03DLFU二、反映有機(jī)物含量的水質(zhì)參數(shù)

1.生化需氧量（BOD）2.化學(xué)需氧量(COD)

3.總需氧量(TOD)

4.總有機(jī)碳(TOC)

2005.03DLFU生物需氧量

BOD(biologicaloxygendemand)

干擾因素溫度、時(shí)間、光照、菌種、稀釋在好氧條件下，1升水中微生物分解有機(jī)物過(guò)程中消耗溶解氧的量。是可降解有機(jī)物含量的間接表示法。2005.03DLFU規(guī)定：20℃時(shí)，5天內(nèi)水中有機(jī)物在微生物作用下所消耗溶解氧的量，稱(chēng)五日生化需氧量，記作BOD5。單位：毫克/升。此指標(biāo)可用作檢驗(yàn)水體污染程度、治理效果與水質(zhì)好壞的重要依據(jù)。2005.03DLFU化學(xué)需氧量

COD(chemicaloxygendemand)

在一定條件下，用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量或相當(dāng)于氧的量。它表示水樣中還原性物質(zhì)的指標(biāo)，還原性物質(zhì)有：各種有機(jī)物，硫化物等。除特殊水樣外，主要是有機(jī)物。所以通常以COD作為衡量有機(jī)物相對(duì)含量進(jìn)行比較的指標(biāo)，故養(yǎng)殖水體中，把COD當(dāng)作有機(jī)物耗氧量.

2005.03DLFU化學(xué)需氧量

COD(chemicaloxygendemand)

（1）CODCr——酸式法（2）CODMn——a,酸式法—

b,堿式法—海水

*高錳酸鹽指數(shù)2005.03DLFUCOD定量方法受什么影響？

氧化劑種類(lèi)與濃度、氧化溫度與時(shí)間、或在一定條件下因有機(jī)物種類(lèi)與濃度不同，其氧化率亦有不同。2005.03DLFU在選擇測(cè)定方法時(shí)應(yīng)注意什么？①要了解有機(jī)物含量的相對(duì)比較值時(shí)，不必要求氧化率很高，以采用操作簡(jiǎn)便而再現(xiàn)性好的方法。②要盡可能表示有機(jī)物總量指標(biāo)時(shí)，須選擇氧化率盡量高的方法。③對(duì)含有懸浮有機(jī)物定量時(shí)，要使其氧化，須選強(qiáng)氧化條件。KMnO4法氧化率低但簡(jiǎn)便，適用①K2Cr2O7法氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于②，③2005.03DLFU

BOD氧化不如COD氧化徹底,所以BOD值<COD值。BOD是唯一能反映水體中可生化有機(jī)物含量的指標(biāo)。清潔水中：COD1mg/L；BOD2mg/L工業(yè)廢水：COD100mg/L；BOD60mg/L

2005.03DLFU總需氧量TOD

（totaloxygendemand）

水體中有機(jī)物完全氧化所需的氧量。是在特殊的燃燒器中，以鉑為催化劑，于900℃下將有機(jī)物燃燒氧化所消耗氧的量，該測(cè)定結(jié)果比COD更接近理論需氧量。

TOD包括全部穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的有機(jī)污染物的需氧總量，比COD和BOD更接近理論需氧量。

采用儀器分析2005.03DLFU總有機(jī)碳TOC

（totalorganiccarbon）總有機(jī)碳TOC是以碳的含量表示水中有機(jī)物總量的綜合指標(biāo).TOC指標(biāo)在評(píng)價(jià)水質(zhì)有機(jī)物污染程度中的重大意義.

TOC的測(cè)定類(lèi)似于TOD的測(cè)定。在950℃的高溫下，使水樣中的有機(jī)物氣化燃燒，生成CO2，通過(guò)紅外線(xiàn)分析儀，測(cè)定其生成的CO2之量，即可知總有機(jī)碳量。

國(guó)外用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)總有機(jī)碳（TOC）水質(zhì)自動(dòng)分析儀

2005.03DLFU第二節(jié)天然水的耗氧有機(jī)物

一、耗氧有機(jī)物的種類(lèi)和來(lái)源二、水中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化三、富營(yíng)養(yǎng)化四、腐殖質(zhì)2005.03DLFU一、耗氧有機(jī)物的種類(lèi)和來(lái)源

耗氧有機(jī)物的種類(lèi)碳水化合物脂肪蛋白質(zhì)等分解時(shí)可致溶解氧含量降低，進(jìn)而又被厭氧微生物分解，發(fā)生腐敗，產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨等惡臭物質(zhì)，使水變質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及養(yǎng)殖生產(chǎn)。2005.03DLFU來(lái)源

內(nèi)源---光合作用外源---人為污染物？

天然水的循環(huán)

2005.03DLFU二、水中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化1,有機(jī)物的礦化作用（生物氧化）2005.03DLFU1.有機(jī)物的生物氧化去氫氧化：有機(jī)物在細(xì)菌作用下的氧化絕大部分都是去氫氧化，把有機(jī)物中的氫脫去而放出適當(dāng)?shù)哪芰坑醒跹趸杂坞x的氧分子作為受氫體無(wú)氧氧化在缺氧的條件下，以氧以外的化合物作為受氫體2005.03DLFU養(yǎng)殖水體有機(jī)物的

好氧分解與厭氧分解

2005.03DLFU當(dāng)水中溶解氧含量豐富時(shí)，溶解氧可作為氧化劑，有機(jī)物可以得到徹底的氧化分解，最終產(chǎn)物對(duì)水生生物基本無(wú)毒：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2→106CO2+16HNO3+122H2O+H3PO4

2005.03DLFU在缺氧條件下，有機(jī)物氧化分解不完全，會(huì)產(chǎn)生對(duì)水生生物無(wú)益甚至有害的物質(zhì)。如當(dāng)溶氧耗盡，以NO3-作為氧化劑時(shí)，有機(jī)物的氧化分解將在厭氣菌的作用下發(fā)生脫氮反應(yīng)，降低池水的肥力：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+84.8HNO3→106CO2+42.4N2+148.4H2O+16NH3+H3PO4

若水中尚含有足量的NO3-，則NH3可以繼續(xù)被氧化，發(fā)生脫氮反應(yīng)：5NH3+3HNO3→4N2+9H2O2005.03DLFU若水中NO3-也被消耗盡，有機(jī)物便以SO42-作為氧化劑，通過(guò)厭氧菌的作用生成對(duì)水生生物有害的NH3與H2S：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+53H2SO4→106CO2+53H2S+16NH3

2005.03DLFU

1,有機(jī)物的礦化作用（生物氧化）發(fā)酵2005.03DLFU水環(huán)境內(nèi)

有機(jī)物

氧化降解

對(duì)電子受體

反應(yīng)順序2005.03DLFU三、富營(yíng)養(yǎng)化

引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因和危害氮、磷、生源有機(jī)物進(jìn)入水體；過(guò)度富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)降低水體使用價(jià)值，水有腥臭味，水產(chǎn)品質(zhì)量降低，生物種類(lèi)減少。天然水體中藻類(lèi)進(jìn)行光合作用，通式為：106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H++能量+微量元素

C106H263N16P1＋138O2

2005.03DLFU四、水體中腐殖質(zhì)（humus）動(dòng)植物殘?bào)w經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)化又重新聚合的復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)。是水和沉積物中有機(jī)質(zhì)的主要成分。水體中的腐殖質(zhì)多為富啡酸。其分解、轉(zhuǎn)化和聚合的最終產(chǎn)物相當(dāng)穩(wěn)定，可以抵御微生物的進(jìn)一步分解并在沉積物中保存下來(lái)。2005.03DLFU第三節(jié)水中持久性有機(jī)污染物的

生物富集一、生物富集系數(shù)fBC

持久性有機(jī)污染物在生物機(jī)體中的濃度（或含量）該污染物在生物周?chē)h(huán)境中的濃度生物積累—指同一生物個(gè)體在生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段生物富集系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象；生物放大—指在同一食物鏈上，生物富集系數(shù)從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)逐級(jí)增加的現(xiàn)象。2005.03DLFU薊運(yùn)河水生生態(tài)系統(tǒng)

DDT和六六六的累積情況

（1970年代中期）水或生物DDT含量富集系數(shù)666含量富集系數(shù)備注水0.00006—0.0018—浮游生物1.632.7×1040.56311表觀富集系數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物1.562.6

×1040.83461草食性魚(yú)類(lèi)1.071.8×1040.74411

雜食性魚(yú)類(lèi)5.879.8×1041.04578肉食性魚(yú)類(lèi)4.227.0×1040.44244水鳥(niǎo)2.634.4×10411.5464002005.03DLFU二、影響生物富集的因素１，污染物的性質(zhì)＊有機(jī)化合物的降解性＊脂溶性和水溶性２，生物特性＊生物種類(lèi)—物質(zhì)組成＊生長(zhǎng)特性

PCBs在魚(yú)體