有機(jī)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(jī)污染物的環(huán)境行為和歸趨模式有機(jī)污染物的環(huán)境行為和歸趨模式 化學(xué)品運(yùn)輸、銷售、處置化學(xué)品運(yùn)輸、銷售、處置 中國(guó)生產(chǎn)化學(xué)品已超過(guò)中國(guó)生產(chǎn)化學(xué)品已超過(guò)4500045000多種，每年進(jìn)出口化學(xué)多種，每年進(jìn)出口化學(xué)品種類達(dá)品種類達(dá)30003000余種。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)，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?？赡墚a(chǎn)生的潛在危

2、害迄今知之甚少。有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為和歸趨模式有機(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、慢性毒性生物積累性、三致致癌、致畸、致突變作用、慢性毒性 有機(jī)物有機(jī)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(jī)污染物有機(jī)污染物- 優(yōu)先污染物優(yōu)先污染物禁用或嚴(yán)格控制禁用或嚴(yán)格控制 （持久性的毒害有機(jī)物按難降解的程度、毒（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。性大小、用量和使用方式等方面進(jìn)行篩選并嚴(yán)加控制。有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式預(yù)測(cè)性的模式預(yù)測(cè)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?xì)鈮?、辛? -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(cè)量的參數(shù)如水流量、流速、表征環(huán)境特征所測(cè)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(xì)菌總數(shù)、光強(qiáng)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(jī)毒害污染物環(huán)境行為有機(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(guò)程- 負(fù)載過(guò)程輸入過(guò)程）、 形態(tài)過(guò)程、 遷移過(guò)程、

4、轉(zhuǎn)化過(guò)程、生物累積過(guò)程負(fù)載過(guò)程輸入過(guò)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(guò)程。有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為形態(tài)過(guò)程形態(tài)過(guò)程 酸堿平衡酸堿平衡 吸附作用吸附作用遷移過(guò)程遷移過(guò)程 沉淀沉淀- -溶解作用溶解作用 對(duì)流作用對(duì)流作用 揮發(fā)作用揮發(fā)作用 沉積作用沉積作用 有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為有機(jī)毒害污染物環(huán)境行為轉(zhuǎn)化過(guò)程轉(zhuǎn)化過(guò)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(guò)程生物累積過(guò)程 生物濃縮、放大作用生物濃縮、放大作用 有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式- -基本假定基本假定1. 獨(dú)立遷移轉(zhuǎn)化

5、過(guò)程研究 （1單一過(guò)程從水環(huán)境消失速率之和為消失總速率 （2每種過(guò)程速率為一級(jí)反應(yīng)過(guò)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 有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式歸趨模式建立過(guò)程歸趨模式建立過(guò)程（1 1水環(huán)境消失速率計(jì)算有機(jī)物轉(zhuǎn)化、揮發(fā)過(guò)程；水環(huán)境消失速率計(jì)算有機(jī)物轉(zhuǎn)化、揮發(fā)過(guò)程；（2 2研究吸附過(guò)程對(duì)有機(jī)物消失過(guò)程的影響；研究吸附過(guò)程對(duì)有機(jī)物消失過(guò)程的影響；（3 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)）（水生生態(tài)系統(tǒng)考慮有機(jī)物輸入、稀釋以及從系統(tǒng)中輸出的中輸出的 速率，計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的濃度和半衰期。速率，計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的濃度和

6、半衰期。一、有機(jī)物轉(zhuǎn)化和揮發(fā)消失速率一、有機(jī)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(guò)程消失速率為過(guò)程消失速率RiRi之和。之和。 RT = Ri = KiEiC RT = Ri = KiEiC有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)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(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式- -吸附過(guò)程吸附過(guò)程 （有機(jī)化合物濃度很低有機(jī)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(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） 有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式- -吸附過(guò)程吸附過(guò)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 + 1ln2 / KT 有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)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(guò)程和揮發(fā)過(guò)程消失總速率轉(zhuǎn)化過(guò)程和揮發(fā)過(guò)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(dāng)當(dāng)RIRI輸入輸入 速率等于速率等于RLRL消失總速率時(shí)，有機(jī)消失總速率時(shí)，有機(jī)毒物達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。毒物達(dá)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(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)

9、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) 吸附作用分配系數(shù)分配系數(shù)- -標(biāo)化分配系數(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 0.21-fXSOC + 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 0.670lgSW103 / 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(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) logBCF）= 0.542logKOW + 0.124 logBCF與溶解度相關(guān) 虹鱒： logBCF）= -0.802logSW 0.497有機(jī)毒害污染物歸趨模式有機(jī)毒害污染物歸趨模式揮發(fā)作用揮發(fā)作用 （有機(jī)物質(zhì)溶解態(tài)（有機(jī)物質(zhì)溶解態(tài)氣相氣相 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。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