第二节-水中无机污染物的迁移转化课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章,水环境化学,第三节 有机污染物的迁移转化,1.,分配理论,分配系数,达到分配平衡时，有机物在土壤,有机质和水中含量的比值。,K,p,=,a,/,w,式中：,a,、,w,分别为有机毒物在沉积物,中和水中的平衡浓度。,第三节 水中有机污染物的迁移转化,一、分配作用,标化的分配系数：,K,oc,=K,p,/w,oc,式中：,w,oc,沉积物中有机碳的质量分数。,第三节 水中有机污染物的迁移转化,2.,标化分配系数,K,p,=,a,/,w,考虑颗粒物大小产生的影响：,K,p,=K,oc,0.2,（,1-w,f,）,w,oc,s,+w,f,w,oc,f,式中：,w,f,细颗粒的质量分数（,d50m,）,w,oc,s,粗沉积物组分的有机碳含量,w,oc,f,细沉积物组分的有机碳含量。,K,oc,与辛醇水分配系数,K,ow,的相关性：,K,oc,=0.63 K,ow,式中：,K,ow,辛醇,-,水分配系数,第三节 水中有机污染物的迁移转化,Kow,与有机物在水中溶解度间的关系,：,lgK,ow,=5.00-0.670lg(S,w,10,3,/M),S,w,有机物在水中溶解度,mg/L,M,有机物的分子量,第三节 水中有机污染物的迁移转化,例题：,某有机物分子量为,192,，溶解在含有悬浮物的水体中，若悬浮物中,85%,为细颗粒，有机碳含量为,5%,，其余粗颗粒有机碳含量为,1%,，已知该有机物在水中溶解度为,0.05,mg/L,，那么，其分配系数（,K,p,）就可根据公式计算出：,第三节 水中有机污染物的迁移转化,解,:lgK,ow,=5.00-0.670lg(0.0510,3,/192)=5.39,则,K,ow,=2.46,10,5,K,oc,=0.63 K,ow,=1.55,10,5,K,p,=,1.5510,5,0.2,（,1-0.85,）,(0.01)+0.85,0.05,=6.63,10,3,第三节 水中有机污染物的迁移转化,2005,年,11,月,13,日吉林石化,爆炸现场,第三节 水中有机污染物的迁移转化,松花江沿线，化工厂爆炸对这里造成污染，江边出现死鱼。,第三节 水中有机污染物的迁移转化,污染后松花江航拍图,第三节 水中有机污染物的迁移转化,11,月,25,日，山西新华化工厂的工人在往准备开往哈尔滨的货车上装载活性炭。,二、挥发作用,第三节 水中有机污染物的迁移转化,许多有机物，都具有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健康的影响加速。,挥发作用是有机物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。,二、挥发作用,挥发作用,有机物从溶解态转入气相。,有机物的挥发速率：,式中：,C,溶解相中有机毒物的浓度,K,v,挥发速率常数,K,v,单位时间混合水体的挥发速率常数,Z,水体的混合深度,P,在所研究的水体上面，有机毒物在大气中,的分压,K,H,亨利定律常数,第三节 水中有机污染物的迁移转化,=-K,v,(C-P/K,H,),/Z,=-K,v,(C-P/K,H,),有机物可溶解相分数,w,:,w,=C/C,T,第三节 水中有机污染物的迁移转化,二、挥发作用,=-K,v,(C-P/K,H,),/Z,=-K,v,(C-P/K,H,),=-K,v,C,C,T,/t=-K,v,C=-K,v,w,C,T,=-K,vm,C,T,K,vm,=K,v,w,=K,v,w,/Z,1,亨利定律,P=K,H,C,w,(1),文献中常用的确定亨利定律常数的方法：,K,H,=C,a,/C,w,(2),由,(1),（,2,）得：,K,H,=K,H,/RT=K,H,/(8.31T),=4.110,-4,K,H,(20,),第三节 水中有机污染物的迁移转化,第三节 水中有机污染物的迁移转化,三、水解作用,水解降解反应,有机物在酸或碱的催化作用,下，与水反应生成分子量较小的物质的反应。,RX+H,2,O=ROH+HX,C,R,R,R,X+H,2,O,C,R,R,R,OH+HX,如卤代烃水解：,水解速率,1.,有机化合物的水解平衡及动力学原理,-dRX/dt=K,h,RX,第三节 水中有机污染物的迁移转化,化合物的水解半衰期为：,t,1/2,=0.693/K,h,通常测定水中有机物的水解是一级反应,:,水解速率,:,第三节 水中有机污染物的迁移转化,K,h,=K,A,H,+,+K,N,+K,B,K,w,/H,+,R,H,=K,h,C=,K,A,H,+,+K,N,+K,B,OH,-,C,2.pH,对水解速率的影响,式中：,K,A,、,K,N,、,K,B,分别为酸性、碱性和中性催化过,程的二级反应水解速率常数,第三节 水中有机污染物的迁移转化,水解速率常数：,K,h,=K,A,H,+,+K,N,+K,B,K,w,/H,+,三条切线得到三个交点，,I,AN,、,I,AB,和,I,NB,对于,I,AN,点应满足于：,lgK,h,=lg K,A,pH=lg K,N,pH=lg K,N,lg K,A,=-lg,（,K,N,/K,A,）,对于,I,AB,点应满足于：,lgK,h,=lg K,A,pH=lgK,B,K,w,+pH,pH=-1/2 lg,（,K,B,K,w,/K,A,）,对于,I,NB,点应满足于：,lgK,h,=lgK,B,K,w,+pH=lg K,N,pH=-lg,（,K,B,K,w,/K,N,）,第三节 水中有机污染物的迁移转化,例题,一个有毒化合物排入至,pH=8.4,，,t=25,水体中，已知酸性水解速率常数,K,A,=0,，碱性水解速率常数,K,B,=4.910,-7,L/(d,mol),中性水解速率常数,K,N,=1.6d,-1,请计算化合物的水解速率常数。,解：,K,h,=K,N,+K,A,H,+,+K,B,OH,-,=1.6+0+4.910,-7,(10,-14/,10,-8.4,),1.6 d,-1,第三节 水中有机污染物的迁移转化,第三节 水中有机污染物的迁移转化,四、光解作用,有机物的光降解反应分三类：,1,、直接光解,2,、敏化光解,3,、氧化反应,1.,直接光解,（,1,）水环境中光的吸收作用：,（,2,）光量子产率：,2.,敏化光解（间接光解）,A+h=A*,A*+B=B*+A,B*,产物,第三节 水中有机污染物的迁移转化,3.,氧化反应,A+h=,B,B+C,产物,生物降解,微生物通过酶催化反应分解,有机物。,五、生物降解作用,1.,生长代谢,(growth metabolism),生长代谢,当微生物代谢时，有机物作为,食物源提供能量和提供细胞生,长所需的碳。,第三节 水中有机污染物的迁移转化,第三节 水中有机污染物的迁移转化,以马拉硫磷作为唯一碳源进行生物降解：,五生物降解作用,2.,共代谢,(cometabolism),共代谢,某些有机污染物不能作为微生物的,唯一碳源与能源，必须有另外的化,合物存在提供微生物碳源或能源，,该有机物才能被降解，这种现象称,为共代谢。,第三节 水中有机污染物的迁移转化,第三章 水环境化学,本章小结：,1,、天然水的基本特征：,2,、污染物分布和存在形态：,3,、无机污染物的迁移转化：,（,1,）吸附等温线：,（,2,）溶解和沉淀：,（,3,）氧化,还原：,（,4,）配合作用：,4,、有机污染物的迁移转化：,（,1,）分配作用：,（,2,）挥发作用：,（,3,）水解作用：,（,4,）光解作用,：,（,5,）生物降解作用,第三章 水环境化学,作业：,课本,P261,第,13,、,23,、,29,题。,