第二節(jié)水中無機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

第三章水環(huán)境化學

第三節(jié)有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化1.分配理論分配系數(shù)——達到分配平衡時，有機物在土壤有機質(zhì)和水中含量的比值。

Kp=ρa/ρw

式中：ρa、ρw——分別為有機毒物在沉積物中和水中的平衡濃度。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、分配作用標化的分配系數(shù)：

Koc=Kp/woc

式中：woc——沉積物中有機碳的質(zhì)量分數(shù)。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化2.標化分配系數(shù)Kp=ρa/ρw

考慮顆粒物大小產(chǎn)生的影響：Kp=Koc[0.2（1-wf）wocs+wfwocf]式中：wf—細顆粒的質(zhì)量分數(shù)（d<50μm）

wocs—粗沉積物組分的有機碳含量

wocf—細沉積物組分的有機碳含量。Koc與辛醇水分配系數(shù)Kow的相關(guān)性：Koc=0.63Kow

式中：Kow——辛醇-水分配系數(shù)

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化Kow與有機物在水中溶解度間的關(guān)系：lgKow=5.00-0.670lg(Sw×103/M)Sw—有機物在水中溶解度mg/LM—有機物的分子量

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化例題：某有機物分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中，若懸浮物中85%為細顆粒，有機碳含量為5%，其余粗顆粒有機碳含量為1%，已知該有機物在水中溶解度為0.05mg/L，那么，其分配系數(shù)（Kp）就可根據(jù)公式計算出：

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化解:lgKow=5.00-0.670lg(0.05×103/192)=5.39則Kow=2.46×105

Koc=0.63Kow=1.55×105Kp=1.55×105[0.2（1-0.85）(0.01)+0.85×0.05]=6.63×103

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化水體有機污染案例：2005年11月13中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生爆炸事故后松花江水環(huán)境污染的問題。

事故產(chǎn)生的主要污染物為苯、苯胺和硝基苯等有機物。事故區(qū)域排出的污水主要進入松花江；超標的污染物主要是硝基苯和苯，屬于重大環(huán)境污染事件。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化2005年11月13日吉林石化爆炸現(xiàn)場

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化松花江沿線，化工廠爆炸對這里造成污染，江邊出現(xiàn)死魚。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化污染后松花江航拍圖

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化11月25日，山西新華化工廠的工人在往準備開往哈爾濱的貨車上裝載活性炭。二、揮發(fā)作用

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

許多有機物，都具有揮發(fā)性，從水中揮發(fā)到大氣中后，其對人體健康的影響加速。

揮發(fā)作用是有機物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的一種重要遷移過程。二、揮發(fā)作用揮發(fā)作用——有機物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相。有機物的揮發(fā)速率：式中：C——溶解相中有機毒物的濃度

Kv——揮發(fā)速率常數(shù)

Kv’——單位時間混合水體的揮發(fā)速率常數(shù)

Z——水體的混合深度

P——在所研究的水體上面，有機毒物在大氣中的分壓

KH——亨利定律常數(shù)

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化=-Kv(C-P/KH)/Z=-Kv’(C-P/KH)有機物可溶解相分數(shù)αw:αw=C/CT

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化二、揮發(fā)作用=-Kv(C-P/KH)/Z=-Kv’(C-P/KH)=-Kv’C

CT/t=-Kv’C=-Kv’αwCT=-KvmCTKvm=Kv’αw=Kvαw/Z

1．亨利定律P=KHCw(1)文獻中常用的確定亨利定律常數(shù)的方法：

KH’=Ca/Cw(2)

由(1)（2）得：KH’=KH/RT=KH/(8.31T)=4.1×10-4

KH(20℃)

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化三、水解作用水解降解反應——有機物在酸或堿的催化作用下，與水反應生成分子量較小的物質(zhì)的反應。RX+H2O=ROH+HXCRRRX+H2OCRRROH+HX如鹵代烴水解：水解速率1.有機化合物的水解平衡及動力學原理-d[RX]/dt=Kh[RX]

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化化合物的水解半衰期為：

t1/2=0.693/Kh

通常測定水中有機物的水解是一級反應:水解速率:

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化Kh=KA[H+]+KN+KBKw/[H+]RH=Kh[C]={KA[H+]+KN+KB[OH-]}[C]2.pH對水解速率的影響式中：KA、KN、KB——分別為酸性、堿性和中性催化過程的二級反應水解速率常數(shù)

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

水解速率常數(shù)：Kh=KA[H+]+KN+KBKw/[H+]三條切線得到三個交點，IAN、IAB和INB

對于IAN點應滿足于：lgKh=lgKA–pH=lgKNpH=lgKN–lgKA=-lg（KN/KA）對于IAB點應滿足于：lgKh=lgKA

–pH=lgKBKw+pHpH=-1/2lg（KBKw/KA）對于INB點應滿足于：lgKh=lgKBKw+pH=lgKNpH=-lg（KBKw/KN）

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化例題

一個有毒化合物排入至pH=8.4，t=25℃水體中，已知酸性水解速率常數(shù)KA=0，堿性水解速率常數(shù)KB=4.9×10-7L/(d·mol),中性水解速率常數(shù)KN=1.6d-1,請計算化合物的水解速率常數(shù)。解：

Kh=KN+KA[H+]+KB[OH-]=1.6+0+4.9×10-7×(10-14/10-8.4)≈1.6d-1

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化四、光解作用有機物的光降解反應分三類：1、直接光解——2、敏化光解——3、氧化反應——1.直接光解（1）水環(huán)境中光的吸收作用：（2）光量子產(chǎn)率：2.敏化光解（間接光解）A+hγ=A*A*+B=B*+AB*→產(chǎn)物

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化3.氧化反應A+hγ=·B·

B+C→產(chǎn)物生物降解——微生物通過酶催化反應分解有機物。五、生物降解作用1.生長代謝(growthmetabolism)

生長代謝——當微生物代謝時，有機物作為食物源提供能量和提供細胞生長所需的碳。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化以馬拉硫磷作為唯一碳源進行生物降解：五．生物降解作用2.共代謝(cometabolism)

共代謝——某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源與能源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源，該有機物才能被降解，這種現(xiàn)象稱為共代謝。

第三節(jié)水中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化第三章水環(huán)境化學

本章小結(jié)：1、天然水的基本