第5章 水环境中的界面过程(分配挥发)ppt课件.ppt

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1、5.3水-固体系中的分配作用以有机化合物为例由于多氯联苯的高度憎水性,它们的环境行为将强烈地依赖于吸附现象。在水体中大多数的多氯联苯将被底泥吸附或主要通过水中的悬浮颗粒物迁移,被传输到远离发生源的区域。由于多氯联苯与黏土颗粒中有机质的结合,这些有机黏土对多氯联苯的滞留和传输影响很大。在河口附近的沉积物中PCBs的含量可高达2000~5000mg/kg。在严重污染的水体中PCBs的浓度可比其溶解度高数倍,这也是由于多氯联苯与固体颗粒物相互作用的缘故。5.3.1分配作用参考文献:孟庆昱，储少岗，徐晓白.多氯联苯的环境吸附行为

2、研究进展[J].科学通报,2000.45(15):1572-1583.近年来许多研究工作发现，憎水有机物在土壤(悬浮颗粒物、沉积物）上的吸着仅仅是有机物移向土壤中有机质内的一种分配机制，如憎水有机物在水与溶剂之间的分配一样。而土壤中的无机部分对于憎水有机物表现出相当的惰性。分配作用是有机物通过范德华力将溶质分配到土壤或沉积物的有机质中。分配作用的特征表现为：1）在水-沉积物/土壤体系中，非离子性有机化合物的吸附等温线几乎都是线性的；2）吸着过程放出的反应热比较少；3）多溶质并存时无竞争现象：吸着量和等温线并不因为有其他有

3、机化合物存在而发生变化。Cs:有机毒物在沉积物上的平衡浓度;Cw:有机毒物在水中的平衡浓度.1、分配系数CT：单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和,µg·L-1；Cs：有机毒物在颗粒物上的平衡浓度µg·kg-1；p：单位溶液体积上颗粒物的浓度kg·L-1。Cw:有机毒物在水中的平衡浓度µg·L-1,分配作用的特征表现为：1）在水-沉积物/土壤体系中，非离子性有机化合物的吸附等温线几乎都是线性的；2）吸着过程放出的反应热比较少；3）多溶质并存时无竞争现象：吸着量和等温线并不因为有其他有机化合物存在而发生变化。在水

4、体中，有机化合物在颗粒物中的分配与颗粒物中的有机质含量有密切关系。研究表明，分配系数Kp与沉积物中的有机碳含量成正比。为了在类型各异、组分复杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数，引入标化的分配系数。Koc=Kp/XocKoc：标化的分配系数，即以有机碳为基础表示的分配系数；Xoc：沉积物中有机碳的质量分数。Koc与沉积物特征无关。这样可对类型各异组分复杂的沉积物找到表征吸着的常数，即标化的分配系数Koc。这样，对于每一种有机化合物，Koc与沉积物特征无关。2、标化分配系数f：细颗粒的质量分数（d＜50pm)；：粗沉积物

5、组分的有机碳含量；：细沉积物组分的有机碳含量。进一步考虑颗粒物大小产生的影响：3、颗粒物大小对分配系数的影响在众多的有机化合物中，逐个测定其Kp显然不大可能，有些还不易测定。4、Koc、Kow和Sw（溶解度）与分配系数的关系Koc=0.63KowKow：辛醇-水分配系数，即化学物质在辛醇的浓度和在水中浓度的比例。表示化合物分配在有机相（如鱼类、土壤）和水相之间的倾向，如具有较低Kow值的化合物（如小于10），可认为是比较亲水性的，因而在土壤或沉积物中的分配系数以及在水生生物中的富集因子相应较小。由于颗粒物对憎水有机物的吸

6、着是分配机制，可通过运用与水-有机溶剂间的分配系数的相关关系获取Koc。辛醇-水被认为是研究分配系数比较好的组合，因为正辛醇分子本身含有一个极性羟基和一个非极性的脂肪烃链。另外，绝大部分有机物都溶解于辛醇。Kow已成为环境科学的一个重要参数，它是目前应用最广泛的宏观结构参数之一，能够表征化学污染物在水环境中的分布和迁移特性、污染物在生物体内的富集和累积以及污染物分子本身的聚合和卷曲特性，显示了与生物活性的较好联系。Kow（辛醇-水分配系数）与溶解度的关系P145所以可从以下过程求得某一种有机污染物的分配系数：SwKowK

7、ocKp20世纪60年代和70年代初，人们已经发现，有些有机化合物如DDT和PCBs易从环境中积累到鸟类和鱼类等生物体内，由于这类化合物的生物积累最终将导致化合物由环境通过食物网进入到更高级的生物体内，其中包括人类，因此，对引起化合物积累性质的研究越来越重要。5.3.2生物-水间的生物浓缩系数（KB或BCF)生物体吸收环境中物质的途径大致有以下几种：一是各种藻类、菌类和各种原生动物等主要靠体表直接吸收；二是高等植物主要靠根系吸收，叶表面和茎表面也有一定的吸收能力；三是大多数动物主要靠吞食，对于鱼来说，呼吸也是一种途径。1

8、.生物浓缩、积累与放大生物浓缩指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,生物学富集。生物积累：是指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积有些元素或难分解的化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大