第四章水环境保护第三节水体污染物的迁移和转化-有机污染物在水体中的迁移和转化（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第四章水环境保护 第三节水体污染物的迁移和转化 有机污染物在水体中的迁移和转化 水中有机污染物的迁移转化 有机污染物按其对环境质量的影响和污染危害，可概略地分为两大类，耗氧有机物和有毒有机物。 耗氧有机物指动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物，它们在分解过程中要消耗水中的溶解氧，使水质恶化，其危害主要是通过耗氧过程来实现。 有毒有机污染物指酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累性生物毒性的有机化合物，如多氯联苯、农药及石油污染物等。 有机污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质以及水体的环境条件。有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化，研究这些过程，将有助于阐明污染物的归趋和可能产生的危害。 吸附作用 Adsorption 生物富集 bioaccumulation 挥发作用 evaporation 迁移 （transfer） 转化（transformation） 水解作用 hydrolysis 光解作用 Photo-degradation 生物降解作用 biodegradation 污染物 环 境 POPs 有机污染程度的指标 常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。 溶解氧即在一定温度和压力下，水中溶解氧的含量，是水质的重要指标之一。 水体中微生物分解有机物的过程中消耗水中的溶解氧量称为生化需氧量，通常用BOD表示。 水体中污染物被化学氧化剂所氧化消耗氧的量，通常称为化学需氧量(COD)，水体的COD值越高，表示有机物污染越严重。 总有机碳(简称TOC)是水中几乎全部有机物的含碳量。总需氧量(简称TOD) 是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。 1、溶解氧——DO 以分子形态溶解在水中的氧——溶解氧 水中溶解氧含量是水质的重要标志之一 影响溶解氧含量的因素 时间 溶解氧晚间最少，早上开始增加 水体中的生物数量 生物呼吸（耗氧） 水生植物的光合作用（增加溶解氧） 有机物的数量 有机物降解（耗氧） 水深 空气中氧的溶解 水温 氧的溶解度 当水体受到有机物严重污染时，水中DO会大大下降，甚至可接近于零（即缺氧条件）。 在缺氧条件下，有机物分解时出现腐败发酵现象，使水质严重恶化。 正常情况下：地表水的DO = 5~10 mg/L 地下水的DO较小， 深层水DO ≈ 0 有风浪时： 海水的DO = 14 mg/L 水藻繁生的水体中，由于光合作用的存在，可使水中的氧达到过饱和状态. 流动水可以靠好氧菌的作用得到自净化 2、生化需氧量（BOD） 地表水中微生物将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量 微生物分解有机物的过程（分为二个阶段）： 有机物 CO2 + H2O + NH3 一般此耗氧量即BOD NH3 亚硝酸盐 + 硝酸盐 硝化过程 影响生化需氧量的因素 温度 最适宜的温度15—300C 理论上完成氧化需无限长的时间，实际中可认为20d内完成—BOD20 时间 实验发现，5d培养后测得BOD约占总BOD的70~80% 即 影响分解速率、分解程度的因素 BOD代表了可生物降解的有机物（第一类）的数量。 200C，培养5d后测定的溶解氧消耗量（作为对比标准） BOD5（五日生化需氧量）： 以每升水中消耗溶解氧的质量（BOD）表示水体中被分解的有机物总量： BOD＜1mg/L 表示水体清洁 BOD＞3—4mg/L 表示受到有机污染 如：城市生活污水 一般BOD＜100mg/L 焦化、皮革、炼油、造纸等工业：BOD5＞1000或2000mg/L 3、化学需氧量（COD） 水体中能被氧化物质在规定条件下进行氧化过程所消耗氧化剂的量的总和（以每升水中消耗氧的质量mg表示） 即：有机物 → CO2 + H2O 无机物还原态 → 氧化态 ⑵　常用的测定方法 ⑴ 定义 高锰酸盐指数法(CODMn或 IMn)： 用于测定较清洁的水 重铬酸钾法(CODCr或COD)： 用于测定污染严重或工业废水 注：同一水样，测定方法不同，其结果不同 ⑶ BOD与COD比较 缺点 不能区分可被生物氧化和难被生物氧化的有机物； 不能表示出微生物所能氧化的有机物量，而且会将 某些还原性的无机物氧化。 COD ： 优点 不受水质条件的限制；测定时间短； BOD： 优点 能反映水体中可被分解的有机物总量 缺点 测定时间长（费