水中的有机污染物共16页

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第三节
在环境中的迁移（PCBs 、OCs）
3、在环境中滞留的时间很长
PCBs和有机氯农药是非常难于化学降解和生物降解的，因此它们在环 境中滞留的时间很长。 PCBs的生物降解性随着分子氯代程度的增加而降低，联苯的氯代程度 越高越难于生物降解。 PCBs的生物转化随着可被微生物羟基化使用的C-H键数目的增加而增 高。氯代过程的增加降低了C-H键的数目，因此生物降解受到限制。 PCBs也是非常难于被氧化和酸碱水解的。在环境中氧化作用和水解作 用对PCBs转化作用的影响均很小。
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第三节
在环境中的迁移（PCBs 、OCs）
4、对生物降解过程也具有抗性
有机氯农药对生物降解过程也具有抗性。 艾氏剂的生物转化产物是狄氏剂，产物难于进一步被生物降解。 DDT在自然环境中可通过生物过程转化为DDD和DDE，两种 产物更难于进一步被生物降解。DDT的微生物分解主要是在厌氧条 件下通过脱氯作用形成DDD的过程中而发生的。 在自然界中，其它有机氯农药如氯丹、硫丹、七氯和毒杀芬等 的生物降解速率都很低。 高丙体六六六是为数很少的降解速率较大的有机氯农药之一。
第五讲
持久性有机污染物
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第一章 多氯联苯和有机氯杀虫剂
(Polychlorinated Biphenyls and Chlorinated Insecticides)
多氯联苯(PCBs)是人工合成的有机化合物，自本世纪20年代末开始生 产和陆续大最使用以来，已逐渐地残留在人们周围的大气、水和土壤环境 中。 据估计，全世界已生产和应用的多氯联苯近百万吨，其在各类环境中 的累积量估计可达25~30万吨左右。 有机氯农药也是一种对环境构成严重威胁的有毒有机化合物。
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第二节 用途、产量和特征（PCDDs） 1、用途

• 虽然大多数有机污染物在水中含量甚微， 但对人类的危害却极大。生态毒理学的 研究表明，这类污染物有些极难被生物 分解，对化学氧化和吸附也有阻抗作用， 在急性及慢性毒性实验中往往表现出很 弱毒性效应，在水生生物、农作物和其 它生物体中迁移和富集，有的具有三致 (致癌、致畸、致突变)效应。
工厂类型
主要排放有机污染物的种类
用待测试样调湿微量注射器针头及针筒，并 洗涤三次，缓缓反复多次尽可能排出针筒内 气泡，迅速注射样品至HPLC柱头，进行 HPLC分析，并用甲醇洗涤注射器，以备下 次进样。 色谱工作站完成记录，采用定性分析和定 量分析法计算结果。

计算
• 采用色谱工作站，计算出各组分的含量，单位 μ g/L。 • 样品浓度： • Ρ i =ρ 0Vt/VS • 式中：ρ i——试样中组分质量浓度，μ g/L。 • ρ 0——固相萃取洗脱液质量浓度， μ g/L。 • V t——固相萃取洗脱液浓缩后定容体积， m L。 • VS——水样体积， m L 。
水体有机污染物的种类
• 水体中的有机污染物有许多，包括以下这 些种类： 酚类化合物、苯胺类化合物、硝基苯类、 总有机卤化物、石油类、挥发性和半挥发 性有机污染物、苯系物、挥发性卤代烃、 氯苯类化合物、邻苯二甲酸酯类、甲醛、 有机氯农药、有机磷农药、三氯乙醛、多 环芳烃、二恶英类、多氯联苯。
水中有机污染物及其危害
注意事项
• 1 .使用标准样品条件 • 2 .安全
使用标准样品条件
• （1） 标准样品进样体积与试样体积相 同，标准样品浓度应接近试样的浓度。 • （2 ）标准样品和试样尽可能同时分析， 直接与单个标样比较以测定浓度。
安全
• (1 )所用有机溶剂甲醇有毒性，四氢呋喃、 正己烷易燃，均为易挥发性试剂，操作 时必须遵守有关规定，重蒸馏有机溶剂 必须在通风柜中进行，严禁明火。 • (2 )分析的PAHS为致癌物，因此要有保 护措施。 • (3 )用过的废液集中处理后排放。

能成为生长基质的有毒物质，能快速的被微生物 降解，对环境的威胁较小。 对于生长代谢过程，微生物群落对有毒物质一般 需要较长的适用期（2-50天）


生长代谢过程中的转化速率方程--Mond模型

Monod方程用来描述当化合物作为唯一碳源时的降解速率
E(酶)+S(底物)
ES
E+P(产物)
dB dc B c 1 1K s 1 R Y max dt dt K c R B c s max max

半衰期与有机物属性、温度、 pH有关，与有机物 初始浓度无关．
水解速率与pH的关系

Mabey等把水解速率归纳为
◎酸性催化过程 ◎碱性催化过程 ◎中性催化过程

水解速率为三个催化过反应速度的和：
d[RX] K [RX] h dt K K [H ] K K [OH ] K [H ] K K K /[H ] h A N B A N BW
①分配作用

②吸附作用

土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用
2. 标化分配系数

有机物在沉积物与水之间的分配
Kp cs cw cT cscp cw cw( 1Kpcp) cw cT ( 1Kpcp)
Kp —分配系数（与沉积物中有机质浓度有关） cT —总有机物浓度(μg/L) cs —沉积物中有机物浓度(μg/kg) cw —溶解在溶液中的有机物浓度(μg/L) cp —沉积物浓度(kg/L)
KA、KB、KN的计算

在lg Kh—pH图中，三个交点相对应于三个pH值
IAN－酸性催化与中性催化直线的交点的pH值 IAB－酸性催化与碱性催化直线的交点的pH值 INB－中性催化与碱性催化直线的交点的pH值

测定方法：TOD测定仪。
TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成 CO2、H2O、NO、SO2等所需要的氧量。它比BOD5、 COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但它 们之间也没有固定的相关关系。有的研究者指出， BOD5/TOD＝0.1～0.6；COD/TOD＝0.5～0.9，具体 比值取决于废水的理化性质。
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1.重铬酸钾法
（1）测定原理
在水样中加入一定量的 K2Cr2O7； 在一定条件（强酸性、 加热回流2小时、Ag2SO4 作催化剂）与水中的有 机物相互作用； 剩余的K2Cr2O7用硫酸 亚铁铵Fe(NH4)2(SO4)2 滴定。
氧化回流装置示意图
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（2）滴定过程
指示剂：试亚铁灵
实验的结果：溶液颜色由黄经绿、灰兰到最后的棕红色
该方法最低检出浓度为0.5mg／L。
O2 水样 高温炉 CO2
低温炉 CO2
水样
冷却 冷却
TC
TOC
流路切换
IC
总有机碳分析流程
红外线 分析仪
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五、总需氧量( Total Oxygen Demand，TOD)
总需氧量：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，结果以O2的mg/L表示。
最后用高锰酸钾反滴定多余的
自身指示剂）；
耗氧量。以mg/L计；
根据用去的高锰酸钾量计算出
- 、Fe2+、SO 2- 、S2-等，
2
3
水中如存在还原性无机物，如N的O方法：在不加热煮沸的情 也要消耗高锰酸钾。消除干扰色，测定时扣除此部分。
况下，用高锰酸钾滴定至粉红
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（1）水样不经稀释 （2）水样经稀释

水体污染物有耗氧有机污染 物
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

2、耗氧有机物
排入水体后能在微生物作用下分解 为简单的无机物，在分解过程中消 耗氧气，使水体中的溶解氧减少 。 影响鱼类和水生生物的生存 ，造成
水体变黑发臭 。
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3、植物性营养物
4、重金属
主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引 起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富 营养化，使自来水处理厂运行困难，造成饮用 水的异味，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类
云南滇池
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九寨沟的水(五花池)
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5.pH值：反映水的酸碱强弱的指标 6.细菌污染指标：一般指大肠杆菌群数 7.有毒物质指标：
1)定义：指达到一定浓度后，对人体健康、水 生生物的生长造成危害的物质。 2)品种繁多，检测内容视具体情况而定
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三、主要的水质标准
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• 横坐标从左至右表示河流的流向和距离（流 经的距离以公里计，流经的时间以日计）。
• 纵坐标表示溶解氧和生化需氧量的浓度，单 位是ppm。
• 将污水排入河流处定为基点O，向上游去的距 离取负值，向下游去的距离取正值。污水源 于四万人口的小城市的下水道。假定河流的 流量是100m3/s，流进河中的污水立即与河水 混合，水温是25℃。
■就地处理：达到污水排放标准
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一、源头控制
2．生活污水 ■合理进行人口密度及分布规划 ■公众教育 现代水输的不利影响 “绿色消费”、“绿色生活”：无磷洗衣粉
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一、源头控制
3．面源水污染 ■城市径流 收集雨水利用 减少硬质地面 增加绿化用地 ■农村面源 发展节水农业 减少土壤侵蚀 合理利用农药 截流农业污水 畜禽粪便处理 乡镇企业废水及村第镇33页生/共活61页污水处理

案例三
总结词
某工业废水处理厂存在运行管理问题，需深入解析。
详细描述
该工业废水处理厂存在设备老化、处理效率低下等问题 ，导致水质不稳定和排放不达标。通过对现场调查和分 析，发现该厂存在管理不规范、操作不当等问题。为解 决这些问题，应加强设备维护和更新，提高处理效率和 管理水平。同时，加强废水排放的监测和监管，确保达 标排放。该案例提示我们，应重视工业废水处理厂的日 常运营管理，加强设备的维护和更新工作，确保废水处 理效果稳定达标。
得到保障。
末端治理措施
污水处理和再利用
建设污水处理厂和污水再生利用设施，对污水进行深度处理后再 次利用，提高水资源的利用效率。
垃圾分类和处理
推广垃圾分类和无害化处理技术，减少垃圾对水体的污染。
生态修复工程
采用生物修复、化学修复和物理修复等方法，对受到污染的水体 进行生态修复，恢复水体的自净能力。
公众教育与意识提升
水中的污染物质课件
目
CONTENCT
录
• 水中污染物质概述 • 常见的污染物质 • 水质污染指标与标准 • 水处理技术及其应用 • 水污染防治措施与建议 • 水质污染案例分析
01
水中污染物质概述
定义与分类
定义
水中污染物质是指进入水体后导致水质恶化的物质。它们可能是 自然界的物质，也可能是人类活动排放的物质。
中和
通过酸碱中和反应，调节 水pH值，去除重金属和酸 碱污染。
混凝
利用混凝剂（如铝盐、铁 盐）使水中的悬浮物和胶 体物质凝结成大颗粒，便 于沉淀和过滤。
生物处理技术
生物滤器
利用微生物附着在介质上的生物 膜，吸收和降解水中的有机物和
氨氮等污染物。
生物反应器

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二恶英(Dioxin)，又称二氧杂芑(qǐ)，是一种无色无味、毒性 严重的脂溶性物质，二恶英实际上是二恶英类（Dioxins）一个简 称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含 众多同类物或异构体的两大类有机化合物。二恶英包括210种化合 物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分 有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积 累。
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对人的急性毒性主要是刺激神经中枢，慢性中 毒表现为食欲不振，体重减轻，有时也可产生小脑 失调、造血器官障碍等。文献报道，有的有机氯农 药对实验动物有致癌性。
氯苯结构较稳定，生物体内酶难于降解，所以 积存在动、植物体内的有机氯农药分子消失缓慢。 由于这一特性，它通过生物富集和食物链的作用， 环境中的残留农药会进一步得到农集和扩散。通过 食物链进入人体的有机氯农药能在肝、肾、心脏等 组织中蓄积，特别是由于这类农药脂溶性大，所以 在体内脂肪中的积极因素贮更突出。蓄积的残留农 药也能通过母乳排出，或转入卵蛋等组织，影响后 代。中国于六十年代已开始禁止将DDT、六六六用 于疏菜、茶叶、烟草等作物上。
➢调查目的:了解水中的有 机污染物
➢调查时间:2010.醛 三氯乙醛
多环芳烃 二恶英 多氯联苯
水中 的有 机污 染物
苯胺类化合物 石油污染 苯及苯系物
甲醛 有机氯农药 有机磷农药
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联苯胺类化合物(benzidine compounds,BZC)是 芳香胺类的有机物质,易溶于乙醇、苯及乙醚等,毒 性较大.由于其特殊的化学作用,目前被广泛用于印 染、纺织和皮革等行业,主要作为原料来使用[1],如 3,3-二甲基联苯胺(3,3'-dimethylbenzidine,DM)、 3,3-二甲氧基联苯胺(3,3'dimethoxybenzidine,DMO)、3,3-二氯联苯胺 (3,3'-dichlorobenzidine,DCB)等.BZC通过各种途 径最终进入人体,对人类健康的影响巨大,因此,研究 BZC的毒性及其作用机制具有重要的意义.

水中有机污染物大致可以分为两类：一类是天然有机物（NOD），包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的植物组织和动物的废弃物；另一类是人工合成有机物（SOCs）主要来自两部分：一是直接来自工业废水、生活污水包括农药、商业用途的合成物及一些工业废弃物；二是在传统饮用水处理中形成的，如三卤甲烷（THMs）等消毒副产物。

天然有机物（NOM）主要是指动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的物质，也称为传统有机物。

其中腐殖质占总量的60~90%，其特性是亲水的、酸性的多分散物质，是饮用水处理中得主要去除对象。

天然有机物一般由10%的腐殖酸（HA），40%的富里酸（FA）和30%的亲水酸等组成，三种组分在结构上相似，但在分子量和官能团含量上有较大的差别。

腐殖质是天然水体中有机物的重要组成部分，有多种化合物组成，它约占水中DOC 的40~60%，是地表水的成色物质。

一般认为水生腐殖质的分子量在100~500，主要分布在50~200。

作为自然胶体具有大量官能团或吸附位，对金属离子的鳖和能力很强，而且在氧化剂作用下可被氧化分解。

另外，由于矿物质对它的吸附作用，往往形成无机——有机复合体，可以与环境中存在的各类污染物发生作用。

腐殖质在天然水体中表现为带负电的大分子有机物，本身对人体无害，但由于其表面含有多种官能团，能够与水中重金属离子，杀虫剂等多种成分进行络合，从而增加了水中微污染有机物的溶解度和迁徙能力，影响水处理效果。

另一方面，腐殖质有机物被认为是消毒副产物（DBPs）的主要前体物，是导致饮用水致突变活性增加的因素。

人工合成有机物（SOCs）大多为有毒有害有机污染物，具有以下特点：难降解，在环境中有一定的残留水平，具有生物富集、三致（致畸、致癌、致突变）作用和毒性。

该类有机物一般难以被水中微生物降解，但却易被生物吸收。

通过生物的食物链过程，逐渐富集到生物体内，从而对人体健康构成危害。

因此相对于水体中得天然有机物，它们对公众的健康危害更大。

酞酸酯类
• 有六种列入优先污 染物，除双一（2 一甲基－己基）酞 酯外，其他化合物 的资料都比较少， 这类化合物由于在 水中的溶解度 小．辛醇－水分配 系数高．因此主要 富集在沉积物有机 质和生物脂肪体中。
多环芳烃类(PAHs)
• 在水中溶解度很小，辛醇—水分配系数高，是地 表水中滞留性污染物，主要累积在沉积物、生物 体内和溶解的有机质中。已有证据表明多环芳烃 化合物可以发生光解反应，其最终归趋可能是吸 附到沉积物中，然后进行缓慢的生物降解。多环 芳烃的挥发过程与水解过程均不是重要的迁移转 化过程，显然，沉积物是多环芳烃的蓄积库，在 地表水体中其浓度通常较低。
•
• 水中常见的农药主要为有机氯和有机磷农药， 此外还有氨基甲酸酯类农药。它们通过喷施农 药、地表径流及农药工厂的废水排入水体中。 • 有机氯农药难以被化学降解和生物降解， 在环境中滞留时间很长，又由于具有较低的水 溶性和高的辛醇—水分配系数，很大一部分被 分配到沉积物有机质和生物脂肪中。在世界各 地区土壤、沉积物和水生生物中都已发现这类 污染物，并有相当高的浓度。与沉积物和生物 体中的浓度相比，水中农药的浓度是很低的。 目前，有机氯农药如DDT由于它的持久性和通 过食物链的累积性，已被许多国家禁用。
醚类
• 通式为R-O-R′的一类化合物 。在醚的结构中，氧原 子与两个烃基相连，烃基可以相同，也可不相同， 相同的称为简单醚，不相同的称为混合醚。烃基可 为芳烃基或脂肪烃基。两个烃基可以彼此相连，形 成环醚，如环氧乙烷。多个氧原子分别与碳原子相 连而形成的环状醚称为大环醚或冠醚。链型分子中 如果含有多个碳-氧-碳(≡C-O-C≡)结构单元，则称为 缩二醇醚，如缩二乙二醇二甲醚 (CH3OCH2CH2)2O。
苯酚类

防治富营养化的途径
合理使用化肥，防止流失； 合理使用化肥，防止流失； 降低工业废水N、P的排放量； 的排放量； 粪便等有机废弃物中的N、P可考虑制造沼气后作 有机肥； 有机肥； 生活污水可先进行污水灌溉或污水养殖水生植物 吸收氮、 吸收氮、磷； 地下肥水不宜饮用，可代部分肥料用于灌溉， 地下肥水不宜饮用 ， 可代部分肥料用于灌溉 ， 防 止新肥水产生； 止新肥水产生； 在湖泊、海湾及饮用地下水源带进行监测、预报。 在湖泊 、 海湾及饮用地下水源带进行监测 、 预报。
我国水中优先控制污染物黑名单
1. 挥发性卤代 烃类 2. 苯系物 3. 氯代苯类 4. 多氯联苯 5. 酚类 6. 硝基苯类 7. 苯胺类 8. 多环芳烃类 9. 酞酸酯类 10. 农药 11. 丙烯腈 12. 亚硝胺类 13. 氰化物 14. 重金属及 基化合物 四氯化碳、 ， 二氯乙烷 二氯乙烷、 ， ， 二氯乙烷 二氯乙烷、 ， ， 三氯乙烷 三氯乙烷、 ， ， 四氯化碳、1，2-二氯乙烷、1，1，1-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1， 2，2-四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷（溴仿），计10个 四氯乙烷、 ），计 个 ， 四氯乙烷 三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷（溴仿）， 苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯，计6个 甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯， 个 氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、六氯苯， 氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、六氯苯，计4个 个 1个 个 苯酚、间甲酚、 ， 二氯酚 二氯酚、 ， ， 三氯酚 五氯酚、 硝基酚 三氯酚、 硝基酚， 苯酚、间甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚、五氯酚、对-硝基酚，计6 个 硝基苯、对硝基甲苯、 ， 二硝基甲苯 三硝基甲苯、对硝基氯苯、 ， 二硝基甲苯、 硝基苯、对硝基甲苯、2，4-二硝基甲苯、三硝基甲苯、对硝基氯苯、2，4二硝基氯苯， 6个 二硝基氯苯，计6个 苯胺、二硝基苯胺、对肖基苯胺、 ， 二氯硝基苯胺 二氯硝基苯胺， 苯胺、二硝基苯胺、对肖基苯胺、2，6-二氯硝基苯胺，计4个 个 荧蒽、 荼、荧蒽、苯并[b]荧蒽、苯并 荧蒽、苯并 荧蒽 苯并[1,2,3-c,d]芘、苯并芘，计7个 芘 苯并芘， 个 酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯， 酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯，计3个 个 六六六、滴滴涕、敌敌畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫， 六六六、滴滴涕、敌敌畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫， 计8个 个 1个 个 N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二正丙胺，计2个 亚硝基二甲胺、 亚硝基二正丙胺 亚硝基二正丙胺， 亚硝基二甲胺 个 1个 个 砷及其化合物、铍及其化合物、镉及其化合物、铬及其化合物、 砷及其化合物、铍及其化合物、镉及其化合物、铬及其化合物、汞及其化合 镍及其化合物、铊及其化合物、铜及其化合物、铅及其化合物， 物、镍及其化合物、铊及其化合物、铜及其化合物、铅及其化合物，计9类 类