的溶质吸收;与fOC成正比 分配定律
在一定温度下,溶质以相同的分子量(不离解、不缔合)在不相混溶的两相中溶解,即进行分配,当分配作用达到平衡时,该溶质在两相中的浓度之比是一定值,这一定量规律为分配定律。 分配系数(KP)
Kp=Cs/Cw
Cs、Cw:分别为有机物在沉积物中和水中的平衡浓度。
类型各异、成分不同的沉积物,其分配系数以有机碳标化的分配系数(Koc) Koc = Kp / Xoc
Koc: 标化分配系数,以有机碳为基础的分配系数 Xoc: 沉积物中有机碳的质量分数 考虑颗粒物大小:
Kp = Koc [0.2(1-f)Xoc+fXoc] f: 细颗粒质量分数(d<50um) Xocs: 粗沉积物的有机碳量 Xocf: 细沉积物的有机碳量 辛醇-水分配系数(Kow) Kow可将Kp和Sw联系起来!
lgKow = 5.00-0.670lg(Sw×103/M) Koc = 0.63Kow Kp = Koc·Xoc
1)、提高有机物水溶解度(SW)和降低土壤/沉积物有机碳含量(fOC)可以降
SF低有机物在土壤/沉积物上的吸附;
2)、降低有机物水溶解度(SW)和提高土壤/沉积物有机碳含量(fOC)可以提高有机物在土壤/沉积物上的吸附; 生物富集:
生物浓缩因子 (BCF)
BCF?有机物在生物体内的浓有机物在水中的浓度度
BCF的大小与生物体内脂肪含量呈正比 挥发作用
P?KHCw
P: 有机物在大气中的平衡分压,Pa Cw:有机物在水中的平衡浓度,mol/m3 KH:亨利常数,Pa·m3/mol
KH?P/Cw
常用的确定亨利常数的方法是 KH’=Ca/Cw
KH’=KH/(RT)=KH/(8.314T)=4.1×10-4KH
对于难溶性化合物(摩尔分数<0.02),亨利常数的估算公式为:
KH?P/Cw?P?Mw/SwKH'?0.12P?MW/(SW?T)
挥发作用的双膜理论
1)化学物质从水中挥发时必须克服来自近水表层和空气层的阻力、 2)液膜和气膜控制了化学物质由水向大气中迁移的速率
一般地,亨利常数大于1.013×102Pa·m3/mol时,挥发作用受液膜控制;亨利常数小于1.013 Pa·m3/mol时,挥发作用受气膜控制;若介于两者之间,则两项都必须重要。
有机污染物在环境中的转化: 氧化作用
2CH3OH+O2=CH2O+2H2O (脱氢氧化) CH2O+O2=2HCOOH (加氧氧化) 最容易被氧化---醛、芳香胺等有机物;
※ 较容易被氧化---不饱和的烯烃、炔烃、醇及含硫化合物(如硫醇、硫醚); ※ 难以被氧化---饱和的脂肪烃、含有苯环结构的芳香烃、含氮的脂肪胺类化合物 还原作用
有机分子中加氢或脱氧的反应
HCHO+H2=CH3OH (加氢还原)
DDT????DDDC6H6Cl6????C6H6?6Cl金属对?金属对
Fe-Cu、Zn-Cu金属对Fe、Zn还原剂作用Cu催化剂作用 水解作用
RX?H2O?ROH?HX
分子结构发生改变毒性和挥发性改变更利于降解 水解速率
Rh=Kh·[C] Kh:水解速率常数
只要温度、pH值等反应条件不变,从高浓度RX得出的结果可外推出低浓度RX的半衰期: t1/2=0.693/Kh 水解速率与pH
Mabey等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化的和中性的过程:
R'COOR?????R'COOH?ROH(速率常数Kn)R'COOR?????R'COOH?ROH(速率常数Ka)R'COOR?????R'COORh = {KA[H+] + KN + KB[OH-]}[R’COOR] = Kh[R’COOR]
式中:KA、KB、KN--分别为酸性催化、碱性催化和中性过程的二级反应水解速率常数;
此时: Kh = KA[H+] + KN + KBKw / [H+]
式中:Kw--水常数;KA、KB和KN可从实验求得。 水解的吸附催化
在水中悬浮物、底泥(或土壤)的吸附作用下,使某些有机物水解速率加快的现象,称为水解的吸附催化。
如果考虑到吸附作用的影响,则水解速率常数(Kh)可写为: Kh=KN+aw{KA[H+]+KB[OH-]} 式中:aw--有机化合物溶解态的分数; 光解作用
光化学反应:有机物质在紫外光或可见光作用下所进行的化学反应(气、固、液)
OH碱性水解?H2O中性水解?H酸性水解??ROH(速率常数Kb)