硝基苯在土壤中的迁移转化

硝基苯在土壤中的迁移转化,一、硝基苯的基本性质 二、硝基苯对人体的危害 三、硝基苯在土壤中的迁移转化 四、研究展望,硝基苯（Nitrobenzene）是一种重要化工原料，广泛应用于生产苯胺、农药、燃料、炸药、医药等化工产品及高分子化学工业中。同时，硝基苯也是一种剧毒化学品，属于我国确定的52种优先控制的有毒化学品之一。,2005年11月13日，吉林石化公司双苯厂一车间发生爆炸。截至同年11月14日，共造成5人死亡、1人失踪，近70人受伤。爆炸发生后，约100吨苯类物质（苯、硝基苯等）流入松花江，造成了江水严重污染，沿岸数百万居民的生活受到影响。,我国新修订的地表水环境质量标准（GB3838-2002）中，在集中式生活饮用水地表水源地特定项目内，将硝基苯的环境安全标准浓度限值为17 g/L。,硝基苯对人体的危害,1、引起高铁血红蛋白血症 高铁血红蛋白血症主要是由硝基苯在体内生物转化所产生的中间产物对氨基酚、间硝基酚等的作用引起的。,当高铁血红蛋白达10%15%时，患者粘膜和皮肤开始出现紫绀； 当高铁血红蛋白达30%以上时,其他神经系统症状随之发生，如：头部沉重感、头晕、头痛、耳鸣、手指麻木、全身无力等； 当高铁血红蛋白升至50%时,可出现心悸、胸闷、气急、步态蹒跚、恶心、呕吐,甚至昏厥等症状； 若高铁血红蛋白进一步增加到60%70%时，可使人发生休克、心律失常、惊厥,以至昏迷； 当血高铁血红蛋白的浓度在85%90%时，出现致死现象。,2、损害肝脏及呼吸系统 硝基苯可直接作用于肝细胞，导致肝实质病变，引起中毒性肝病、肝脏脂肪变性，严重者可发生急性肝坏死。 急性硝基苯中毒的神经系统症状较明显,中枢神经兴奋症状出较早,严重者可有高热,并有多汗、缓脉、初期血压升高、瞳孔扩大等植物神经系统紊乱症状。 慢性中毒可有神经衰弱综合征，慢性溶血时，可出现贫血、黄疸。,吸入硝基苯后，由于它的氧化作用，使血红蛋白变成氧化血红蛋白（即高铁血红蛋白），大大阻止了血红蛋白的输送氧的作用，因而呈现呼吸急促和皮肤苍白的现象。症状严重的患者会因呼吸衰竭而死亡。,3、其他危害 硝基苯对眼有轻度刺激性，也可引起皮炎、损害肾脏等症状。,硝基苯的基本性质,硝基苯（俗称人造苦杏仁油）是苯分子中一个氢原子被硝基取代而生成的化合物。化学式为C6H5NO2，分子量为123.1。硝基苯是一种具有苦杏仁气味的无色或淡黄色油状液体，相对密度为1.2037g/cm，密度比水大。硝基苯难溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯和油等有机溶剂。遇明火、高热会燃烧、爆炸。与硝酸反应剧烈，是一种剧毒有机物。,硝基苯在土壤中的迁移转化,一、来源 主要来自于化工厂、染料的废气和废水的排放，尤其是苯胺染料厂排放的污水中含有大量的硝基苯。在贮存和运输过程中的意外事故造成的硝基苯的泄露，也会成为土壤中硝基苯的重要来源。,二、硝基苯在土壤中的迁移,1、机械迁移 （1）扩散 （2）水的迁移2、物理-化学迁移 （1）吸附作用 （2）渗透3、生物迁移,三、硝基苯在土壤中的转化,硝基苯在土壤中的转化途径主要是生物降解 。降解途径有两种： （1）硝基苯生物降解的氧化途径 （2）硝基苯生物降解的还原途径,儿茶酚,硝基苯,乙醛和丙酮酸,硝基苯,儿茶酚,乙醛和丙酮酸,2-氨基苯酚,四、影响硝基苯在土壤中的迁移转化的主要因素,1、土壤温度 土壤温度主要影响土壤中硝基苯的扩散、吸附和生物吸收与降解。 土壤中硝基苯的吸附量随温度的升高而减少, 即较高温度条件会抑制土壤对硝基苯的吸附。研究表明, 有机物在土壤中的分配系数随温度的变化主要取决于它在水溶液中的过剩自由能, 大多数疏水性有机污染物的过剩自由能为正值, 此时, 吸附量随温度的升高而降低。温度升高, 土壤对硝基苯的平衡吸附量降低, 说明硝基苯在土壤中的吸附是放热的, 符合吸附作用原理。,温度对硝基苯吸附量的影响,2、土壤pH 土壤pH主要影响土壤中硝基苯的吸附和生物吸收与降解。 实验研究发现，在酸性条件下, 土壤对硝基苯的吸附会受到抑制。这是因为在强酸性条件下, 由于溶液中的H浓度很高, H会与硝基苯抢占吸附位点，且H与土壤胶体粒子结合能力比硝基苯强,从而导致了硝基苯的吸附量减少。,pH对硝基苯吸附量的影响,3、土壤有机质 土壤有机质的含量主要影响土壤对硝基苯的吸附。 土壤吸附作用一方面使硝基苯在土壤中的活动能力减弱, 延长了其在土壤中的滞留时间；另一方面由于土壤中微生物数量和种类较多，生物活性高,促进了微生物对硝基苯的降解。由于硝基苯难溶于水，易附着在土壤有机质上，因此，有机质含量较高的土壤对硝基苯的吸附能力高于有机质含量低的土壤。,4、土壤氧化还原电位 土壤的氧化还原电位主要影响生物对硝基苯的降解。 由于硝基苯在土壤中的生物降解途径主要通过还原途径进行，因此在还原条件下，土壤中的微生物对硝基苯的降解能力比在氧化条件下强。,研究展望,虽然硝基苯是重要的化工原料，但由于其是有毒污染物，且易燃易爆，容易污染环境。目前，我国对土壤中的硝基苯的来源、迁移、转化和分解的研究，在一定程度上，已经取得了很大的进展，但仍有有多问题尚未解决。未来研究的重点主要包括：,（1）土壤是一个多介质界面，进入土壤中的硝基苯可通过迁移、转化、生物代谢等途径进入河流、地下水、大气以及生物体内，进而产生更严重的污染，造成更大的危害。因此,必须把大气-水-土壤-生物作为一个有机整体来研究硝基苯在不同环境界面上的迁移转化规律； (2) 目前，我国对硝基苯的研究很不系统,对硝基苯在土壤中的含量及其分布仍不清楚,所以有待开展对土壤中硝基苯本底值及其分布的系统调查；,(3) 硝基苯在不同营养级生态系统中的迁移转化行为及其动力学原理