第八章天然水中的有机物

雷p.215第八章天然水中的有机物第一节概述第二节

天然水的耗氧有机物第三节水中持久性有机污染物的生物富集2005.03DLFU

一、有机物的分类

二、反映有机物含量的水质参数

第一节概述2005.03DLFU（一）按分散状态分类（二）按对水质影响和危害方式分类（三）按化学成分特性分类一、水中有机物的分类2005.03DLFU（一）按分散状态分类

1.颗粒状有机物——φ0.45μmPOM2.溶解性有机物

DOM（二）按对水质影响和危害方式分类

1.耗氧有机物

2.有毒有机污染物（持久性有机污染物）2005.03DLFU耗氧有机物

（oxygen-demandingorganicmatters,

oxygen-consumedorganicmatter）分解时消耗水中溶解氧的有机物。

2005.03DLFU持久性有机物

（persistentorganicpollutants）通常分为三类：一是人类生产的杀虫剂和有机氯类农药；二是以多氯联苯为代表的工业产品；三是自然界中不存在、纯粹由人类工业或者其他活动而产生的物质，如二恶英等。具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性、能够在大气环境中长距离迁移并能沉积到地球，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机物质，简称Pops。2005.03DLFU难降解的有毒有机污染物（持久性有机污染物）

污染危害主要通过在水生食物链中的传递和积累而实现2005.03DLFU（三）按化学成分特性分类1.碳水化合物2.含氮有机化合物(DON)3.类脂化合物4.维生素5.其它简单有机化合物6.腐殖质2005.03DLFU二、反映有机物含量的水质参数

1.生化需氧量（BOD）2.化学需氧量(COD)

3.总需氧量(TOD)

4.总有机碳(TOC)

2005.03DLFU生物需氧量

BOD(biologicaloxygendemand)

干扰因素温度、时间、光照、菌种、稀释在好氧条件下，1升水中微生物分解有机物过程中消耗溶解氧的量。是可降解有机物含量的间接表示法。2005.03DLFU规定：20℃时，5天内水中有机物在微生物作用下所消耗溶解氧的量，称五日生化需氧量，记作BOD5。单位：毫克/升。此指标可用作检验水体污染程度、治理效果与水质好坏的重要依据。2005.03DLFU化学需氧量

COD(chemicaloxygendemand)

在一定条件下，用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量或相当于氧的量。它表示水样中还原性物质的指标，还原性物质有：各种有机物，硫化物等。除特殊水样外，主要是有机物。所以通常以COD作为衡量有机物相对含量进行比较的指标，故养殖水体中，把COD当作有机物耗氧量.

2005.03DLFU化学需氧量

COD(chemicaloxygendemand)

（1）CODCr——酸式法（2）CODMn——a,酸式法—

b,碱式法—海水

*高锰酸盐指数2005.03DLFUCOD定量方法受什么影响？

氧化剂种类与浓度、氧化温度与时间、或在一定条件下因有机物种类与浓度不同，其氧化率亦有不同。2005.03DLFU在选择测定方法时应注意什么？①要了解有机物含量的相对比较值时，不必要求氧化率很高，以采用操作简便而再现性好的方法。②要尽可能表示有机物总量指标时，须选择氧化率尽量高的方法。③对含有悬浮有机物定量时，要使其氧化，须选强氧化条件。KMnO4法氧化率低但简便，适用①K2Cr2O7法氧化率高，再现性好，适用于②，③2005.03DLFU

BOD氧化不如COD氧化彻底,所以BOD值<COD值。BOD是唯一能反映水体中可生化有机物含量的指标。清洁水中：COD1mg/L；BOD2mg/L工业废水：COD100mg/L；BOD60mg/L

2005.03DLFU总需氧量TOD

（totaloxygendemand）

水体中有机物完全氧化所需的氧量。是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，于900℃下将有机物燃烧氧化所消耗氧的量，该测定结果比COD更接近理论需氧量。

TOD包括全部稳定的和不稳定的有机污染物的需氧总量，比COD和BOD更接近理论需氧量。

采用仪器分析2005.03DLFU总有机碳TOC

（totalorganiccarbon）总有机碳TOC是以碳的含量表示水中有机物总量的综合指标.TOC指标在评价水质有机物污染程度中的重大意义.

TOC的测定类似于TOD的测定。在950℃的高温下，使水样中的有机物气化燃烧，生成CO2，通过红外线分析仪，测定其生成的CO2之量，即可知总有机碳量。

国外用于水质监测总有机碳（TOC）水质自动分析仪

2005.03DLFU第二节天然水的耗氧有机物

一、耗氧有机物的种类和来源二、水中有机物的转化三、富营养化四、腐殖质2005.03DLFU一、耗氧有机物的种类和来源

耗氧有机物的种类碳水化合物脂肪蛋白质等分解时可致溶解氧含量降低，进而又被厌氧微生物分解，发生腐败，产生甲烷、硫化氢、氨等恶臭物质，使水变质，严重时会危及养殖生产。2005.03DLFU来源

内源---光合作用外源---人为污染物？

天然水的循环

2005.03DLFU二、水中有机物的转化1,有机物的矿化作用（生物氧化）2005.03DLFU1.有机物的生物氧化去氢氧化：有机物在细菌作用下的氧化绝大部分都是去氢氧化，把有机物中的氢脱去而放出适当的能量有氧氧化以游离的氧分子作为受氢体无氧氧化在缺氧的条件下，以氧以外的化合物作为受氢体2005.03DLFU养殖水体有机物的

好氧分解与厌氧分解

2005.03DLFU当水中溶解氧含量丰富时，溶解氧可作为氧化剂，有机物可以得到彻底的氧化分解，最终产物对水生生物基本无毒：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2→106CO2+16HNO3+122H2O+H3PO4

2005.03DLFU在缺氧条件下，有机物氧化分解不完全，会产生对水生生物无益甚至有害的物质。如当溶氧耗尽，以NO3-作为氧化剂时，有机物的氧化分解将在厌气菌的作用下发生脱氮反应，降低池水的肥力：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+84.8HNO3→106CO2+42.4N2+148.4H2O+16NH3+H3PO4

若水中尚含有足量的NO3-，则NH3可以继续被氧化，发生脱氮反应：5NH3+3HNO3→4N2+9H2O2005.03DLFU若水中NO3-也被消耗尽，有机物便以SO42-作为氧化剂，通过厌氧菌的作用生成对水生生物有害的NH3与H2S：

(CH2O)106(NH3)16H3PO4+53H2SO4→106CO2+53H2S+16NH3

2005.03DLFU

1,有机物的矿化作用（生物氧化）发酵2005.03DLFU水环境内

有机物

氧化降解

对电子受体

反应顺序2005.03DLFU三、富营养化

引起水体富营养化的原因和危害氮、磷、生源有机物进入水体；过度富营养化会降低水体使用价值，水有腥臭味，水产品质量降低，生物种类减少。天然水体中藻类进行光合作用，通式为：106CO2＋16NO3-＋HPO42-＋122H2O＋18H++能量+微量元素

C106H263N16P1＋138O2

2005.03DLFU四、水体中腐殖质（humus）动植物残体经微生物分解转化又重新聚合的复杂的有机质。是水和沉积物中有机质的主要成分。水体中的腐殖质多为富啡酸。其分解、转化和聚合的最终产物相当稳定，可以抵御微生物的进一步分解并在沉积物中保存下来。2005.03DLFU第三节水中持久性有机污染物的

生物富集一、生物富集系数fBC

持久性有机污染物在生物机体中的浓度（或含量）该污染物在生物周围环境中的浓度生物积累—指同一生物个体在生长发育的不同阶段生物富集系数不断增加的现象；生物放大—指在同一食物链上，生物富集系数从低营养级到高营养级逐级增加的现象。2005.03DLFU蓟运河水生生态系统

DDT和六六六的累积情况

（1970年代中期）水或生物DDT含量富集系数666含量富集系数备注水0.00006—0.0018—浮游生物1.632.7×1040.56311表观富集系数无脊椎动物1.562.6

×1040.83461草食性鱼类1.071.8×1040.74411

杂食性鱼类5.879.8×1041.04578肉食性鱼类4.227.0×1040.44244水鸟2.634.4×10411.5464002005.03DLFU二、影响生物富集的因素１，污染物的性质＊有机化合物的降解性＊脂溶性和水溶性２，生物特性＊生物种类—物质组成＊生长特性

PCBs在鱼体