第11讲 水中有机污染物的迁移转化2精选.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2. 敏化光解（间接光解） 光敏化作用：一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子，导致接受体反应，这种反应就是光敏化作用。 * 光敏化反应的光量子产率 光敏化反应的光量子产率(Φs)的定义类似于直接光解的光量子产率： 式中：c—污染物浓度； Ias—敏化分子吸收光的速率。 敏化光降解的光量子产率不是常数，它与污染物的浓度有关。 Φs=Qs·c 式中：Qs——常数。 * 3. 氧化反应 水体中吸光物质吸收太阳辐射，可引发一系列的次级光化学过程，生成多种自由基，使水中的有机物被氧化。 单重态氧(1O2)， 过氧烷基自由基(RO2·)， 烷基自由基(RO·) 羟自由基(OH·) * * 五、生物降解作用 水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。 微生物代谢的两种模式 一些有机污染物作为食物源能同时提供能量和提供细胞生长所需的碳(生长代谢) ； 另一些有机物，不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供(共代谢)。 * 1. 生长代谢 当某有毒物质能作为微生物培养的唯一碳源时，其代谢过程称为生长代谢 在生长代谢过程中，有毒物质可被微生物较彻底的降解或矿化，是微生物的生长基质(底物)。 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--米氐模型 Monod方程用来描述当化合物作为唯一碳源时的降解速率 式中：c—污染物(底物)浓度； B—细菌浓度； Y—消耗一个单位碳所产生的生物量； μmax—最大的比生长速率； Ks—半饱和常数，即R/B=μmax/2时的底物浓度。 E(酶)+S(底物) ES E+P(产物) * * 图3-34 细菌生长与马拉硫磷浓度的减低单位：细菌(个/mg), 马拉硫磷(μmol/L) * 米氐模型的简化 当底物浓度很低（Ksc）时 当微生物量保持不变时 * 2. 共代谢 概念：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。 共代谢没有滞后期，降解速度一般比完全驯化的生长代谢慢。 共代谢不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。 共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比： * 第四节 水质模型 一、氧平衡模型 1. Streeter－Phelps(S-P模型) 2. Thomas模型(忽略离散作用) 3. QUAL－Ⅱ水质模型 二、湖泊富营养化预测模型 三、有毒有机污染物的归趋模型 * 1. Streeter—Phelps模型(S-P模型) 水体中氧的消耗及溶解 有机物的微生物分解 水体中氧的消耗 还原性物质(SO32-等) 污泥的分解 水生植物的夜间呼吸 水体中氧的来源 水体中原来含有的氧 大气中氧向含氧不足的水体中扩散溶解 水生植物白天通过光合作用放出氧气， 溶于水中 * 1. Streeter—Phelps模型 假设 (1)水力学特征符合一维稳态模型(污染物输入量、流速、扩散系数不随时间而变) (2)BOD降解符合一级动力学反应 (3)DO(溶解氧)浓度减少只是由BOD降解而引起 (4)复氧速度与氧亏成正比 * BOD-DO模型方程 L, c: 水中BOD和DO浓度； u:水的流速 K1,k2: 耗氧与复氧系数 Ex: 离散系数 cS: 饱和溶解氧浓度 * BOD-DO模型的解析解１（Ex≠０） * BOD-DO模型的解析解２（Ex＝０） * 图 氧垂曲线 cS:饱和溶解氧浓度; cC:临界溶解氧浓度; D: 氧亏量; DE:临界氧亏量; xC: 临界距离 距离 cS Dc cc xc D 溶解氧浓度 0 * 临界距离xC * 临界氧亏量DC * 二、湖泊富营养化预测模型 当入湖污染物为氮、磷等营养物时，湖水中污染物浓度的变化不仅与进出湖泊的数量有关，而且还受其沉降速率的影响。 式中：c——湖水年平均总磷浓度，mg/L； Ip——输入湖泊