污染物在水体中的迁移转化1-36
水体内污染物的迁移与转化
水体内污染物的迁移与转化随着人类经济社会的发展，大量的污染物排放到水体中，其中包括无机物和有机物等，这些污染物不仅对水体本身的生态环境造成了极大的破坏，而且还会对人类的健康产生巨大的威胁。
因此，进行水体内污染物的迁移与转化的研究具有非常重要的现实意义。
一、水体内污染物的迁移机制1. 全球水循环过程中的污染物迁移全球水循环是地球大气圈、水圈和陆地生物圈等部分组成的整体系统，在这个系统中，污染物会通过全球水循环向各地的水体中传输。
例如，空气中的污染物（如氧化氮与二氧化硫）在大气中形成酸雨，然后通过雨水向地面水体中传输，进而加剧了水体中的酸性。
2. 水体内不同环境的污染物迁移水体内污染物的迁移机制是多种多样的，因为水环境中的温度、水流速度、离子环境、生物区系等环境因素均会对污染物的迁移方式产生影响。
在静水环境中，污染物多集中分布于底部或者水面附近，而在水流速度较快的河流或者海域中，污染物则随着水流向下游或者海底迁移。
此外，污染物的溶解度、分子质量、分子形式等也会对污染物的迁移方式产生一定的影响。
二、水体内污染物的转化机制1. 水体内生物作用的污染物转化生物是水体内最重要的组成部分之一，因为水体中存在着大量的细菌、藻类、浮游生物等微生物群体，它们可以通过吃掉周围的有机物而将污染物降解为水体生态环境所必需的无害物质，从而起到了水体净化的作用。
例如，强氧化剂过氧化氢可以被水体内的微生物降解为H2O和O2，香料中的L-薄荷烯等芳香类污染物可以被水体内的藻类通过吸收转化为二氧化碳和水，并且藻类中的一些细胞壁也含有丰富的吸附有机物的活性部位，可以吸附水体中的污染物，起到净化作用。
因此，生物作用是水体内污染物转化中最为重要的一个机制。
2. 环境氧化还原的污染物转化环境氧化还原反应是一类水体内污染物转化的重要机制，它通常是指一类化学反应，其中电子在不同的物质之间转移。
在氧气存在的环境下，某些化合物可以发生氧化反应，例如铁离子可以被氧化为铁离子，从而引发一系列反应，最终使得化学反应达到自我平衡。
环境影响评价 划重点 (下)
六1、水体环境容量：水环境容量是指水体在环境功能不受损害的前提下，所能接纳的污染物的最大允许排放量。
受纳水体不同，其消纳污染物的能力也不同。
环境容量所致的环境是一个较大的范围，若受纳水体范围较小，而边界与外界新形的物质能量交换量相对于水体自身所占的比例较大，此时通常改称为环境承载能力。
2、简述污染物在水体中的迁移转化方式推流迁移:污染物随着水流在X、Y、Z三个方向上平移运动产生的迁移作用。
(前后、左右、上下)分散稀释:污染物在水流中通过分子扩散、湍流扩散和弥散作用分散开来而得到稀释。
转化和运移:污染物在悬浮颗粒上的吸附或解吸、污染物颗粒的凝并、沉淀和再悬浮。
底泥中污染物随底泥沉淀物运移，热污染的传导和散失。
3、S-P模型是在什么条件下建立的？主要应用于什么水体什么指标的预测？(1)河流中的BOD衰减和溶解氧的复氧都是一级反应;(2)反应速度是定常的;(3)河流中的耗氧是由BOD衰减弓起的，而河流中的溶解氧来源则是大气复氧。
适用水体:(1)河流充分混合段;(2)污染物为耗氧有机污染物;(3)需要预测河流溶解氧状态;(4)河流为恒定流动;(5)污染物连续稳定排放。
指标:溶解氧DO、COD4、废水排入河流后，污染物与河水是如何混合的？由那几个阶段组成？(1)竖向混合阶段污染物排人河流后因分子扩散、湍流扩散和弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段。
在竖向混合阶段也存在着横向混合作用。
(2)横向混合阶段当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。
经过一定距离后污染物在整个横断面达到浓度分布均匀，这过程称为横向混合阶段。
(3)段面充分混合后阶段在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。
河水向下游流动的过程中，持久性污染物浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。
5、在地表水环境影响预测中，如何对河流湖泊进行简化？（1）如果河流的两排放口的间距较近时，可以简化为一个其位置。
污染物的环境迁移和转化机制
污染物的环境迁移和转化机制随着现代工业化和城市化的快速发展，环境污染已经成为了我们面临的一个严峻问题。
产生污染物的源头往往是工业、农业、交通等各个方面，而这些污染物在环境中的迁移和转化机制则是我们需要探讨的一个重要话题。
在本文中，我们将从三个方面进行讨论：污染物在大气、土壤和水中的迁移和转化机制。
一、大气中的污染物迁移和转化机制大气污染是全球环境面临的一个共同挑战，其中主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、臭氧、颗粒物等。
这些污染物在大气中的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、物理迁移大气中的污染物往往通过物理迁移的方式，随着气流的传输而在大气中传播。
例如，风起时，二氧化硫、氮氧化物等污染物就会随着气流的传递而向周围传播，范围可以达到数十公里。
2、化学转化大气中的污染物也可以通过化学反应进行转化，这种化学反应可以是自催化反应，也可以是光催化反应。
例如，在光照下，氮氧化物会与挥发性有机物发生反应，生成臭氧等氧气化合物，这就是光化学反应。
3、降雨和沉积大气中的污染物在接近地面时，会被降雨和沉积作用所固定，从而减少它们对环境的影响。
在雨水中，大气中的污染物会形成酸雨，对土壤和水体的污染作用加剧。
二、土壤中的污染物迁移和转化机制土壤是生态系统的一个重要组成部分，土壤中的污染物对环境造成的威胁是不可忽视的。
在土壤中，污染物的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、扩散和渗透土壤中的污染物可以通过扩散和渗透的方式进行迁移，这种方式和大气中的物理迁移类似。
污染物在土壤中的扩散和渗透受到土壤质量和结构的影响，不同的土壤类型对污染物的扩散和渗透具有不同的影响。
2、吸附和解析物质在土壤中的吸附和解析的过程是污染物在土壤中的转化机制之一。
污染物在与土壤颗粒接触时，会被吸附在颗粒表面。
根据不同的污染物和土壤类型，吸附的程度和效果有所不同。
3、微生物降解微生物降解是土壤中污染物的重要转化机制之一。
有些污染物可以被土壤中的细菌和真菌等微生物进行降解，这样就可以减少其对环境的影响。
环境污染物迁移转化规律解析及影响因素综合调控策略
环境污染物迁移转化规律解析及影响因素综合调控策略在当代社会，环境污染已经成为全球面临的重大问题之一。
环境污染物的迁移转化规律对于环境保护和生态系统的健康至关重要。
本文将重点探讨环境污染物的迁移转化规律及其影响因素，并提出相应的综合调控策略，旨在进一步保护环境和人类健康。
一、环境污染物的迁移转化规律1. 迁移规律：环境污染物在环境介质中的迁移受到多种因素的影响，包括地表水流、大气扩散、土壤渗透等。
不同环境介质的物理、化学特性对于污染物的迁移速度和路径起到决定性作用。
2. 转化规律：环境污染物在迁移过程中会发生一系列的物理、化学和生物转化，包括降解、吸附、挥发、溶解等。
这些转化过程会影响污染物的迁移路径和浓度，进而对生态系统产生影响。
二、影响因素分析1. 环境介质特性：地表水、土壤和大气等介质具有不同的物理、化学和生物性质。
地表水的流速和流向、土壤的孔隙结构和含水量、大气的风向和风速等因素会对污染物的迁移具有直接影响。
2. 污染物特性：不同的环境污染物具有不同的化学结构和稳定性，这决定了它们在环境介质中的行为。
一些有机污染物具有较高的挥发性和亲脂性，容易通过大气和水体传播，而无机污染物的行为则更加复杂。
3. 生态系统特性：生态系统中的生物活动、微生物群落和植被覆盖等因素也会对污染物迁移转化规律产生影响。
生物降解和生物吸附等生物过程对环境污染物的去除具有重要作用。
三、综合调控策略1. 源头治理：加强工业、农业和城市废水的治理，减少环境污染物的排放量。
采用先进的污染物处理技术，如膜分离、活性炭吸附等，可以有效降低污染物产生和排放。
2. 介质调控：有效管理和保护地表水、土壤和大气等介质，以减少环境污染物的累积和扩散。
优化农田水利设施，控制土壤侵蚀，避免农药和化肥的渗漏。
加强空气质量监测和大气污染物的治理，以减少污染物对环境的影响。
3. 转化调控：针对不同污染物的特点，开展转化调控措施。
对于有机污染物，可以利用生物降解、光催化等技术进行处理；对于重金属和无机污染物，可以采用吸附、沉淀等技术进行去除。
3.0 污染物在水体中的迁移与转化
横向混合阶段
经过一定距离后污 染物在整个横断面 上达到浓度分布均 匀，这一过程称为 横向混合阶段。
断面充分 混合后阶段
污染物浓度在横 断面上处处相等。 河水向下游流动 的过程中，持久 性污染物的浓度 将不再变化，非 持久性污染物浓 度将不断减少。
二、氧垂曲线
水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临 界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。
有机物降解方程式
d L
dt
K1 L
L L0 e K1t
x L0 (1 eK1t )
氧垂曲线的求解
d D
dt
K2 D
清洁带
污染带
恢复带 清洁带
DO BOD5
河流流下时间/d
河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线
图中这条呈下垂状的反映河流中溶解氧含量的曲线即 为氧垂曲线。 在图中： 污染带、恢复带和清洁带； 氧垂曲线反映了河流中DO的变化情况，侧面反映出
四、污 水 出 路与排放标准
排放水体
污水的 最终出路
工农业利用
地下水回灌
污水综合排放标准GB8978-1996
污
水
排
城镇污水处理厂污染物排放标准
放
GB 18918-2002
水
体
地表水环境质量标准
的
GB 3838-2002
限
制
海洋水质量标准GB3097
污
对人体健康不应产生不良影响
水
对环境质量和生态系统不应产生不良影响
回
对产质的要求或标准
满
应为使用者和公众所接受
足
回用系统在技术上可行，操作简便
的
要
污染物在水体中的迁移转化方式
污染物在水体中的迁移转化方式主要有以下三种途径：
(1)氧化-还原作用。
天然水体中有许多无机和有机氧化剂和还原剂，如溶解氧、Fe3+、Mn4+、Fe2+、S2-及有机化合物等，这些物质对污染物的转化起重要作用。
如环境中重金属在一定氧化-还原条件下，容易发生价态变化，结果是其化学性质改变，迁移能力也会发生改变。
水体中的氧化-还原类型、速率和平衡，在很大程度上决定了水中重要溶质和污染物的性质。
如在一个厌氧湖泊中，湖下层的元素以还原态存在：碳还原成CH4，氮还原成[*]等，而表层水由于可被大气中氧补充，成为氧化性介质，达到热力学平衡时，碳成为CO2，氮成为[*]。
显然这种变化对水生生物和水质影响很大。
(2)络合作用。
天然水体中有许多无机配位体，如OH-、Cl-[*]、[*]和有机配位体如氨基酸、腐殖酸，以及洗涤剂、农药、大分子环状化合物等，它们可以与水中的污染物，特别是重金属发生络合反应，改变其性质和存在状态，影响污染物在水体中发生、迁移、反应和生物效应。
(3)生物降解作用。
水体中的微生物，特别是底泥中的厌氧微生物，可以使一些污染物发生转化，如把无机汞转变为有机汞。
大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化
大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化近年来，随着工业化和城市化的加速发展，大气污染日益成为我们面临的严峻挑战。
大气污染物不仅对空气质量造成严重威胁，也可能通过迁移与转化进入土壤和水体中，进一步对生态环境和人类健康构成风险。
本文将从科学角度，探讨大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化过程。
一、大气污染物的源头与排放要了解大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化，我们首先需要了解污染物的源头与排放。
工厂排放物、汽车尾气以及农业活动都是主要的大气污染源。
这些污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等。
来源不同，性质各异，这决定了它们在土壤及水体中的迁移与转化行为也各有差异。
二、大气污染物在土壤中的迁移与转化1. 颗粒物的沉降和吸附颗粒物是大气污染物中最常见的一种。
当它们进入土壤中时，会通过沉降和吸附的方式留在土壤中。
颗粒物的质量和粒径大小决定了它们的迁移性。
较重的大颗粒物会很快沉降到土壤表面，对土壤质量和农作物生长产生负面影响；而较轻的小颗粒物则可以在土壤中迁移较远距离，甚至通过长距离输送形成大范围的污染。
2. 氮氧化物的转化过程氮氧化物是工业排放和农业活动中常见的大气污染物之一。
当它们进入土壤中时，会发生一系列的生物地球化学反应。
一方面，氮氧化物可能与土壤中的有机物或无机物相互作用，形成稳定的化合物，降低其迁移能力；另一方面，它们也可能通过微生物的作用，转化为其他氮化合物，如亚硝酸盐和氨盐，进一步影响土壤中的氮循环。
三、大气污染物在水体中的迁移与转化1. 溶解态污染物的扩散和溶解度一些大气污染物如氨气、二氧化硫等能够溶解在水中，形成溶解态污染物。
这些溶解态污染物可以随着水体的流动迁移，进一步扩散到其他水域。
溶解态污染物的迁移速度主要由扩散系数和水流速度决定。
另外，溶解度也会影响污染物在水中的浓度，从而影响水体生态系统的健康状况。
2. 悬浮态污染物的沉降和沉积与土壤中的颗粒物类似，大气污染物中的悬浮态颗粒物也可以通过降雨等方式沉降到水体中。
水体氮磷污染物的迁移与转化规律研究
水体氮磷污染物的迁移与转化规律研究随着人类社会的不断发展，环境问题日益凸显。
在水体中，氮磷污染物已经成为环境保护领域的重要议题。
它们的存在和迁移转化方式直接影响着人类的生产和生活。
因此，研究水体中氮磷污染物的迁移与转化规律，对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
一、水体中氮磷的来源和影响氮磷是生命活动必需的元素，它们通常以化合物的形式存在于水体中。
水体中氮磷污染物主要来源于农业、城市化、工业化等多种因素。
农业活动是水体中氮磷污染的主要来源，农田灌溉、肥料运用、兽畜饲养等都会导致氮磷污染。
城市化和工业化也会增加水体污染的风险。
这些因素会使水体中氮磷含量过高，影响水体生态系统健康。
水体中氮磷含量超标会导致一系列的环境问题，例如蓝藻水华、河流富营养化、水生态系统崩溃等。
此外，氮磷对人类健康也有不良影响。
如氮污染物会转化为亚硝酸盐，以及其衍生物亚硝胺，对人体致癌风险有一定影响。
二、水体中氮磷污染物的迁移水体中的氮磷污染物是动态的，它们在水体中不断地迁移转化。
水体中的氮磷污染物主要有一下迁移途径：1、平流：由于水体运动、流动的差异，污染物沿流动方向流动，形成物质的平流。
平流是氮磷污染物迁移的主要方式之一。
2、扩散：氮磷发生扩散，是指氮磷颗粒在水体中无规则的扩散，它主要是受水体运动、物理和化学因素的支配。
3、沉降：由于氮磷颗粒密度重，水流缓慢时可沉降。
大颗粒氮磷污染物在水体沉降速度快，受到水流扰动影响很小。
水体中的氮磷污染物迁移途径以及污染物的迁移距离和时间，会受到多种因素的影响。
例如，水流速度、水体风险、水深、水体年龄、降雨量及地表覆盖率等都会影响氮磷污染物的迁移。
三、水体中氮磷污染物的转化氮磷污染物在水体中可发生多种转化反应，包括氧化还原、酸硷平衡、生物能量等。
转化的这些反应会影响污染物在水体中的存在形式和浓度。
1、氮的转化氮可转化为多种形式，包括氨态氮、硝态氮、有机氮、氮气等。
其中，氮气和硝态氮的生成是氮在水体中的最终落脚点。
环境污染物的迁移与转化
环境污染物的迁移与转化近年来，随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出。
环境污染物的迁移与转化是一个重要的研究领域，深入了解其原理和机制对于环境保护和治理具有重要意义。
一、环境污染物的迁移过程环境污染物的迁移是指它们在环境介质中的传播和移动过程，主要包括大气、水体和土壤介质。
在大气中，污染物通常以气体、颗粒物和气溶胶的形式存在，通过空气流动和对流扩散的方式传播。
在水体中，污染物可溶于水中或以悬浮物的形式存在，通过水流和水体对流传播。
而在土壤中，污染物通常以吸附态或固相形式存在，通过土壤颗粒间的扩散和水分运动的影响传播。
二、环境污染物的转化机制环境污染物的转化是指其在不同介质中发生的化学、物理或生物反应，导致其结构和性质发生变化。
这些转化机制主要包括降解、转化和累积。
降解是指污染物在环境中经过生物降解、化学降解、光解和热解等过程逐渐分解和降低浓度的过程。
转化是指污染物在环境介质中由一种形式转变为另一种形式的过程，如氧化还原反应和化学转化反应。
累积是指污染物在环境中逐渐积累或富集的过程，包括生物体内和土壤中的吸附和积累。
三、环境污染物的影响与防治环境污染物的迁移与转化不仅对人类健康和生态环境造成威胁，还会导致地下水和土壤的长期污染。
一些环境污染物具有较高的毒性和持久性，不易降解和转化，因此对其防治显得尤为重要。
在防治环境污染物的过程中，我们可以采取物理、化学和生物等多种手段，包括污水处理、废气处理和土壤修复等技术。
此外，加强环境监测和建立环境污染物排放标准也是必要的措施，以保障环境质量和人民健康。
四、环境污染物的治理与可持续发展环境污染物的治理是一个综合性的工程，需要社会各界的参与和支持。
政府应当加强相关法律法规的制定和实施，加大对环境保护事业的投入。
企业应当加强自身的环境管理与治理，推动绿色生产和可持续发展。
公众应当增强环保意识，提倡低碳生活方式，减少对环境的污染和破坏。
只有通过全社会的努力和共同参与，我们才能实现环境污染物的有效治理和可持续发展。
第二章 水中有机污染物的迁移转化
分配系数—标化分配系数
2. 分配系数与标化分配系数 分配系数： 有机毒物在沉积物（或土壤）与水之间的分配，往往可用分配 系数（Kp)表示： KP=cs/cw
式中：cs、cw—分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度 cT = cscp+cw cw = cT/（Kpcp+1）
式中： cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量总和，g/L ； cs、cw—分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度，kg/L, g/L；cp—为有机物在颗粒物上的平衡浓度，g/kg
第二十八课
LOGO
第四节 水质模型
污染物进入水环境后，由于物理、化学和 生物作用的综合效应，其行为的变化十分 复杂的，很难直观地了解它们的变化和归 趋。若借助水质模型，可较好描述污染物 在水环境中的复杂规律及其影响因素之间 的相互关系，因此水质模型是研究水环境 的重要工具。 一、氧平衡模型(Streeter – Phelps 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
Spurlock和Biggar :极性 有机污染物与活性有机 质基团之间发生的特殊 作用
分配与吸附
①分配作用:溶解作用,相似相溶; ②吸附作用:表面吸附作用,物理吸附通过范德华 力,化学吸附通过化学键\氢键\离子偶极键\配位 键\键等;
分配作用 吸附作用 吸附热 小 大 等温线 线性(整个溶解度范围) 非线性 竞争吸附 不发生,与溶解度有关 存在, 与表面吸 附位有关
（1） （2） （3） （4）
L( x)
x 0
L0 , L() 0
C( x)
x 0
C0 , C() Cs
式中：L 为 x 处河水中的 BOD 值，mg/L；C 为 x 处河水溶解氧浓度，mg/L；Cs 为 河水某温度时的饱和溶解氧浓度，mg/L；u 为河水平均流速，m/s；K1 为 BOD 的衰减系数，
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有机物耗氧速率常数k1估值
0.8
1/3
0.7 0.6 0.5 0.4 0 2 4 6 8 10 12
(t/y)
t(d)
从图上查得：
a 0.52
0.727 0.52 b 0.0207 10 b 6 0.0207 1 k1 6 0.239 d a 0.52
1 1 L0 29.76 mg / l 3 3 k1 a 0.239 0.52
6-1-2 Thomas模型
K3为沉浮系数，大于0为沉淀，小于0为上浮。
L ( K1 K 3 ) L x O U K1 L K 2 (Os O) x U
L L0e ( k1 K3 )t k1L0 k1 k3 t k 2t k 2t O O O O e e e s s 0 k1 k3 k2
基于S-P模型的河流污染物变化过程
O, L Ow,Lw,q
O0
临界点 Oc,Lc,tc ,xc L0
x
临界点参数的推求
在临界点： 复氧速率=耗氧速率，即 k1Lc k2 Dc 0
k1 k1 k1 k1tc k1tc Dc L L0e , 或：Oc Os L0e k2 k2 k2
有机物耗氧速率常数k1估值
故
k1t yt La k1t 1 6
1 3
3
或
1 k12 / 3 t y t La k1 3 6 L1/ 3 t a
令：
a La k1
1 3
则：
k b 6L
2/3 1 1/ 3 a
1 La k1a 3
b k1 6 a
有机物耗氧速率常数k1估值
例：有一组BOD实验数据如表：求K1和L0。
t y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6.5 11.0 15.0 18.0 20.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0
(t/y)1/3 0.53 0.567 0.585 0.606 0.630 0.648 0.673 0.693 0.711 0.727 6
U 0.696 k 2 5.03 1.673 h
该公式适用条件：0.6m<=h<=8m，0.6m/s<=U<=1.8m/s。
6-2 富营养化模型
QUAL—II模型（Rosner 等，1981）用下式模拟藻类净增长
A A t
A-藻类浓度，右边第一项符号-藻类生长速率，第二项符号藻类呼吸速率，第三项浓度-藻类沉降浓度。 在QUAL—II模型（Rosner 等，1981）中，藻类的净产氧量 为 O
C U t O U t C 2C D 2 K1 L x x O 2O D 2 K1 L K 2 (Os O) x x
Streeter-Phelps假定恒定流：
C 2C U D 2 K1 L x x O 2O U D 2 K1 L K 2 (Os O) x x
k1 1 tc ln k2 k1 k2 Os O0 k2 k1 1 k1 L0
K1和k2的修正
按照阿仑尼乌斯定律，反应速率常数与温 度有关，符合下述关系：
kT k20
根据实验：
T 20
k1 : 1.047; k2 : 1.024
矿 化 作 用 沉 积 作 用 氧 化 作 用 反 硝 化 作 用
矿 化 作 用 交 换 通 量
沉 积 作 用
呼 吸 作 用
DO SOD 沉积物
光 合 作 用
沉 积 作 用
大 气 复 氧 作 用
沉 积 作 用
6-3 毒性污染物质模型
volatilization
Hydrolysis Biodegradation Oxidation Extra reaction Transport photolysis
k t
因为
1 e
k t
k1t k1t 2 k1t 3 k1t 1 2 6 24
3
k1t k1t 1 6
k1t k1t 2 k1t 3 k1t 1 2 6 24
6-1-1 Streeter-Phelps模型
若不考虑纵向离散
L K1 L x O U K1 L K 2 (Os O) x U
k1t L L e 0 k1 L0 k1t k 2t k 2t D e e D e 0 k k 2 1 k1 L0 k1t k2t k 2t e e O Os Os O0 e k1 k 2
t a1 a 2 A
1 分别为单位质量藻类的产氧量和消耗的 O-溶解氧浓度， 2 氧量， 为藻类生长速率，为藻类呼吸速率。
藻类生长速率用以下公式表示
f ( I ) f ( N ) f (T )
max (
Iz N P ) min( , ) (T 20) K sN N K sP P K1 I z
Dm 1.774 10 4 1.037 T 20
CZ为谢才系数，Dm为分子扩散系数，Jb为河流坡降，n为 河床糙率，T为水温（0C）。
欧文斯(Owens)等人公式
U 0.67 k 2 5.34 1.85 h
该公式适用条件：0.1m<=h<=0.6m，U<=1.5m/s。 丘吉尔(Churchill)公式
Justus von Leibig最小定律：植物生长所需的元素中最为短 缺的因素限制植物的生长。
6-2-2 EFDC模式
难降解颗粒 态有机碳
易降解颗粒 态有机碳 溶解态有机碳
难降解颗粒 态有机氮
易降解颗粒 态有机氮 溶解态有机氮
难降解颗粒 态有机磷
易降解颗粒 态有机磷 溶解态有机磷
颗粒态 生物硅
氨氮
总磷 溶解态 颗粒态/ 吸附态
有效硅 溶解态 颗粒态/ 吸附态
硝酸盐氮
溶解氧 大气复氧 化学 需氧量
光合作用
光
总悬浮 固体 或 总活性 金属
呼吸作用
大型藻类 蓝藻 绿藻 硅藻 生物量 生物量 生物量 生物量
细菌 浓度
6-2-3 WASP模式
外部负荷 移流扩散 边界流量 温度盐度 光照强度
反硝化作用 水体 CBOD NH3 硝化作用 摄入 死亡 死亡 ON PYHT NH3+NO2 摄入 死亡 死亡 OP OPO4
6-1-1 Streeter-Phelps模型
L L0 e 1x K1 2 x 1 x 2 x O O ( O O ) e L ( e e ) s s 0 0 K K 2 1
u 2 ( 1 1 4 DK / u 1 1 2D u (1 1 4 DK / u 2 2 2 2D
环境流体力学
尹海龙
6 污染物在水流中的迁移转化
6-1 污染物在水体中迁移转化基本形式 6-2 富营养化模型 6-3 毒性污染物质模型
污染物在水流中的迁移转化
再来看紊流扩散方程
C C 2C uj Dt Sc t x j xi xi
方程中SC为源、汇项，与污染物在水中迁移转化有关
6-1-3 Dobbins-Camp模型
L ( K1 K 3 ) L B x O U K1 L K 2 (Os O) P x U
B k1 k3 t B L L e 0 k k k1 k3 1 3 k1 B P k 2t O Os Os O0 e k k k k 2 1 3 1 k1 L0 B k1 k3 t k2t L0 e e k1 k3 k 2 k1 k3
有机物耗氧速率常数k1估值
实验室测定值用于河流时的修正 u ‘ k1 k1 0.11 54 I H
有机物耗氧速率常数k1估值
野外实测法 有机物降解符合
L2 L1e
k t
故 x L2
6-1-6 大气复氧速率
河水流动时，水面的大气复氧； 上游河水或潮汐河段海水带来的溶解氧； 排入河流中的废水带来的溶解氧； 水体中繁殖的光合自养型水生植物（如藻类）， 白天通过光合作用释放氧气，溶于水中。
氧垂曲线
C, L Cw,Lw,q
C0
临界点 Cc,Lc,tc ,xc L0
x
6-2-1大气复氧
水中溶解氧的变化率
dO k 2OS O dt
dD k 2 D dt
OS饱和溶解氧浓度，D=Os-O,氧亏值，k2为大气复氧速率。
OS 468 31.6 T
T为水温（0C）。
大气复氧系数基本形式
污染物在水流中的迁移转化
严重污染河流的黑臭正是因为大量污染物排放，污染物 在水流中的衰减导致溶解氧消耗引起的。
6-1 污染物迁移转化模型
S-P模型； Thomas模型； Dobbins-Camp模型； O’Conner模型
6-1-1 Streeter-Phelps模型
dL k1 L dt dO k L k O O 1 2 s dt
6-1-5有机物降解耗氧速率的测定
可用一级动力学反应式来表达含碳有机物在水流中的衰减 变化：
dLC k1 LC dt
解析解
LC LC (0) e k1t
K1值表征了水体有机物降解速率的大小，是水质模型中的 重要参数。