污染物在水体中的迁移
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。
河流水体污染物迁移与扩散过程
河流水体污染物迁移与扩散过程水是生命之源，然而现代工业和生活活动所产生的污染物对河流水体造成了严重的破坏。
了解河流水体污染物的迁移与扩散过程对于保护水资源、维护生态平衡至关重要。
本文将通过阐述污染物迁移的途径和扩散的机制，以及相关的防治措施，来探讨河流水体污染物迁移与扩散过程。
一、河流水体污染物迁移途径1.水流迁移：河流的水流是污染物迁移的主要途径之一。
污染物通过水流的推动，沿着河流的流向传播。
大部分溶解性污染物会随着水流的流动被稀释和运移，而悬浮物和沉积物中的颗粒污染物则会随着悬浮物和沉积物的运动而迁移。
2.气候影响：气候因素也是影响污染物迁移的重要因素之一。
降雨量的大小和频率，以及水温、湍流等气候因素都会对污染物迁移产生影响。
降雨会冲刷河岸和流域中的污染物，使其进入河流；而温度和湍流等因素会影响水的流速和水深，从而影响污染物的扩散。
二、河流水体污染物扩散机制1.弥散扩散：河流中的扩散过程主要通过弥散来实现。
当污染物浓度梯度存在时，污染物会沿着浓度梯度方向进行自发性扩散，使其浓度逐渐减小。
弥散过程不需要外界的能量输入，是一种自发的物理现象。
2.湍流扩散：湍流是河流中常见的现象，也是污染物扩散的重要机制之一。
湍流会引起水流的混合和波动，从而将污染物在水流中更加均匀地分布。
湍流对于扩散的增大起到了重要的促进作用。
三、河流水体污染物迁移与扩散的防治措施1. 减少污染物的排放：减少污染物的源头排放是解决河流水体污染的关键。
通过加强环境管理和监管，推动工业企业、农村和城市居民等各方减少污染物的排放，从源头上减轻河流水体的污染负荷。
2. 改善河流水质：对于已经受到污染的河流水体，采取适当的治理措施是必要的。
包括沿岸绿化、湿地修复、人工湖建设等手段，可以减缓污染物的迁移和扩散，同时提高水体的自净能力。
3. 强化监测与预警：建立完善的河流水体监测网络，及时掌握水质的变化和污染源的情况，对河流水体的污染问题提前进行预警，以便采取相应的措施进行干预和管理。
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
环境污染物的迁移与转化机制
环境污染物的迁移与转化机制环境污染物的迁移与转化是指污染物在环境介质之间的传输和转换过程。
这个过程涉及到污染物在空气、水、土壤等介质中的迁移、降解、转化和蓄积等多种环境行为。
了解环境污染物的迁移和转化机制对于预防和治理污染具有重要的理论和实践意义。
一. 环境污染物的迁移机制环境污染物在大气、水体和土壤中的迁移机制各有特点：1. 大气迁移：大气是重要的传输介质之一，它可以通过空气传播使污染物从源地迁移到其他地区。
大气中的污染物主要通过扩散、沉降和附着等机制进行迁移。
其中，气溶胶是重要的传播途径之一，通过大气中的颗粒物和气相污染物的互相作用，污染物可以在大气中长距离传输。
2. 水体迁移：水体是重要的储存和传输介质，它可以通过溶解、附着、沉积、水流以及生物吸附等方式使污染物发生迁移。
其中，水流是重要的迁移途径，它可以将污染物从一个地区输送到另一个地区。
3. 土壤迁移：土壤是重要的储存和转换介质，它可以通过吸附、解吸、降解、挥发和根系吸收等方式使污染物发生迁移。
其中，土壤颗粒、有机质和微生物等对污染物的吸附和解吸作用起到重要的影响。
二. 环境污染物的转化机制环境污染物的转化是指在迁移过程中，污染物在不同的环境介质中发生的化学、生物、物理等反应或过程。
1. 化学转化：化学转化是指污染物在环境中与其他物质发生化学反应而发生转化。
例如，大气中的氮氧化物能够与大气中的氧、水反应生成酸性物质，导致酸雨的形成。
2. 生物转化：生物转化是指污染物在生物体内发生的代谢、降解等反应。
例如，土壤中的微生物可以通过降解有机污染物的代谢途径将其转化为无害或低毒的物质。
3. 物理转化：物理转化是指污染物在迁移过程中发生的物理变化。
例如，大气中的颗粒物可以在空气中悬浮，但在接触到固体表面时会发生沉降。
三. 环境污染物的迁移与转化影响因素环境污染物的迁移与转化受到多种因素的影响：1. 环境条件：环境因素如温度、湿度、pH值等对环境污染物的迁移和转化起着重要的影响。
环境科学中的水体污染物传输与迁移规律
环境科学中的水体污染物传输与迁移规律水体污染是当前全球面临的重要环境问题之一，对于环境科学的研究而言，探讨水体污染物的传输与迁移规律至关重要。
水体污染物的传输与迁移规律研究是指研究污染物在水体中的扩散、迁移及其垂直和水平分布等现象，以便为环境保护和水资源管理提供科学依据。
水体污染物传输与迁移规律的研究对于水质评价、水资源管理、环境保护等方面具有重要意义。
其中，以下几个方面是研究该规律的重要内容：首先，污染物在水体中的扩散规律是研究的重点之一。
污染物的扩散受到多种因素的影响，包括水流速度、河道的形态、湍流程度、悬浮物等。
研究表明，水流速度是影响污染物扩散的关键因素之一，水流速度越大，污染物的扩散范围越大。
其次，污染物在水体中的迁移规律也是研究的重要内容之一。
污染物在水体中的迁移主要包括上游向下游的迁移和垂直方向上的迁移。
上游向下游的迁移主要受到水流和水流速度的影响，而垂直方向上的迁移则与污染物的密度、沉降速度等因素有关。
研究表明，不同类型的污染物在水体中的迁移规律存在差异，需根据具体情况进行深入研究。
另外，污染物在水体中的垂直和水平分布也是研究的重要内容之一。
水体中污染物的垂直和水平分布受到多种因素的影响，包括水流速度、水体深度、溶解度等。
研究表明，污染物的垂直分布是由水深和密度决定的，而水平分布则受到水流速度和水体形态等因素的影响。
此外，污染物在水体中的降解和转化过程也是研究的重要内容之一。
污染物在水体中的降解和转化主要包括生物降解、化学降解和物理转化等过程。
研究表明，生物降解是水体中一种重要的去污机制，而化学和物理转化则直接影响污染物的彻底去除效果。
总的来说，水体污染物传输与迁移规律的研究对于水质评价、水资源管理和环境保护等方面具有重要意义。
通过对污染物传输与迁移规律的研究，可以为制定水质管理措施、减少水体污染物排放和提高水环境品质提供科学依据。
因此，加强对水体污染物传输与迁移规律研究的重要性不可忽视。
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。
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第四章 污染物在水体中的迁移
水质模型的目的是模拟污染物浓度在环境中的变化过程，这种过程包括物理、化学和生物过程，其中物理过程主要表现在对流、扩散和弥散等；化学过程主要表现于物质由于化学反应在水体中的变化规律；生物过程则是在微生物的作用下而产生的变化过程。
主要控制因素是污染性质、环境因素和排放的方式方法。
所以有必要在这里介绍污染物的基本转化规律和机理。
(1) 对流与扩散
对于溶解性和悬浮性的污染物质，其物理过程主要有对流和扩散两种基本方式。
对流指的是由于含有污染物的水体运动而产生的迁移过程；而扩散是指由于水体中污染物迁移所产生浓度梯度的非平流转移过程，这种过程是由于布朗宁（BROWNIAN ）运动而引起物质分子的随机运动，或由于湍流而引起的分子级迁移过程。
对于保守物质，分子扩散可用Fick ’s 第一定律来描述：物质由分子扩散通过液体单位面积的速度与液体中的浓度梯度成正比。
扩散物质通量=x c D m ∂∂- (6-1)
其中，D m 是扩散系数或比例常数，它与绝对温度成正比，与扩散相的分子量和扩散相的浓度成正比。
负号表示由于扩散过程物质从高浓度向低浓度方向运动。
(2) 物理化学过程动力学
(a) 零级反应：零级反应的反应速率与反应浓度无关，当方程中的指数v 和w 为零时，反应物浓度变化速率可用下列方程表示：
[]k dt A d =/
(b) 一级反应：一级反应速率与反应物浓度成正比，其速率常数可用下列方程表示：
[][]A k dt A d =/ （6-3）
方程的解为：
[][])exp(0kt A A -= （6-4）
式中，[A 0]是初始浓度；[A]是时间t 时的浓度。
(c) 二级反应：典型的二级反应式有两种形式
（3）吸附－解吸
水中溶解的污染物或胶状物，当与悬浮于水中的泥沙等固相物质接触时，会被吸附在泥沙表面，并在适宜的条件下随泥沙一起沉入水低,使水的污染浓度降低，起到净化作用。
另外，河流的底岸也有吸附作用.与之相反，被吸附的污染物,当水流条件(如浓度、流速、pH 、温度等)改变时，也可能从吸附面上解脱一部分又进入水中，使水的污染浓度增加。
前者称吸附，后者称解吸。
大量研究表明：吸附能力远远大于解吸能力，常可大过几个数量级。
因此，吸附—解析的总趋势是使水体溶解的污染物浓度降低。
(4) 沉淀与再悬浮
水中悬浮的有机物微粒和吸附有机物的泥沙，当流速减缓时，可能出现沉淀，使水体净化；当流速变大时，沉积为底泥的有机物可能被冲刷再浮于水中，使污染浓度增大。
在水质模型中考虑这种影响，一般有两种途径：一是按照河流动力学原理，先计算河段的冲淤过程，
然后再考虑泥沙对污染物的吸附-解吸作用，进一步算出有机物的沉淀与再悬浮。
这种方法考虑因素全面，计算精度较高，但这种方法比较复杂，需要资料多，工作量大，仅当沉淀与再悬浮作用很重要时才采用。
另一种方法，是采用下面的简单公式估计沉浮作用引起的有机物浓度变化：
C K dt dC
S -= (6-26)
式中：C 为t 时水体的有机污染物浓度，mg/L ；Ks 为沉淀与再悬浮系数，d -1。
沉淀时取正，
表示水中污染物浓度减小；再悬浮时取负，使水中污染物浓度增加。
Ks 与河水流速、 泥沙颗粒组成等因素有关。
（5） 有机污水生化反应
(a) 碳化方程
在水环境中，有机物在耗氧条件下，好氧性细菌对碳化合物氧化分解，使有机物产生生化降解过程。
反应速度按一级动力学公式描述，即反应速度与剩余有机物的浓度成正比
L K dt dL
1-= (6-27)
解得
)exp(10t K L L -= (6-28)
(b) 硝化方程
在水中，氨氮和亚硝酸盐氮在亚硝化菌和硝化菌作用下，被氧化成硝酸盐氮的过程。
其生物化学反应方程式
O 2H 4H 2NO 322224++−−−→−++-+
亚硝化菌O NH
--
−−→−+3222NO O 2NO 硝化菌
(c) 厌氧方程
当水体中有机物(主要指耗氧有机物)含量超过一定限度时，从大气供给的氧满足不了耗氧的要求，水体便成为厌氧状态。
这时有机物开始腐败，并有气泡冒出水面(主要是CH 4 、H 2S 、H 2 等气体)，发出难闻的气味。
在这种条件下，引起激烈的酸性发酵，其pH 在短时间内降低到5.0~6.0的范围。
在这个发酵阶段，主要是碳水化合物被分解，然后是蛋白质被分解，有机酸和含氮的有机化合物开始分解，并生成氮、胺、碳酸盐及少量的碳酸气、甲烷、氢、氮等气体。
与此同时，还产生硫化氢。
（6） 微生物生长动力学
微生物生长动力学过程要比化学反应过程更复杂。
幸运的是，微生物的重要一类—细菌，能用简单的方法来描述，这些适合修正的动力学也可以用于描述藻类的生长。
对藻类，其基本关系是基质浓度和生长速率。
图6.2和下列方程用于这种关系的描述。
)(max S K S S +=μμ (6-38)
式中：μ—生长速率；S —基质浓度；K S —半速常数。
6-2 细菌生长速率与基质浓度之间的关系 RA dt dR = (6-40) （7） 其他过程
(a) 挥发过程
在气液界面，物质的交换的另外一种重要过程是挥发。
对于许多物质，挥发作用是一个重要的过程。
当溶质的化学势降低之后就会发生溶质从液相向气相的挥发过程。
(b) 光解过程
许多化学物质在水体中在波长大约290nm 处具有光解作用，该过程可以描述为： C K dt dC p θ-= (6-46)
式中：K p —光解速率系数；θ—总产率。
生长速绿。