持久性有机物课件.ppt

將某一特定功能團從一相移入另一相所需的能量與功能團性質及體系特性有關，這種規律可以用取代基數常數法、分段常數法和分子連接性指數法表達。在研究水生生物對持久性有機化合物的富集過程時，污染物在水相和有機相之間的分配係數是一個非常有用的參數水生生物積累持久性有機物的速度魚類對水中有機污染物的直接富集主要是通過鰓的呼吸作用進行的。水中的持久性有機物一旦被魚鰓截留，它們將隨血液迅速轉移到其他器官中，並主要積累在富含脂肪的部位。這些有機體可能在各種生物化學作用下被降解，也可能被直接排泄到體外。因此在研究一種污染物質在魚體中積累的速度時，必須兼顧過程的兩個方面，即魚體對該物質的吸收和釋放。實際上，由於揮發作用發生在水相表層，水溶液中也會因而形成濃度差該模型假定水氣兩相介面附近均存在濃度差，因此在介面兩側各有一擴散薄層，有機化合物在這兩個擴散層中因揮發作用形成濃度梯度，而在氣相和水相的其餘部分保持濃度均一。根據這一摸型，有機溶質從水相向氣相揮發的速度取決於包括它們穿越臨界面的兩個薄層的擴散過程。第三節持久性有機物在水/固兩相間的遷移除了向大氣揮發外，持久性有機物離開水相的另一重要途徑是被水體中懸浮顆粒物或底部沉積物吸附，而前者最終仍會沉積到水體底部.一般來說，由於揮發作用僅僅發生在水體表面，而污染物與固體顆粒接觸的機會要大得多，所以在決定進入水環境的持久性有機物歸宿方面吸附和解吸的作用要比揮發作用更重要。持久性有機物在固相表面的吸附機理有機物分子在固相表面吸附機理比金屬離子吸附要複雜得多。持久性有機物吸附特徵主要與其自身酸鹼性、極性、可極化性等有關，而這些性質又由物質結構特徵決定。影響上述與吸附作用有關的化學特徵的結構因素包括：（1）功能團的存在，如羥、羰基、羧基和胺基等。（2）取代基的性質及它們的相對位置。（3）不飽合鍵的存在。表面物理吸附和陽離子交換作用在某些持久性有機物分子的吸附過程中起一定作用。除此之外，涉及到這些物質在固相表面吸附的主要機理還包括陰離子交換、範德華引力作用、氫鍵結合和憎水吸附。由於絕大多數環境膠體帶負電荷，強鹼性或弱鹼性有機物在適當環境條件下被吸附的可能性很大，同時陰離子交換作用比陽離子交換作用微弱.對於天然環境中的有機酸分子而言，它們重要存在形式就是陰離子，因此陰離子交換作用對這類物質有著特殊的意義，當然環境中能吸附這些陰離子的膠體為數不多，僅限於一些含水氧化物。範德華引力作用包括永久偶極，誘導偶極和色散力引起的各種分子間的相互作用，這些作用力存在於一些吸附過程中，但在大多數情況下相當微弱，只有在其他各種吸附機理均不起作用時，如果各有機分子構型允許它非常接近吸附劑表面，此時才會在持久性有機物分子中各部分與吸附劑間範德華力起作用。分子的正電重心和負電重心不重合,分子則為極性分子,其極性的大小可以用偶極矩來度量.

雙原子分子HCl的正負電重心不重合,是極性分子.若正電(或負電)重心上的電荷的電量為q,正負電重心之間的距離為d(稱偶極矩長),則偶極矩為:μ＝qd

永久偶極:極性分子的偶極矩稱為永久偶極.

誘導偶極:非極性分子在外電場的作用下,可以變成具有一定偶極的極性分子,而極性分子在外電場作用下,其偶極也可以增大.在電場的影響下產生的偶極稱為誘導偶極.

瞬間偶極非極性分子無外電場時,由於運動、碰撞,原子核和電子的相對位置變化,其正負電重心可有瞬間的不重合;極性分子也會由於上述原因改變正負電重心.這種由於分子在一瞬間正負電重心不重合而造成的偶極叫瞬間偶極.瞬間偶極和分子的變形性大小有關.極性分子之間靠永久偶極－永久偶極作用稱為取向力.僅存在於極性分子之間誘導偶極與永久偶極作用稱為誘導力.

瞬間偶極－瞬間偶極之間有色散力.

取向力、誘導力和色散力統稱範德華力由於各種分子均有瞬間偶極,故色散力存在於極性分子－極性分子、極性分子－非極性分子及非極性分子－非極性分子之間.色散力不僅存在廣泛,而且在分子間力中,色散力經常是重要的.氫鍵是一種特殊的偶極——偶極間的相互作用。水體懸浮物和底部沉積物主要成份是有機膠體和粘土礦物，前者含豐富的羰基、羥基和胺基待官能團，和後者表面的氧原子均能與持久性有機物分子以氫鍵相結合。在水環境中由於水分子競爭作用，持久性有機物分子與有機、無機膠體直接以氫鍵連接的可能性比較小，此時它們往往通過羰基與水分子形成氫鍵，而這個水分子則與膠體表面代換性陽離子以離子—偶極鍵相連，在這種特殊形式氫鍵中，水分子起到“水橋”的作用。憎水吸附只與吸附劑的有機成份有關，這樣的成份包括臘、脂肪、樹脂、腐殖酸中的脂鏈以及極性基團較少的木質素衍生物等，它們都具有憎水的表面.由於