6.2 水体中的芳烃类和酚类污染物

　　6.2.1 水体中的芳烃类污染物

　　6.2.1.1 来源和基本性质

　　芳烃是芳香族化合物的母体，大多数芳烃含有苯的六碳环结构。对含苯环的芳烃根据所含苯环数目和联结方式不同，又可分为：①单环芳烃，其分子中只含一个苯环，如苯及苯的氯、硝基、甲基、乙基等取代衍生物；②多环芳烃（简写为PAH），其分子中含有两个或两个以上苯环，如联苯、萘、蒽等。

　　存在于环境中的单环芳烃基本上只有人为来源，且主要来源于含多量单环芳烃的化石燃料。煤干馏、石油裂解或芳构化等加工过程中可产得多种单环芳烃，它们在生产、运输、销售、应用等过程中又会转入大气（单环芳烃多具有挥发性）或水体环境。所以水体中单环芳烃主要来源于工业废水、城市污水及倾翻入水体的原油。

　　存在于环境中的多环芳烃有天然和人为的两种来源。前者包括：①某些细菌、藻类和植物的生物合成产物；②森林、草原燃起的野火及火山喷发物；③从化石燃料、木质素、底泥等散发出多环芳烃，是长期地质年代间由生物降解物再合成的产物。人为来源主要有：①废物焚烧和化石燃料不完全燃烧产生的烟气（包括汽车排气）；②工厂（特别是炼焦、炼油、煤气厂）排出物。特别值得提及的是从吸烟者喷出的烟气中迄今已检测到150种以上多环芳烃，且其含量比饮水高得多。因此水体中多环芳烃主要来源于各类工业废水、大气降落物、表面敷沥青道路的径流及污染土壤的沥滤液等。与地下水、湖水相比，河水更易受污染，其中多环芳烃的浓度水平可能高于0.05μg/L，且多量被吸附在悬浮粒子上，仅少量呈溶解态。

　　芳烃类化合物的物理性质及化学稳定性主要由其分子结构中共轭π电子体系决定。水体中常见芳烃类化合物的一些特性参数列举在表6－6之中。

　　一些单环芳烃化合物仅微溶于水，在天然水体中滞留时间很短。随着苯环上取代氯原子数增多，化合物在水中溶解度降低，而在正辛醇/水体系中分配系数P_oct增大。一般在苯环上引入氯原子还可引起熔点降低，沸点升高，所以邻位和间位的二氯取代物呈液态的温度范围变宽。但对位的取代物呈相反的趋向。被氯取代后的苯环有较大化学反应性，但所有氯苯化合物都是热稳定性的。

　　多环芳烃类化合物具有大的分子量和低的极性，所以大多是水溶性很小的物质，但若水中存在有阴离子型洗涤剂（如月桂酸钾）时，其溶解度可提高到10⁴倍。含2至3个环且较低分子量的PAH（萘、芴、菲、蒽）有较大挥发性以及对水生生物有较大毒性；含4至7个环的高分子量PAH化合物（■-晕苯）虽然不显示出急性毒害，但大多具致癌性。

　　芳烃化合物在化学性质上表现惰性。一旦发生反应趋向于保留共轭环体系，即较容易发生与-Cl、-NO₂、-SO₃H、-CH₃等基团间的亲电子取代反应，而难以发生加成或氧化反应。此外，PAH可与水中存在的胶体形成复合物，并以此形式在整个天然水系中迁移。因此曾在远离密集人群活动的海洋生物体组织中检测到了PAH。

　　6.2.1.2 环境化学性质

　　1）吸附

　　单环芳烃特别是氯代苯有较大P_oct值（正辛醇-水分配系数），这表明它们能被沉积物中的有机组分强烈吸附。例如实验室研究表明，六氯苯在沉积物相和水相中的平衡浓度分别为332μg/kg和8.3μg/L，浓集因子约40。由于单环芳烃及其衍生物具有易被吸附的性能，致使其在水层中的浓度维持在较低的水平，并可使单环芳烃在水体中所发生的其他迁移或转化过程（如挥发）也有所减慢。

　　多环芳烃水溶性和蒸气压都很小，也容易被水中悬浮粒子或沉积物所吸附。在水生生物中的浓度虽然比水中浓度要高几个数量级，但与沉积物中浓度相比还是较低的。低分子量PAH化合物通过沉积、挥发、微生物降解等过程而从水相中迁走；高分子量PAH化合物主要通过沉积和光化学氧化过程发生迁移和转化。人们受芳烃化合物具有易被吸附性能的启发，在废水处理中采用了混凝、沉降、过滤或活性炭吸附等方法，经试验也的确证实了这些方法的有效性。
　　本文标题：6.2 水体中的芳烃类和酚类污染物--水体污染物化学（二）
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