（4）芳香烃类化合物 有些微生物种群以芳烃类化合物为唯一碳源和能源进行代谢。近来，作为重要水体污染物的酚和具有芳烃类分子结构的农药、合成洗涤剂等的生物降解行为已越来越受到人们的重视。从具有最简单结构的苯、甲苯出发来介绍这一类化合物的生物降解机理如图6－6所示。

　　这两种化合物可从芳香环羟基化或甲基羟基化开始反应而生成苯二酚，以下就进入典型的芳烃化合物的氧化分解径路，即由苯二酚通过邻位开环或间位开环分别生成粘康酸（己二烯二酸）或粘康酸半醛，这两种产物再经过一连串反应径路分别得到最终可参与三羧酸循环的琥珀酸或丙酮酸。

　　萘是焦化废水中的重要成分，它的生物降解按与单环芳烃类似的径路进行，即羟基化→开环→生成苯二酚的途径：

　　三环式芳香烃（蒽、菲）的降解途径与萘相似，不再赘述。

　　6.1.5 水体的生物自净作用

　　对有机污染物释入水体（以河流为例）后，所引起的效应可归纳为两个方面。一是生态学效应，它是指生物在种类和数量上的变化；另一是溶解氧效应，它是指有机物经生物降解后使水体中溶解氧浓度降低。天然水体多是流动的，“流水不腐”的意义在于水体一旦受到污染，其本身有一定的自净能力，即通过其内部进行的一系列物理、化学和生物过程，使它能够部分地或逐渐地恢复到原来状态。物理自净过程包括稀释、混合、吸附、沉降等作用；化学自净过程包括污染物的分解与化合、氧化与还原、水解与聚合等作用。以下主要介绍与BOD参数相关的生物自净过程。

　　水体的生态学状况可用光合作用速率P（即水体中自养生物通过光合作用合成有机物的速度）和呼吸作用速率R（即生物通过呼吸作用消耗有机物的速度）的比值来表征。对于水质良好的正常水体，P和R保持平衡即P≈R，水体发生富营养化或受到有机物污染后，这种平衡状态就被打破，分别引起PR或RP。如释入水体的是含营养物质类的有机物，则将为异养性微生物提供能促进其生长和繁殖的食料，于是就会导致R增大。与此同时，水中有机物因受微生物降解，在随河水顺流而下的过程中逐渐达到无机化，从而在河流下游地区为藻类等提供了富足的无机营养物料，结果就使下游地区P和R值又一次趋于平衡。这种变化过程可用图6－7表示。

　　在图中，上下两条曲线分别代表P和R所发生的变化，虚线则表示有机物对P－R平衡发生影响的总效应，这总效应的大小可从虚线偏离横轴的程度来表示。

　　由耗氧性有机污染物引起水体溶解氧浓度低落，会对水中多数好氧呼吸的生物产生危害作用。如鱼类在DO小于4mg/L的水中就会窒息而死。此外，当水体处于欠氧的还原状态时，水中各种高价态硫的化合物被还原为对大多数水生生物有害的H₂S状态、同时NO₃^-还原为N₂或NH₄ 形态，CO₂还原为CH₄形态。高度厌氧的水体还会因有机物发酵而严重污染水体，这时P/R值接近于零，藻类和绿色植物绝迹，动物中只有少数低级虫类存在。

　　对一条河流受有机耗氧物污染引起溶解氧降低的情况可以用一种数学模式来定量地予以阐明，使用这种模式处理的结果如图6－8所示。

　　图中包括随时间（即河水顺流而下的距离）变化的耗氧作用曲线、再充气作用曲线以及作为这两者加合结果的氧垂曲线。耗氧作用曲线随时间下降的速率直接正比于即时的有机物浓度（BOD值），再充气作用曲线随时间上升的速率则正比于溶解氧浓度偏离平衡溶解度程度（下称氧不足值）的大小。在建立氧垂曲线数学模式之前还假定：①在初始时间t=0时，溶解在水中的氧气是饱和的；②河流断面上每一点的流速都相等。由此，氧垂曲线可用下列微分方程表述：
　　本文标题：6.1水体中需氧性有机污染物和水体自净--水体污染物化学（二）(8)
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