第二章 有机污染物的环境地球化学循环2.doc

第三节典型有机污染物生物地球化学循环分析
一、多***联苯的地球化学循环
尽管二十世纪70年代,已经禁用PCBs产品,但目前大气中PCBs含量仍然很高。PCBs由于燃烧期间的挥发、泄漏、工业处置、作为废品倾倒土地填埋等人为过程而进入生物圈等人类活动的环境。
PCBs进入生物圈后,其循环方式是多种多样的。来自增塑剂和燃烧期间挥发而进入大气的PCBs,一方面可吸附在大气颗粒物上,随大气颗粒沉降而到达地面,另一方面则通过自然降水过程离开大气分室,迁移到土壤和水分室中。大气分室中PCBs的平均停留时间为2-3天。
在土壤分室,PCBs经过一系列的生物地球化学过程进行内部再循环,通过挥发作用和生物转化作用两种生态化学过程而离开土壤分室。PCBs在土壤分室中的半衰期为5年左右。由于PCBs不易降解和高度的亲脂性,其循环结果是99%以上的PCBs存在于大气分室中。
水分室中的PCBs除了与工业排放有关外,很大部分来自大气的沉降作用。进入水分室的PCBs一般均能迅速地吸附到水中的颗粒物上,并随颗粒物的运动传输到远离污染源的地区,或者随沉积物的沉降而进入沉积层中。但PCBs进入沉积层后,由于它的低水溶性,一般不进入水体中。这种沉降作用在今后几十年内仍将继续成为食物链的主要污染源。
PCBs通过生物体的主动吸收和被动吸收,进入生物分室。由于PCBs的高度亲脂性,对水生生物有大而广泛的影响。进入生物体内的PCBs通过生物代谢降解是相当难的,因而主要积累在生物体内,很少通过排泄而重新回到非生物组分中。
PCBs主要通过微生物作用或通过光化学分解作用从生物—非生物复合系统中消失。图2-3-1为PCBs的生物地球化学循环的一般模式,从中看出,由于循环,不仅使得水分室、土壤分室和生物分室中普遍存在PCBs,而且植物、动物和人类等生物分室中PCBs的浓度由于水生生物的富集作用普遍比土壤、水和大气分室等非生物分室中PCBs的浓度高得多(周启星等,2001)。
二、石油烃的环境地球化学行为
石油在开采、-%进入生物—非生物复杂系统中,从而产生对生物界的危害(图2-3-2)。无论石油烃类化合物是排入大气分室,还是土壤分室,最终他们都要达到海洋分室中。当这些石油达到海洋分室后,由于其水溶性很低,一般漂浮在海面上随大洋的环流而作水平移动。烃类化合物可吸附在颗粒物表面上,并随沉积物沉积。
在水介质中,石油烃的循环将涉及一系列生物化学过程(图2-3-3)。生物过程主要是微生物的作用,非生物的化学过程包括扩散作用、漂移作用、挥发作用、光化学作用、分散作用、溶解作用、乳化作用、吸附作用和降解作用等。
另一个重要的循环是石油烃进入生物体的循环,包括植物的吸收、动物的累积放大,以及通过排泄等过程又回到水、土壤等非生物分室。
图2-3-1 PCBs生物地球化学循环的基本过程(周启星等,2001)
图2-3-2 石油烃类的人为生物地球化学循环
图2-3-3 以水为基地的石油烃的生物地球化学循环
附:多环芳烃的环境地球化学行为(资料来源于董瑞斌,1999)

PAHs由三个以上的苯环以线性排列、弯接或簇聚的方式而构成。有机物在高温下可随时生成PAHs,PAHs也可由植物或某些细菌合成。大多数PAHs不溶于水,沸点高达