1、第六章 合成有機污染物環(huán)境工程專業(yè)環(huán)境工程專業(yè)引起液體表面自動收縮的力叫做表面張力。6-1 表面活性物質(zhì)表面張力 SubstanceTemperature( C)Surface tension (dyne cm1)Benzene2028.88Benzene2528.22Chloroform2027.14Phenol2040.9Glycerol2063.4Water2072.8Water2572Mercury204766-1 表面活性物質(zhì)表面張力 表面活性劑 以很低的濃度就能顯著降低溶劑的表面張力的物質(zhì)或在用量很小時就能顯著改變界面的物理化學性質(zhì)的物質(zhì)叫做表面活性劑 6-1 表面活性物質(zhì)表面活性

2、劑的結(jié)構(gòu) 疏水基親水基表面活性原理 R-CH2-R-(CF2)n-C-O-C-(CH3)3N+-COO-SO3Na6-1 表面活性物質(zhì)一、肥皂一、肥皂制備原理6-1 表面活性物質(zhì)一、肥皂一、肥皂去污原理對環(huán)境的影響肥皂易被酶所降解，對環(huán)境無重大危害。 6-1 表面活性物質(zhì)二、合成洗滌劑二、合成洗滌劑代表物1. 烷基苯磺酸鈉制備6-1 表面活性物質(zhì)合成洗滌劑組成示例1. 烷基苯磺酸鈉2. 其它組分二、合成洗滌劑二、合成洗滌劑三聚磷酸鹽為50%，其作用是與Ca、Mg、Fe絡合，軟化水并使水保持一定堿性；減少對皮膚的刺激；使污垢在水中懸浮、分散、乳化硫酸鈉為20%，其作用是使脫落的污垢不能再附著衣物

3、碳酸鈉為310%，其作用是使洗脫的污垢在水中溶解或懸浮；此外還能防銹。羧甲基纖維素納為0.050.1%，其作用是使油垢凝集和懸浮在水中，以免再沉積在衣物上。熒光增白劑為0.1%，其作用是吸附在衣物上，使衣物看起來更干凈。蛋白分解酶的作用是分解蛋白質(zhì)類污垢6-1 表面活性物質(zhì)1. 烷基苯磺酸鈉2. 其它組分二、合成洗滌劑二、合成洗滌劑3. 生物降解支鏈烷基苯磺酸鈉不易被微生物降解；直鏈烷基苯磺酸鈉可以被微生物降解。線形C1013制劑一周內(nèi)水中可分解9095%；支鏈型同期分解率2030%。分解的最終產(chǎn)物是CO2+Na2SO44. 對環(huán)境的影響產(chǎn)生泡沫，降低水的復氧速度和程度。磷酸鹽會導致水體富營養(yǎng)

4、化。對魚類和水生生物有害：ABS和LAS的濃度達10mg/L時，引起魚類死亡或畸形； ABS濃度達10mg/L時，水稻收成減半， 達45mg/L時，顆粒無收。#表面活性劑的結(jié)構(gòu)NBr-CH3H3CCH3NBr-NOOONC16H33C16H332BrO16-0-16CPBCTMAB表面活性劑增敏表面活性劑增敏#三種表面活性劑的增敏效果表面活性劑增敏表面活性劑增敏#樣品測定結(jié)果表面活性劑能夠提高對環(huán)境污染物的檢測靈敏度表面活性劑能夠提高對環(huán)境污染物的檢測靈敏度樣品處理方法分析結(jié)果 RSD傳統(tǒng)消解0.0175mg/L 2.83%微波爐消解0.0176mg/L 0.41%表面活性劑增敏表面活性劑增敏

5、# 表面活性劑的結(jié)構(gòu)表面活性劑改性粘土用于廢水處表面活性劑改性粘土用于廢水處理理N+C16H33OOCH2CH2N+C16H33OO2Br-The structure of GN16-1-16 NCH3CH3CH3Br -The structure of CTMAB #蒙脫石的化學式是(Al1.67Mg0.33)Si4O10OH2nH2O。其晶體構(gòu)造是由兩層硅氧四面體中間夾有一層鋁氧八面體組成一個晶胞，四面體和八面體由共用的氧原子聯(lián)結(jié) 表面活性劑改性粘土用于廢水處表面活性劑改性粘土用于廢水處理理# 表面活性劑對粘土層間距的影響23456789 10 11 12 13 14 15 16 17 1

6、8 19010002000300040005000600070008000900010000 Intensity2theta2.73nm2.41nm2.43nm2.65nm1.27nm1.72nma2.14nm(4.11)(5.14)b(3.24)(3.65)(3.62)(3.32)(6.35)bcdef表面活性劑改性粘土用于廢水處表面活性劑改性粘土用于廢水處理理表面活性劑使表面活性劑使粘土的層間距粘土的層間距增大，粘土表增大，粘土表面由親水轉(zhuǎn)為面由親水轉(zhuǎn)為疏水。疏水。# 表面活性劑-粘土的用量0.020.030.040.050.060.072030405060708090100 Remova

7、l (%)Amount of modified bentonite (g) a b c d表面活性劑改性粘土用于廢水處表面活性劑改性粘土用于廢水處理理# pH的影響234567891011102030405060708090100 Removal (%) Initial pH of solution a b c dN+C16H33OOCH2CH2N+C16H33OOOH-N+C16H33OO-+ HOCH2CH2OH表面活性劑改性粘土用于廢水處表面活性劑改性粘土用于廢水處理理6-2 合成多聚體聚異戊二烯一、合成橡膠一、合成橡膠丁苯橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠丁基橡膠乙丙橡膠6-2 合成多聚體二、塑料二

8、、塑料三、纖維三、纖維低密度聚乙烯高密度聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯聚對苯二甲酸乙二醇酯聚己內(nèi)酰胺聚己二酸己二胺聚對苯二甲酸對苯二胺6-3 添加劑一、食品添加劑一、食品添加劑二、飼料添加劑二、飼料添加劑6-4 有機農(nóng)藥一、大氣中的農(nóng)藥一、大氣中的農(nóng)藥農(nóng)藥施用過程中的損失,如農(nóng)藥微滴(粒)的飄移; 施用過程中的揮發(fā); 施用農(nóng)藥后的植物和土壤表面殘留農(nóng)藥的揮發(fā); 施用農(nóng)藥的土壤粉塵的風蝕; 農(nóng)藥生產(chǎn)、加工過程中的損失,1大氣中農(nóng)藥的來源大氣中農(nóng)藥的來源在農(nóng)藥施用期間逸散到空氣中的損失量常常占農(nóng)藥使用總量的5O%以上；用飛機進行農(nóng)藥噴灑噴灑目標上只沉積了施用農(nóng)藥的5%,甚至更少。農(nóng)藥霧(粒)滴隨風飄

9、移一段距離；在大氣中迅速擴散；回到地面；從土壤、水及植物表面大量揮發(fā)。 2 2農(nóng)藥在大氣中的行為農(nóng)藥在大氣中的行為6-4 有機農(nóng)藥 蒸汽凝結(jié)而進入土壤和水體；發(fā)生光化學分解；發(fā)生水解反應。 大氣中的殘留農(nóng)藥將發(fā)生遷移、降解、隨雨水沉降等一系列物理化學過程。二、二、 農(nóng)藥對水環(huán)境的污染農(nóng)藥對水環(huán)境的污染 6-4 有機農(nóng)藥三、土壤中的農(nóng)藥三、土壤中的農(nóng)藥農(nóng)藥直接進入土壤 ；噴灑于農(nóng)田的各類農(nóng)藥間接進入土壤 ；隨大氣沉降、灌溉水和動植物殘體而進人土壤1. 1. 農(nóng)藥進入土壤的途徑農(nóng)藥進入土壤的途徑 1）殺蟲劑的化學性質(zhì) 如化學穩(wěn)定性、揮發(fā)性、溶解度等 2）土壤有機質(zhì)土壤中的腐殖質(zhì)、腐殖酸和富里酸等通

10、過分子間力、氫鍵、配位體交換或鹽鍵等物理化學作用,對農(nóng)藥分子進行強烈吸附,形成穩(wěn)定的農(nóng)藥結(jié)合物。3）土壤pH 4)4)溫度的影響溫度的影響 低溫時降解過程減慢低溫時降解過程減慢, ,殺蟲劑的損失少。殺蟲劑的損失少。5)5)水分對殘留的影響水分對殘留的影響 因為水是極性分子因為水是極性分子, ,同殺蟲劑競爭同殺蟲劑競爭吸附位置吸附位置, ,被膠體強烈吸附。在較干燥的土壤中被膠體強烈吸附。在較干燥的土壤中, ,與殺蟲劑與殺蟲劑競爭吸附位置的水分子較少。競爭吸附位置的水分子較少。 2. 2. 影響土壤中殺蟲劑殘留的因素影響土壤中殺蟲劑殘留的因素 揮發(fā)速率艾氏劑揮發(fā)速率艾氏劑七氯七氯環(huán)氧七氯環(huán)氧七氯狄

11、氏劑狄氏劑乙基乙基 甲基甲基 乙基乙基1605的毒性為甲基的毒性為甲基1605的的2.5倍倍磷酸硫酯的毒性大于硫代磷酸酯。磷酸硫酯的毒性大于硫代磷酸酯。6-4 有機農(nóng)藥1. 敵敵畏二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥磷酸酯無色透明液體；略帶芳香味；比水重、微溶；沸點84；揮發(fā)性強，有較好的熏蒸作用。對昆蟲有胃毒、熏蒸和觸殺三種作用，殘效期72小時用于對貯藏物品和溫室中的谷物的害蟲、家畜體內(nèi)外的寄生蟲以及建筑物內(nèi)外的害蟲的防治 在潮濕的空氣、水中和土壤中以生物和非生物,方式迅速降解;而在有木材的表面,它可以持續(xù)的時間稍長一些(在施藥后33d約殘留39%)。 POOCH=CCl2H3COH3COPOO-H

12、3COH3COCHCl2CHOCHCl2CH2OHCH3SCH2CHCOOHNH2CH3谷胱甘肽谷胱甘肽CO2+ CH3SCH2CHCOOHNH2OCH3SCH2CHCOOHNHCOCH3POOCH=CCl2H3CO-OPOOHH3CO-OCO2H3PO4+ CH3OHCOOHCHOCOOHCH2NH2COOHCHNH2CH2OHCO(NH2)2CONHCH2COOH蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)CO2CHCl2CH2O葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸敵敵畏在環(huán)境中可能的代謝途徑和代謝產(chǎn)物6-4 有機農(nóng)藥1. 敵敵畏二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥磷酸酯分子中含有烷基酰胺基團分子中含有烷基酰胺基團, ,其代謝方式其代謝方式與敵

13、敵畏不同與敵敵畏不同, ,對動物具有較高的急性毒性。對動物具有較高的急性毒性。但在環(huán)境中殘留很低但在環(huán)境中殘留很低, ,不會在土壤中積累不會在土壤中積累, ,在暴露于自然光的土壤中在暴露于自然光的土壤中. .其半衰期小于其半衰期小于7d7d。 與植物的結(jié)合體能較快地進入植物的與植物的結(jié)合體能較快地進入植物的總的新陳代謝反應，并隨即消失總的新陳代謝反應，并隨即消失, ,在植物葉片上的半衰期約為在植物葉片上的半衰期約為l-3dl-3d。 2. 久效磷HOH3CCNHCH3OPOH3COH3COHOH3CCNHCH3OPOH3COH3CO久效磷久效磷HOH3CCNHCH3OPOHOH3COO-去甲基

14、久效磷去甲基久效磷POHOH3COOH磷酸甲酯磷酸甲酯HOH3CCNHCH2OHOPOH3COH3COHOH3CCNH2OPOH3COH3COPOH3COH3COOHN-羥甲基久效磷羥甲基久效磷N-去甲基久效磷去甲基久效磷磷酸二甲酯磷酸二甲酯？2. 久效磷6-4 有機農(nóng)藥1. 敵敵畏二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥磷酸酯對昆蟲毒性強，對人畜毒性小。在環(huán)境中對昆蟲毒性強，對人畜毒性小。在環(huán)境中穩(wěn)定性差。在通常情況下穩(wěn)定性差。在通常情況下, ,敵百蟲在土壤敵百蟲在土壤中可保持中可保持2-32-3周周, , 在土壤微生物作用下，在土壤微生物作用下，其濃度迅速降低。在堿性土壤中分解較快其濃度迅速降低。在堿

15、性土壤中分解較快, ,而在酸性而在酸性(pH5.5)(pH5.5)土壤中則分解較慢。土壤中則分解較慢。白色粉狀晶體；熔點白色粉狀晶體；熔點78-8078-80；可溶于水；可溶于水3. 敵百蟲敵百蟲敵百蟲在環(huán)境中最重要的去除途徑是非生物在環(huán)境中最重要的去除途徑是非生物作用的水解，其次作用的水解，其次是光降解。是光降解。O，O-二甲基-（2，2，2-三氯-1-羥乙基）膦酸酯POCHCCl3H3COH3COOH膦酸酯POCHCCl3H3COH3COOHPOOCHH3COH3COCCl2POOCHHOH3COCCl2POCHCCl3HOH3COOHPOCHCCl3HOHOOHPOOHH3COH3CO+

16、Cl3CCH2OHPOOHHOH3COPOOHHOHOCH3OHHCOOHCO2Cl2CHCHOCl2CHCOOHCl2CHCH2OH葡萄糖苷酸 葡萄糖苷酸米荻長袍米荻長袍 內(nèi)吸殺蟲劑內(nèi)吸殺蟲劑特指將藥劑吸入動植物全身的組織里而使昆蟲等外界接特指將藥劑吸入動植物全身的組織里而使昆蟲等外界接觸物中毒觸物中毒的殺蟲劑。的殺蟲劑。 內(nèi)吸殺蟲劑的世界是一個難想象的奇異世界，它超出了格林兄弟的想內(nèi)吸殺蟲劑的世界是一個難想象的奇異世界，它超出了格林兄弟的想象力象力或許與查理或許與查理亞當斯的漫畫世界極為相似。它是這樣一個世界，亞當斯的漫畫世界極為相似。它是這樣一個世界，在這里，童話中富于魅力的森林已變成了

17、有毒的森林在這里，童話中富于魅力的森林已變成了有毒的森林這兒昆蟲咀嚼一這兒昆蟲咀嚼一片樹葉或吮吸一株植物的津液就注定要死亡；它是這樣一個世界，在這片樹葉或吮吸一株植物的津液就注定要死亡；它是這樣一個世界，在這里，里， 跳蚤叮咬了狗，跳蚤就會死去，因為狗的血液已被變?yōu)橛卸镜牧耍惶槎ＲЯ斯罚榫蜁廊ィ驗楣返难阂驯蛔優(yōu)橛卸镜牧耍辉谶@里昆蟲會死于它從未觸犯過的植物所散發(fā)出來的水汽；在這里，蜜在這里昆蟲會死于它從未觸犯過的植物所散發(fā)出來的水汽；在這里，蜜蜂會將有毒的花蜜帶回至蜂房里，結(jié)果也必然釀出有毒的蜂蜜來。蜂會將有毒的花蜜帶回至蜂房里，結(jié)果也必然釀出有毒的蜂蜜來。6-4 有機農(nóng)藥4. 樂果

18、二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥樂果；O，O-二甲基-S-（N-甲氨基甲酰甲基）二硫代磷酸酯優(yōu)良的農(nóng)藥：藥效強、殘毒期短優(yōu)良的農(nóng)藥：藥效強、殘毒期短白色結(jié)晶；熔點白色結(jié)晶；熔點41-4341-43；水中溶解度；水中溶解度3%3%樂果對哺乳動物具有相當高的毒性樂果對哺乳動物具有相當高的毒性, ,但在但在環(huán)境中的穩(wěn)定性差，樂果的揮發(fā)性很大環(huán)境中的穩(wěn)定性差，樂果的揮發(fā)性很大(25(25蒸氣壓為蒸氣壓為1.331.33102Pa) 102Pa) 磷酸酯膦酸酯硫代磷（膦）酸酯6-4 有機農(nóng)藥4. 樂果二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥O土壤微生物可將樂果作為碳、氮和磷源土壤微生物可將樂果作為碳、氮和磷源,使其使其

19、較快地分解較快地分解,半衰期約為半衰期約為20d；樂果在；樂果在pH偏高偏高的水中水解很快的水中水解很快,其半衰期約為其半衰期約為8d；樂果在各種；樂果在各種不同植物上的半衰期為不同植物上的半衰期為2-5d,而在植物中完全而在植物中完全消失則要經(jīng)過消失則要經(jīng)過15-30d。 在動物體內(nèi)在動物體內(nèi),樂果的主要代謝途徑是脫硫反應樂果的主要代謝途徑是脫硫反應和水解反應。水解反應主要在哺乳動物體內(nèi)和水解反應。水解反應主要在哺乳動物體內(nèi)進行進行,而脫硫反應則主要發(fā)生于昆蟲體內(nèi)。而脫硫反應則主要發(fā)生于昆蟲體內(nèi)。 氧化樂果比樂果本身對溫血動物具有更高氧化樂果比樂果本身對溫血動物具有更高的毒性的毒性, ,這可

20、能是樂果致毒的機理這可能是樂果致毒的機理, ,而樂果而樂果進一步的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物則對動物是低毒的。進一步的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物則對動物是低毒的。 磷酸酯 膦酸酯硫代磷（膦）酸酯SCCPSONHCH3H3COH3COHHSCCPSONHCH3H3COHOHHSCCPSOOHH3COHOHHOHPOH3COHOSCCPSOOHH3COH3COHHSHPSH3COH3COSHPOH3COH3COSCCPOONHCH3H3COH3COHHSCCPOOOHH3COH3COHHOHPOH3COH3CO去甲基樂果去甲基樂果去甲基羧基樂果去甲基羧基樂果羧基樂果羧基樂果二硫代磷酸二甲酯二硫代磷酸二甲酯硫代磷酸二甲酯硫代磷酸二甲酯

21、氧化樂果氧化樂果氧化羧基樂果氧化羧基樂果磷酸二甲酯磷酸二甲酯毒性比樂毒性比樂果更強果更強膦酸酯磷酸酯6-4 有機農(nóng)藥4. 樂果5. 對硫磷二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥硫代磷（膦）酸酯用于控制很多農(nóng)作物上的多種害蟲用于控制很多農(nóng)作物上的多種害蟲, ,具有很強的具有很強的生物活性。在生物體內(nèi)酶的作用下氧化為對氧磷生物活性。在生物體內(nèi)酶的作用下氧化為對氧磷. .對乙酰膽堿酯酶具有強烈的抑制作用。對乙酰膽堿酯酶具有強烈的抑制作用。 在土壤和水中的降解隨在土壤和水中的降解隨pHpH的增加而加快。的增加而加快。土壤微生物、太陽光、植物和水都可以使土壤微生物、太陽光、植物和水都可以使對硫磷迅速降解。在植物葉

22、片上殘留的對硫磷迅速降解。在植物葉片上殘留的對硫磷的半衰期通常約為對硫磷的半衰期通常約為1-21-2周時間。周時間。光降解的半衰期為光降解的半衰期為1-10d1-10d 。 C2H5OPSOOC2H5NO2對硫磷對地下水幾乎沒有污染對硫磷對地下水幾乎沒有污染, ,因為土壤對因為土壤對對硫磷具有很強的吸附性對硫磷具有很強的吸附性, ,并且對硫磷在生物并且對硫磷在生物和化學過程的作用下和化學過程的作用下, ,可以在數(shù)周內(nèi)降解完全。可以在數(shù)周內(nèi)降解完全。在土壤厭氧條件下在土壤厭氧條件下, ,對硫磷在土壤微生物影響對硫磷在土壤微生物影響下發(fā)生還原反應下發(fā)生還原反應, ,生成相應的低毒氨基衍生物生成相應

23、的低毒氨基衍生物, ,它隨即被微生物降解成最簡單的化合物。它隨即被微生物降解成最簡單的化合物。膦酸酯磷酸酯6-4 有機農(nóng)藥4. 樂果5. 對硫磷二、有機磷農(nóng)藥二、有機磷農(nóng)藥硫代磷（膦）酸酯C2H5OPSOOC2H5NO2C2H5OPOOOC2H5NH2C2H5OPSOOC2H5NH2C2H5OPSOOC2H5NO2C2H5OPSO-OC2H5+NO2OHC2H5OPOOOC2H5NO2HOPOOOC2H5NO2C2H5OPOO-OC2H5+NO2OHHOPOO-OC2H5HOPOO-OH6-4 有機農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥R1HNOR2OPhystigmine毒扁豆堿毒扁豆堿 Pros

24、tigmine普洛斯的民普洛斯的民結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系 在芳基氨基甲酸酯中，如果將平面構(gòu)型的苯環(huán)換成椅式構(gòu)型的環(huán)己基則由于環(huán)芳香性的消失，也就喪失了殺蟲活性。 氮原子上的取代效應 芳基N甲基及N，N二甲基氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系 結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系 在環(huán)境中最主要的降解方式 6-4 有機農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥水解、氧化、結(jié)合等水解、氧化、結(jié)合等 6-4 有機農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥三、有機氮農(nóng)藥通常條件下,西維因在環(huán)境中沒有殘留。在水中,它的半衰期取決于溫度、pH和初始濃度,可在幾分鐘至幾周的時間內(nèi)變化。其主要的降解產(chǎn)物為l-萘酚。在正常的施用頻率和良好的田間條件下,西維因的消失是很快的。在通

25、常情況下,其半衰期為8d至1個月。 西維因OCNHCH3OCO2+ CH3NH2OCNHCH3OH2OOCNHCH2OHONADP/H2O2OCNH2O+ CH2ONADP/O2OHCNHCH3OHO+OCNHCH3ONADP/O2OCNHCH3OOHOCNHCH3OOH+OHOHOHOH+OCNHCH3OOCNHCH3ONADP/H2O2OOCNHCH3OOHOHOCNHCH3OOCNHCH3OHOOHOHCOOHOHOOOH- CO2- CO2COOHOHOHOHOHOHCHOOHCOOHOCH3CCOOHOCNHCH3OOHOHCO26-4 有機農(nóng)藥四、除草劑四、除草劑有機氯除草劑的除草

26、機理植物生長激素植物生長激素吲哚乙酸的模擬物吲哚乙酸的模擬物促進植物接觸部位異常生長，導致其功能失調(diào)而死亡。促進植物接觸部位異常生長，導致其功能失調(diào)而死亡。對環(huán)境的污染在環(huán)境中積累、分解，產(chǎn)生衍生物和中間物，在環(huán)境中積累、分解，產(chǎn)生衍生物和中間物，污染環(huán)境；有些除草劑有致畸作用，導致怪胎。污染環(huán)境；有些除草劑有致畸作用，導致怪胎。6-4 有機農(nóng)藥1. 二氯苯氧乙酸2. 氟樂靈3. 敵草隆能殺死闊葉植物，對禾本科植物影響小，能殺死闊葉植物，對禾本科植物影響小，可用于水稻、玉米、小麥等的田間除草。可用于水稻、玉米、小麥等的田間除草。四、除草劑四、除草劑6-4 有機農(nóng)藥四、除草劑四、除草劑4. 白草枯NNC2H5BrN C2H5BrCH3COCH3NC2H5Br6-4 有機農(nóng)藥四、除草劑四、除草劑5.