环境有机污染物在环境中行为

四、环境有机污染物在环境中行为

环境污染物在环境中的行为就是它们在生物降解过程中的去向。概括起来主要有三个方向。①环境污染物的彻底氧化，降解产物以气体或其他形态重新进入环境，如降解的终产物CO₂、N₂进入大气，以H₂O形式溶入环境。②降解过程中的中间代谢产物被综合进入细胞，成为微生物生物量。③未被完全降解而残留在生态环境中。

1.环境污染物的彻底氧化

还原态化合物的彻底氧化及氧化态化合物的再合成是推动元素生物地球化学循环的两个重要过程。环境污染物完成降解产生的CO₂、HO₂以NO₃^－、PO₄^－可被光合生物进一步利用进行光合作用，合成有机物。环境污染物的降解过程推动了化合物的循环。

2.中间代谢产物被综合成微生物生物量

微生物在利用营养物过程中，产生的能量和中间代谢产物用于合成新的大分子物质(如蛋白质、核酸等)，形成新的微生物生物量。一般情况下，微生物利用易于分解有机物时的生长是一种平衡生长，即底物有机碳量各有一半被氧化成CO₂和被掺入细胞生物量。但环境污染物作一种底物被微生物降解利用时掺入生物量的有机碳的比例远少于对一般有机物的利用。在处理污水和固体废弃物的过程中，我们一般希望以较少的生物量处理尽可能多的环境污染物，因此在污水处理中减少污泥量，提高污泥的生理活性仍然是一个重要的研究课题。

3.环境污染物的残留

环境污染物在环境中的降解受到诸多因素及环境条件的影响，同时在与其他易于利用基质共存时，它们一般被滞后利用，因此实际上的完全降解在短期内很难达到。¹⁴C标记农药研究表明，仅有1%～50%的14C活性被放出。很多污染物的降解产物可与环境介质相结合，这就是污染物的残留。残留主要有结合残留。这些结合物不能用极性和非极性溶剂抽提出来，因此这些结合物也称为非可抽提14C活性。研究表明许多环境污染物(特别是农药)降解产物酚类化合物、氨基化合物或anilines可以共价结合到腐殖酸、棕黄酸、腐殖质上，这些称为结合残留物(bound residues)。在土壤中的结合残留物相当稳定，很难被降解。同时这种结合残留物一般可以大大降低其生物活性。对农药来说这种农药残留物对靶和非靶生物是无害的。另一种残留称为老化残留(aged rdsidues)。进入环境的污染物和环境介质相互作用，这种相互作用在土壤环境中的过程尤其复杂。在土壤中的相互作用包括土壤表面的吸附，溶解到土壤溶液，挥发到土壤孔隙空间，通过大孔和微孔扩散到内部土壤基质中，和仍然作为固体留在固体表面。可被微生物降解的部分主要是液相的部分，被吸附的部分一般难以被降解，当它们进入液相又可被降解，这又成为生物可利用的。对于那些疏水性农药，降解速率依赖于从土壤解吸的速率和程度，以及取决于从固相或气相溶解到液相。农药扩散到土壤基质内部，特别是扩散到微孔中，这种扩散主要依赖于化合物的挥发性和溶解性。这个过程被称为“老化”(aging)。这些残留下来的污染物(主要为农药)难以被微生物攻击，不被降解，因此这部分残留常被称为“老化残留”(aged residues)。老化农药残留物不能被有机溶剂在常温下抽提出来，但提高温度时可以抽提出来。老化农药残留物可以构成最终农药对地下水污染。