1.2 水中有机物的分类
1.2.1 按水中有机物的颗粒大小分类
像水中无机物一样,水中有机物也可以按颗粒大小分为悬浮态有机物、胶态有机物和溶解态有机物三类。其分类定义和无机物一样,悬浮态有机物是指水中粒径大于0.1μm的固体颗粒,包括动植物肢体、水生生物、细菌等,它在水体静置时可以依重力上浮或下沉。但是,水中悬浮物标准的测定方法是规定将水通过3~4μm孔径的陶瓷过滤器过滤,滤出物是悬浮物,所以实际上水中悬浮态有机物是指水中粒径大于3~4μm的有机质颗粒。
胶体是指水中直径1~100nm的颗粒,水中有机胶体和无机胶体一样颗粒小、带电荷、不易沉降,依重力很难达到沉降去除的目的。水中有机胶体多是水生生物的分泌物、各种蛋白质及大分子的腐殖质。和无机胶体一样,它们在水中也带有电荷,无机胶体多带有负电荷,有机胶体一般也带负电荷,但有时也有带正电荷的有机胶体,由蛋白质组成的胶体有时还具有两性电荷,在不同pH时呈现不同电性。
水中有机胶体还会和无机胶体结合在一起,构成混合胶体,混合胶体多是在无机胶体上吸附了大分子有机物形成的。吸附了有机物的混合胶体,其ζ电位变大,使混凝过程趋向困难,换句话说,就是需要投加更多的混凝剂,所以工业上对含有较多有机胶体的源水,其混凝处理往往很难达到期望的效果,要采用一些特殊的处理技术(如强化混凝、气浮等)。曾有人在实验室对水进行混凝试验,发现有机物对混凝的影响极为严重(见表1-2)。
表1-2 有机物(混合胶体及有机胶体)对水混凝的影响
按定义,水中溶解态有机物(dissolved organic matter, DOM)是指水中粒径小于1nm的颗粒,它包括一些低相对分子质量和中等相对分子质量的有机化合物。但实际上水中溶解态有机物的测定是用0.45μm的微孔滤膜对水进行过滤,滤出液中有机物称为溶解态有机物,所以实际上我们所说的溶解态有机物包含粒径<0.45μm的有机物颗粒。
水中胶体类物质可以引起水的浑浊,它对应的水质指标是水的浊度。在水浊度的标准测定方法中,对零浊度水的定义是指通过0.22μm(或0.15μm)滤膜的水,所以在水中溶解态有机物实际测定中,还有人将通过0.22μm(或0.15μm)的微孔滤膜的水中有机物当作溶解态有机物。
不管是水通过0.45μm滤膜,还是水通过0.22μm滤膜,其滤出的颗粒物的尺寸仅小于0.45或0.22μm,不但大于真溶液的颗粒尺寸,而且也大于对胶体颗粒大小的定义范围(1~100nm)。目前人们将水中有机物按颗粒大小分为两类:不能通过0.45μm滤膜的称为颗粒状有机物(particle organic matter, POM);能通过0.45μm滤膜的称为溶解态有机物,它包括胶态有机物和真溶解态有机物。在实际应用中,不管是用0.45μm滤膜还是用0.22μm(或0.15μm)滤膜都是基于同一测试方法,测试结果差异不大。有人对各种天然水体中溶解态和颗粒态有机物含量进行测定,其含量范围列于表1-3。
表1-3 各种水体中颗粒态和溶解态有机物的含量(TOC)mg/L
注:括号内的数字为极值。
这种方法测定的溶解态有机物,颗粒尺寸小于0.45μm,但相对分子质量可能达到百万级,其成分也很复杂,比较重要的有碳水化合物、蛋白质及其衍生物、类脂化合物、维生素和腐殖质等。
(1)碳水化合物。碳水化合物包括各种多糖和复杂的多糖类。
(2)含氮有机物。含氮有机物主要为蛋白质降解产物以及细胞分泌物,如胞外蛋白、球蛋白以及氨基酸。我国主要淡水湖泊总有机氮的含量在0.12~7.38mg/L之间,多数在2.5mg/L以下,总有机氮中可溶解性有机氮占40%~60%。游离氨基酸主要有甘氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、亮氨酸和颉氨酸等。在海水中总的游离氨基酸的含量为16~124μg/L,结合氨基酸含量变化在2~120μg/L之间。此外,海水中还存在其他一些含氮化合物,如尿素(含量约为5μg/L)、腺嘌呤(C6H5N5,100~1000μg/L)和尿嘧啶(C4H4N2O2, 200μg/L)等。
(3)类脂化合物。类脂化合物包括脂肪酸或含有结合磷酸的脂类及其衍生物,如脂肪醇、甘油、胆固醇等。水体中类脂化合物的含量较低,海水中总脂肪酸含量平均约为5μg/L,由于它们在水中较难分解,因此比较容易从水中检出。
(4)维生素。在海水中已检出的维生素主要有3种B族维生素,即维生素B12、维生素B1和维生素H(生物素)。水体中维生素与生物生长有密切关系,但其含量甚微。海水中维生素B12的含量在0.1~4μg/L之间,B1的含量可达十几μg/L,维生素H的含量为几个μg/L。
(5)其他简单有机化合物。水体中简单有机物包括羧酸,如乙酸、乳酸、羟基乙酸、苹果酸、柠檬酸以及各种氨基酸等,它们是水中微生物生命活动分泌的产物或复杂有机物的降解产物。
(6)腐殖质。腐殖质是有机物在微生物作用下,经过分解转化和再合成形成的性质不同于原有机物的新的一类物质,在土壤和水体中广泛分布。水体底泥中的腐殖质含量一般为1%~3%,某些地区可达8%~10%。河水中腐殖质含量平均是10~15mg/L,在某些情况下可达到200mg/L。沼泽水中常含有丰富的腐殖质。湖水中腐殖质含量变化较大,在1~150mg/L之间。干旱地区由含碳酸盐岩石为底所组成的湖泊里,腐殖质含量不高。分布在北方针叶林沼泽地带内的湖泊,水中腐殖质含量极高。
水中溶解态有机物还需要进一步分类,其分类方法将在后面叙述。
1.2.2 按有机物的来源分类
源水中有机物按其来源,可分为天然有机物、人工合成有机物两大类。城市自来水的供水中,还有消毒副产有机物,它们是源水中有机物在氯化消毒时产生的新的有机物。
1.天然有机物
天然有机物(natural organic matter, NOM)包括水中动植物残骸成分(如碳水化合物、木质素等),以及该残骸由于细菌作用发生腐烂分解产生的有机物。水中其他有机质也会被生物吸收后代谢产生有机物,这些有机物产生过程似乎是生物合成过程,即生物以动植物残骸、其他有机质为营养进行生物活动时产生(合成)的各种代谢产物。所以,大部分天然有机物可以看作水中各种有机质生物转变的中间产物(非腐殖有机物)和终端产物(如腐殖质),但中间产物的非腐殖有机物经过一段时间后还会通过生物降解转变成腐殖质有机物。比如向天然水体中排入的各种工业污水和生活污水,到达水体后经过一段时间(几十至几百小时或更长时间),在各种生物的作用下,最终都会转变为腐殖质类天然有机物。
形成的天然有机物(如腐殖质)虽然还会继续发生变化,比如被植物吸收,在光作用下降解,参加自然界碳循环而最终变为简单的碳化合物等,但它本身还是相对稳定的,尤其是对各种生物降解而言。这就是前面所用“终端产物”一词的含义。
曾有人研究发现,天然水中天然有机物大约占水中有机碳的一半以上。
有人研究认为,天然水中天然有机物主要是腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁四大类,其中腐殖质(腐殖酸、富里酸)所占比例最高,约85%~90%,木质素占有比例在10%~15%以下。
天然有机物是天然水中溶解态高分子质量有机物的主要部分。
2.人工合成有机物
人工合成有机物主要来自化学化工、石油加工、制药、酿造、造纸等行业,农业中使用的杀虫剂、农药、肥料也是人工合成有机物在水体中的另一个主要来源。这些有机化合物有些本身有毒性,如农药、多氯联苯、卤代烃、亚硝基胺类化合物等,它们还具有难生物降解、有积累性的特点,有三致(致癌、致畸、致突变)作用,其危害远大于天然有机物,处理起来也更加困难。
目前已知的人工合成有机物多达10万种以上,并且还以每年2000种的速度递增,从理论上讲这些有机物都会在生产、运输、使用、废弃过程中从各种途径进入自然环境,当然也包括天然水体。
废水排放是这类物质进入天然水体的主要途径,废水主要包括三部分:工业废水、生活污水、农业退水。
(1)工业废水。不同工业排出的废水种类、浓度、危害均不相同,例如,化工废水排出很多人工合成的有机化合物,石油工业废水则排出大量油类,机械工业排出的废水中含有润滑油脂,煤气工业废水含有大量焦油、酚等,选矿废水则含有大量化学助剂及纤维素,皮革加工废水含有丹宁酸,食品工业废水则含有大量油脂、淀粉、蛋白质。
(2)生活污水。生活污水包括厨房排水、洗涤排水和厕所污水,其中含有大量脂肪、淀粉、蛋白质、洗涤剂,生活污水耗氧量高,可生化性能好。
(3)农业退水。农业退水包括农田排水、畜牧排水、食品加工排水,它重复利用率低,排水量大,很难收集处理,对天然水体污染程度大。这些水中往往含有化肥、农药、动物排泄物以及动植物腐烂产物(木质素、腐殖质等)。
天然水中的人工合成有机物,在不同的天然水域是不同的,种类不同,浓度也不同,但它们还是有以下一些共同点:它们都是天然水体中相对分子质量较小的物质(大多在几百以下),并且多数耗氧量高;除某些有毒物质外,一般可生化性能均好;它们进入天然水体后,在细菌作用下经过一段时间(有的可能需要较长时间)会发生转变,转变为天然有机物质。
人工合成有机物是天然水中低分子质量溶解态有机物的主要部分。
3.消毒副产物
城市自来水水中还会出现消毒副产物(disinfection by-products, DBP),它是城市自来水处理消毒工艺中,氯与水中的有机物(如腐殖质)发生反应进而生成的有毒有害物质,危害饮用者健康。这类物质受到了水处理和环保卫生工作者的关注。
第一座永久性的投氯消毒水厂于1902年建在比利时Middlekerke,由此开始,世界各国广泛采用氯化消毒的方法来进行饮用水的消毒。1974年,Rook等人从氯化后的高色度水中检测出氯与原水中有机物生成三卤甲烷等系列氯化消毒副产物。同年美国对新奥尔良市卡洛尔顿水厂的出厂水进行测试和分析,结果在出厂水中检测出66种微量有机物,其中有机卤化物含量最高。随后在1974—1975年组织进行了对美国80个主要城市的各种不同水源的源水及经不同处理流程出来的自来水出厂水的有机污染物的调查研究,确定了自来水中三卤甲烷(THMs)、四氯化碳及1,2-二氯乙烷等六种有机氯化物的含量,调查结果证明它们在自来水中广泛存在,是在氯化消毒过程中产生的。这些消毒副产物多具有致癌、致畸、致内分泌紊乱的作用,它对人类的危害不是急性毒性反应,要经过很长时间才能显现,但后果是极为严重的。
随后在美国及其他国家的研究中,从各种自来水中检测出的有机化合物多达700多种,消毒副产物有500多种,除三卤甲烷外,还有卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HKS)、三氯乙醛/水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷、氯化腈、氯酚、甲醛、氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐等,其中有24种有机化合物有强烈致癌性,包括艾氏剂、氯丹、氯仿、溴仿、四氯化碳、1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、氨基甲酸酯等。氯化消毒副产物中三卤甲烷所占的比例最大。溴化物的产生是因为天然水中一般都含有少量溴离子,它可以被氯氧化为溴,进一步产生次溴酸和次溴酸根,并与水中有机物发生作用。
消毒副产物是消毒过程中氯与水中多种有机质发生反应而生成的,比如腐殖酸和富里酸,它们含有芳香结构及酚类结构单元(例如,2个羟基—OH之间含有1个或3个活性空位的碳原子结构),而这些结构单元是氯极易与之发生反应的部位,因而腐殖酸和富里酸被认为是生成三氯甲烷的前驱物质。木质素在酸性条件下与氯也会生成有致突变性的有害副产物。有人用式(1-1)表示这个过程:
所以,20世纪70年代以来,世界各国陆续采用一些措施并制定相应控制标准。1977年,美国国家环保局(USEPA)规定水体中129种优先控制的污染物(priority pollutants),其中有机物114种;1985年又对饮用水中43种有毒化学物、51种挥发性有机物规定了推荐浓度控制标准,对8种挥发性有机物规定了允许的最高浓度标准(强制性);1993年,美国饮用水中有机物控制标准已达83项。1979年美国国家环保局首次在安全饮用水法中提出100μg/L的三卤甲烷标准,随后许多国家和地区如日本、欧洲、苏联从20世纪70年代开始就已追随其后,在饮用水标准中加入了消毒副产物的控制项目,现行的欧盟标准和世界卫生组织标准中均规定三卤甲烷不得超过100μg/L。我国目前执行的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)对1985年《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—85)进行了修改,增加了水中有害物的控制指标,由原来的5项增加到53项,主要有甲醛、三卤甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、氯乙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等(见表1-4)。表1-5中列出我国几个城市自来水中氯仿含量的测定值。图1-1给出了我国某水厂水处理流程中三卤甲烷和卤乙酸含量变化情况。
表1-4 我国生活饮用水中消毒副产物的常规和非常规控制指标及限值(GB 5749—2006)
表1-5 几个城市水源水和城市自来水中氯仿含量检测结果
图1-1 某水厂水处理流程中消毒副产物的变化
1.2.3 按可生化性能分类
水中有机物可作为微生物的营养源,微生物在吸收水中有机物后,又要吸收水中溶解氧,在体内对有机物进行生物氧化,消化吸收有机物并形成新的代谢产物,所以水中微生物所需要的氧量也间接反映水中可以被生物处理的有机物含量,所需氧量即生化需氧量(BOD)。因此,生化需氧量是反映水中可以被生物降解的有机物含量,不包括不能被生物降解的有机物,只有当水中可以被生物降解的有机物含量较多时(BOD5/CODCr>30%),水才可以进行生化处理,用生化法降低有机物含量。
所以,可以用能否被生物降解来将水中有机物分为可被生物降解的有机物(BDOM)和难被生物降解的有机物(NBDOM)。可被生物降解的有机物中极易被微生物直接利用合成细胞体的有机物称为可同化有机碳(AOC), AOC只是BDOM的一部分。
1.可被生物降解的有机物
按其能被生物降解的难易程度,可被生物降解有机物又可分为快速降解有机物和慢速降解有机物。快速降解有机物都是水溶性有机物,生物降解速度较快,包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等,如淀粉、甲酸、乙酸、糖;慢速降解有机物是一些大分子的有机物,包括胶体状有机物,需要先将其水解成小分子的有机物,然后再降解,所以生物降解速度较慢。
碳水化合物是指一大类含C、H、O的化合物,其通式可表示为Cx(H2O)y。碳水化合物根据分子构造的特点通常分为3类:单糖(如戊糖和己糖)、二糖(如蔗糖、麦芽糖、乳糖)和多糖。多糖是由己糖和其他单糖聚合而成,如淀粉、纤维、半纤维等。脂肪类物质是由脂肪酸和甘油脱水缩合生成的脂类化合物,常温下为固体状态的是脂肪,多来自动物;常温下为液体状态的是油,多来自植物。脂肪类物质也是由C、H、O组成的不含氮的有机物,其通式为CH2R—CHR′—CH2R″,式中,R、R′、R″为饱和或不饱和脂肪酸侧链,这类物质比碳水化合物难于生物降解,可能是由于不溶于水而聚集成团、使细菌不易生长繁殖的缘故。如果有乳化剂存在把它们分散开,将有利于生物降解。蛋白质是由碳、氢、氧和氮组成的复杂化合物,在少数蛋白质中还含有磷和硫,蛋白质分子是由氨基酸分子通过肽键连接而成的。一个氨基酸的羧基同另一个氨基酸的氨基脱水形成酰胺基,酰胺基在蛋白质化学中称为肽键(见式(1-2))。氨基酸的分子最小,蛋白质分子最大,两个或两个以上的氨基酸脱水缩合形成若干个肽键从而组成一个肽。相对分子质量段在180~5000之间的称为肽,相对分子质量段在5000~10000之间的称为大肽,相对分子质量段在180~1000之间的称为小肽。多个肽进行多级折叠就组成一个蛋白质分子,蛋白质有时也被称为多肽。
水体中这类有机物的来源又可分为内源和外源两种。内源是指水体中水生植物和藻类光合作用所产生的有机物质。水生植物通过光合作用利用太阳能将大气中的或溶解于水中的CO2转变为碳水化合物(见式(1-3)),形成的碳水化合物经过进一步的复杂的生物转化反应形成机体所需的蛋白质、脂肪等各类有机物质。
外源有机物包括来源于水体之外,以各种途径和方式进入水体的易降解有机物质。外源既有人为源又有天然源,人为源是通过人类活动直接或间接排入水体的易降解有机物质,天然源指地球水在自然循环过程中从水体外迁移进入水体的各种物质。人为污染源主要为各种废水的排放。生活污水常含有大量的可降解有机物,如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等悬浮态或溶解态有机物,还含有氮、磷、硫等营养盐类和各种微生物,一般生活污水悬浮固体物的含量在200~400mg/L之间,BOD5在200~400mg/L之间。工业废水来自于生产过程,其水质和水量随生产过程而有很大差别,尤其轻工业几乎均以农副产品为原料进行加工,如造纸、纺织、制革和食品加工等行业,废水中含有大量的易降解有机物。表1-6中列出了我国某些工业废水和城市污水中的有机物情况。
表1-6 我国某些工业废水、城市污水中的BOD5和CODCr值
农业退水包括农村污水、养殖排水和灌溉排水,往往是量小分散,通过曲折渠道,影响地下水与地表水。农业生产废水和养殖排水中有机物往往含量很高,如牛圈排出水中有机物含量高达4300mg/L,猪圈排出水中达1300mg/L。此外,化肥、农药的大量施用,使农田地表径流中含有大量的氮、磷营养物质及有毒农药,可加大水体有机物含量。
可降解有机物对水体的主要危害是迅速消耗水中的溶解氧,严重的将破坏水体的自净功能。天然水体中溶解氧正常情况下一般为5~10mg/L,当有机物质排入水体后,先被好氧微生物分解,使水体的溶解氧迅速降低。在进入水体的有机物浓度较低时,如果溶解氧能得到及时补给,有机物将被彻底降解为简单无机物,碳水化合物和脂肪类化合物降解为二氧化碳和水,蛋白质及含氮有机物的降解产物除二氧化碳和水外,产生的氮在有氧的情况下,可进一步被亚硝化细菌(主要为亚硝化单胞菌属)和硝化细菌(主要为硝化杆菌属)氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。当排入水体的有机污染物浓度较高,耗氧速度超过水体复氧速度时,有机物的好氧降解过程将被厌氧微生物作用下的厌氧分解过程所取代,即发生腐败现象。厌氧降解过程中,发生不完全氧化形成低级的有机酸(乳酸和醋酸等)、醇、醛、二氧化碳以及甲烷、硫化氢、氨等恶臭物质,使水变质发臭。
微生物在吸收水中易被降解的有机物进行生命活动过程中还会产生分泌物和代谢产物,其中重要的就是腐殖类物质,它难以再被生物降解。
2.难被生物降解的有机物
这一类有机物还可称为水中持久性有机物(persistent organic pollutants, POP)。所谓持久性是指此有机物从环境中消失所需要的半衰期在3~6个月以上,这一类有机物称为持久性有机物。持久性有机物包括两类:一类是腐殖质,它是生物生命中的代谢产物,难以再被生物生化,可生化程度低(BOD5/CODCr<0.3);另一类是某些人工合成的对微生物生命体(甚至人类)有毒有害的有机物,如国际上特别关注的12种毒物:氯丹、七氯、六氯代苯、多氯联苯、滴滴涕、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵、毒杀芬、二英和呋喃。腐殖质类有机物将在后面专门介绍,这里主要介绍第二类。
前面曾提到,人工合成有机物种类繁多,其种类还在以很快的速度增加,这些人工合成有机物会通过各种途径进入天然水体。人工合成有机物中有许多是可以被生物降解的,但也有一部分是难降解有机物,难降解的人工合成有机物主要有以下几种。
(1)农药
农药是农业生产中必不可少的重要物质,在防治病害、杂草中发挥着重要作用。全世界农业的常用农药有250多种,主要包括有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类农药。其中,有机氯农药性质稳定,难以降解,疏水性强,易溶于有机质及生物脂肪,因此在环境中的滞留时间长,容易生物积累,并沿食物链放大,是水环境中危害较大的持久性污染物。使用最早、最广泛的有机氯农药有DDT、六六六及其衍生物,此外还有氯丹、艾氏剂、狄氏剂、毒杀芬等。
(2)多氯联苯(PCBs)
多氯联苯是从联苯的氯化反应合成而得,由于氯原子在联苯上的取代位置不同,可有210种化合物,通常获得的是混合物。多氯联苯极难溶于水,易溶于脂肪和有机溶剂,在环境中极难分解,因此能大量富集在生物体内,引起中毒。水体中的多氯联苯来源于使用多氯联苯的电机厂、化工厂以及造纸厂排出的废油、废渣和涂料剥皮等,它们会沉积于水底后缓慢释放进入水中。
(3)多环芳烃(PAHs)
含有两个以上苯环的碳氢化合物统称为多环芳烃,如萘、苯并[a]芘等。各种不完全燃烧过程均会产生多环芳烃,如煤、石油、煤焦油、木材、塑料、垃圾等。多环芳烃在水中的溶解度小,脂溶性高,易累积在沉积物、有机质和生物体内。多环芳烃可致癌。水环境中多环芳烃主要来源于炼油厂、煤气厂、炼焦厂和沥青厂排放的废水。垃圾的焚烧处理可造成多环芳烃排入大气,大气中的多环芳烃通过沉降也可进入水体。
(4)卤代烃类
卤代芳烃是芳烃分子中的氢被卤素取代形成的化合物,按照卤素所连接的烃基不同,可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃与芳香卤代烃;按照卤代烃分子中所含卤素的数目,又可分为一卤、二卤和多卤代烃。水体中卤代烃类化合物主要由石油、化工废水排入。这类物质不溶于水,多溶于有机溶剂,挥发性强,生物降解缓慢,是一类比较持久的有机物。其中氯苯类具有很强的生物富集作用。
(5)酚类
酚类化合物是重要的化工原料,作为中间体而广泛地应用于其他化合物的生产,如酚醛树脂、杀菌剂、药物、染料、农药、塑料、炸药、防腐剂、皮肤药剂等,是水环境的主要污染物之一。酚类化合物一般具有很高的溶解性,因此易被生物降解。但当苯酚分子氯代程度增加时,则化合物溶解度下降,脂溶性增加,降解困难。水中酚类化合物的主要来源是各种化工厂、煤气厂、炼焦厂、纸浆厂废水和医院废水等。
(6)苯胺类和硝基苯类
苯胺类和硝基苯类是苯或其他芳香烃化合物中芳香环上的氢原子被胺基(NH2)或硝基(NO2)取代形成的产物,这类化合物用途很广,是化学工业、国防工业、医药工业等方面不可缺少的原料或化工合成的中间体,在常温下多为固体或液体,挥发性低,难溶于水,易溶于脂肪,因此,容易生物富集。这两类物质主要来源于燃料、炸药、农药、塑料、医药、涂料、橡胶等化学工业废水,在植物及其他有机燃料燃烧过程中也可能产生苯胺类物质。
水环境中持久性有机物的浓度一般较低,一般在mg/L数量级以下,它们的危害主要通过生物富集和生物放大而实现。所谓生物富集是指生物生长需要不断地从环境中吸收营养物质以满足其生长发育的同时,还会主动或被动地从环境中吸收许多非生长必需物质,这类物质需要经过生物体内的分解转化和排泄等一系列复杂生理过程才能消除,当吸收速度高于从体内的消失速度时,体内该物质的浓度将逐步增加,此即生物富集,又称为生物浓缩。生物富集是水体中持久性有机物产生危害的主要过程,通过生物富集,该物质可以沿食物链达几倍到数万倍累积,损害动物和人类遗传功能,致癌、致畸或引起其他疾病等。
影响生物富集的因素很多,主要包括有机污染物的性质、生物特性和环境条件。有机污染物性质主要指有机物的分解性、脂溶性和水溶性,一般分解性小、脂溶性高、水溶性低的物质,生物富集系数高,反之则低。影响有机物生物累积的环境条件主要包括水温、盐度、硬度、溶解氧含量和光照状况等。环境条件影响有机物在水中的分解转化,同时也影响水生生物本身的生命活动过程,从而影响生物积累。