水體污染與自凈水體污染waterbodypollution主要是由于人類

水體污染與自凈水體污染(waterbodypollution)：主要是由于人類活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入河流、湖泊、海洋或地這種現(xiàn)象稱為水體污染。解有機(jī)污染物而使水質(zhì)凈化的作用。影響水體凈化過程的因素很多，主要有河流、湖泊、海洋等水體的地形和水文條件，水中微生物的種響。水體自凈作用可分為三類：(1)物理自凈。污染物進(jìn)入水體后，不溶性固體漸漸沉至水底形成污泥；(2)化學(xué)自凈。污染物進(jìn)入水體后，經(jīng)絡(luò)合、氧化復(fù)原、沉淀反響等而得到凈化。如在肯定條件下水中難溶性硫化物可以氧化為易溶性的硫酸鹽。(3)生物自凈。在生物的作用下，污染物的數(shù)量削減，濃度下降，毒性減輕、直至消逝。例如，懸浮和溶解在水體中的有機(jī)污染物，在需氧微生物作用下，氧化分解為簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定的無機(jī)物，如二氧化碳、水、硝酸鹽生物自凈作用是最重要的。水體自凈作用可以在同一介質(zhì)中進(jìn)展，也可在不同介質(zhì)之間進(jìn)展。例如，河水自凈過程大致如下：當(dāng)污水進(jìn)入河流之后，首先是混合稀釋、集中，以及反響生成的沉淀物質(zhì)和吸附有污染物的固體沉入水底，使水中污染物濃度下降；水的最終凈化主要靠微生物的作用。微生物把污染物質(zhì)作各類水生生物攝取較大的固體食物或其他生物，包括細(xì)菌、植物，這在河水自凈中也起著重要作用。藻類和其他綠色植物的光合作用，也有助于水的凈化。水體自凈作用是有限的，當(dāng)人類直接或間接排放的污染物大量進(jìn)入水體，而超過它的自凈作用時(shí)，就行為，對(duì)于爭(zhēng)論水體的自凈力量、實(shí)行措施防止和抑制污染所造成的危害具有重大的意義。水體中的污染物類、放射性物質(zhì)、熱污染以及病原微生物等。下面將就幾類主要的水體污染物分別加以說明。病原體污染物生活污水、畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)污水以及制革、洗毛、屠宰業(yè)和醫(yī)院等排出的廢水，常含有各種病原體，如病750余人，均是水污染引起的。受病原體污染后的水體，微生物激增，其中很多是致病菌、病蟲卵和病毒，它們往往與其他細(xì)菌和大腸桿菌共存，所以通常規(guī)定用細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌指數(shù)及菌值數(shù)為病原體污染的直接指標(biāo)。病原體污染的特點(diǎn)是：(1)數(shù)量大；(2)分布廣；(3)存活時(shí)間較長(zhǎng)；(4)生殖速度快；(5)易產(chǎn)生抗藥性，很難絕滅；(6)99%0.5度時(shí)，仍會(huì)伴隨病毒的穿透。病原體污染物可通過多種途徑進(jìn)入水體，一旦條件適合，就會(huì)引起人體疾病。耗氧污染物這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中，可通過微生物的生物化學(xué)作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧削減，影響魚類和其他水生生物的生長(zhǎng)。水中溶解氧耗盡后，有機(jī)物進(jìn)展厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。水體中有機(jī)物成分格外簡(jiǎn)單，耗氧有機(jī)物濃度常用單位體積水中耗氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的氧量表示，20℃時(shí)，五天生化需氧量(BOD5)表示。植物養(yǎng)分物BOD5上升的物質(zhì)。水體中養(yǎng)分物質(zhì)過量所造成的“富養(yǎng)分化“對(duì)于湖泊及流淌緩慢的水體所造成的危害已成為水源保護(hù)的嚴(yán)峻問題。(eutrophication)是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等養(yǎng)分物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、水和生活污水所引起的水體富養(yǎng)分化現(xiàn)象，可以在短期內(nèi)消滅。植物養(yǎng)分物質(zhì)的來源廣、數(shù)量大，有生活污水(有機(jī)質(zhì)、洗滌劑)、農(nóng)業(yè)(化肥、農(nóng)家肥)、工業(yè)廢水、50g。生活污水中的磷主要來源于洗滌廢水，而施入農(nóng)田的化肥有(特別是磷)的含量在肯定程度上是浮游生物生長(zhǎng)的掌握因素。當(dāng)大量氮、磷植物養(yǎng)分物質(zhì)排入水體后，促使某些生物(如藻類)急劇生殖生長(zhǎng)，生長(zhǎng)周某些繁生植物及其殘骸淤塞，成為沼澤甚至干地。局部海區(qū)可變成“死?！?，或消滅“赤潮“現(xiàn)象。(O2)及葉綠素-α3-7是用總磷、無機(jī)氮?jiǎng)澐炙w富養(yǎng)化程度的指標(biāo)。防治富養(yǎng)分化，必需掌握進(jìn)入水體的氮、磷含量。有毒污染物或長(zhǎng)久的病理狀態(tài)，甚至危及生命的物質(zhì)。如重金屬和難分解的有機(jī)污染物等。污染物的毒性與攝入機(jī)體內(nèi)的數(shù)量有親熱關(guān)系。同一污染物的毒性也與它的存在形態(tài)有親熱關(guān)系。價(jià)態(tài)或形態(tài)不同，其毒性可以另外污染物的毒性還與假設(shè)干綜合效應(yīng)有親熱關(guān)系。從傳統(tǒng)毒理學(xué)來看，有毒污染物對(duì)生物的綜合效應(yīng)有三種：(1)相加作用，即兩種以上毒物共存時(shí)，其總效果大致是各成分效果之和。(2)協(xié)同作用，即兩種以上毒物共存時(shí)，一種成分能促進(jìn)另一種成分毒性急劇增加。如銅、鋅共存時(shí)，其毒性為它們單獨(dú)存在時(shí)的8倍。(3)拮抗作用，兩種以上的毒物共存時(shí)，其毒性可以抵消一局部或大局部。如鋅可以抑制鎘的毒性；又如在肯定條件下硒對(duì)汞能產(chǎn)生拮抗作用。總之，除考慮有毒污染物的含量外，還須考慮它的存在形態(tài)和綜合效應(yīng)，這樣才能全面深入地了解污染物對(duì)水質(zhì)及人體安康的影響。有毒污染物主要有以下幾類：(1)重金屬。如汞、鎘、鉻、鉛、釩、鈷、鋇等，其中汞、鎘、鉛危害較大；砷、硒和鈹?shù)亩拘砸草^大。重金屬在自然界中一般不易消逝，它們能通過食物鏈而被富集；這類物(2)NO2-、F-、CN-離子。NO2-是致癌物質(zhì)。劇毒物質(zhì)氰化物主要來自工業(yè)廢水排放。(3)有機(jī)農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯。目前世界6000種，常用的大約有200多種。農(nóng)藥噴在農(nóng)田中，經(jīng)淋溶等作用進(jìn)入水體，產(chǎn)生污染因而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響不明顯；而絕大多數(shù)的有機(jī)氯農(nóng)藥，毒性大，幾乎不降解，積存性甚高，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有顯著影響。多氯聯(lián)苯(PCB)是聯(lián)苯分子中一局部氫或全部氫被氯取代后所形成的各種異構(gòu)體混合物的總稱。多氯聯(lián)苯劇毒，脂溶性大，易被生物吸取，化學(xué)性質(zhì)格外穩(wěn)定，難以和酸、堿、氧化劑等作用，有高(4)致癌物質(zhì)。致癌(5)2023腈類化合物也有毒性，其中丙烯腈的環(huán)境影響最為注目。石油類污染物石油污染是水體污染的重要類型之一，特別在河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油估量每年高達(dá)數(shù)百萬噸至上千萬噸，約占世界石油總產(chǎn)量的千分之五。石油污染物主要來自工業(yè)排放，清洗石油運(yùn)輸危害是消滅性的。石油是烷烴、烯烴和芳香烴的混合物，進(jìn)入水體后的危害是多方面的。如在水上形成油膜，能阻礙水鳥產(chǎn)卵和孵化，嚴(yán)峻時(shí)使鳥類大量死亡。石油污染還能使水產(chǎn)品質(zhì)量降低。放射性污染物海洋投棄的放射性廢物，核爆炸降落到水體的散落物，核動(dòng)力船舶事故泄漏的核燃料；開采、提煉和使用放射性物質(zhì)時(shí)，假設(shè)處理不當(dāng)，也會(huì)造成放射性污染。水體中的放射性污染物可以附著在生物體外表，也可以進(jìn)入生物體蓄積起來，還可通過食物鏈對(duì)人產(chǎn)生內(nèi)照耀。40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前，在世界任何海區(qū)幾乎、137Cs。酸、堿、鹽無機(jī)污染物各種酸、堿、鹽等無機(jī)物進(jìn)入水體(酸、堿中和生成鹽，它們與水體中某些礦物相互作用產(chǎn)生某些鹽渣。另外，由于酸雨規(guī)模日益擴(kuò)大，造成土壤酸化、地下水礦化度增高。地下水中的鹽將對(duì)土壤質(zhì)量產(chǎn)生更大影響。熱污染熱污染是一種能量污染，它是工礦企業(yè)向水體排放高溫廢水造成的。一些熱電廠及各種工業(yè)過程中的使某些有毒物質(zhì)(如氰化物、重金屬離子等)的毒性提高，溶解氧削減，影響魚類的生存和生殖，加速某些細(xì)菌的生殖，助長(zhǎng)水草叢生，厭氣發(fā)酵，惡臭。魚類生長(zhǎng)都有一個(gè)最正確的水溫區(qū)間。水溫過高或過低都不適合魚類生長(zhǎng)，甚至?xí)?dǎo)致死亡。不同魚類15～3210～222～10℃的14℃。一般水生生物能夠生活的水溫上限33～35℃。對(duì)微生物有明顯毒性。水體污染的例子很多，如京杭大水道(杭州段)兩岸有很多工廠，每天均有大量廢水排入水道，使水體假設(shè)不治理，并掌握污染源，水體污染還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。水環(huán)境中的污染物，總體上可劃分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。在水環(huán)境化學(xué)中較為重要的，70DDT、六六六等農(nóng)藥污染開頭，目前爭(zhēng)論的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向有機(jī)污染物，特別是難降解有機(jī)物，因其在環(huán)境中的存留期長(zhǎng)，簡(jiǎn)潔沿食物鏈(網(wǎng))傳遞積存(富集)，威逼生物生長(zhǎng)和人體安康，因而日益受到人們重視。本章著重介紹重金屬和有機(jī)污染物在水體中遷移轉(zhuǎn)化的環(huán)境化學(xué)行為。3〕污染物進(jìn)入水體后的運(yùn)動(dòng)過程3-2所示。過程的主要因素是海區(qū)的水文條件，其中包括潮汐、海流、海水平流和渦流等多種變量?；^程，污染物的濃度，尤其是形態(tài)將發(fā)生變化，從而影響到污染物在海洋中的分布、遷移、停留、富集以及它們的毒性、底質(zhì)的二次污染等。這是水污染化學(xué)中重要的爭(zhēng)論課題。4可用下式計(jì)算：τi=Ai/dAi/dtAii的總量，dAi/dt為污染物i在海洋中的沉積速率。一般狀況下，污染物在海水中的活性越大，停留時(shí)間就越短。擇性吸取，其結(jié)果是污染物脫離海水，使后者得到凈化，同時(shí)將在不同程度上有害于生物，并將增加底質(zhì)中污染物的積存，有可能引起海水的二次污染。水體污染對(duì)人體安康的影響水體污染的危害是多方面的，這里簡(jiǎn)潔介紹一下水體污染對(duì)人體安康的影響。的水俁病、痛痛病是由水體污染引起的。致癌作用。某些有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)如砷、鉻、鎳、鈹、苯胺、苯并(a)芘和其他多環(huán)芳烴、鹵代烴污染水體后，可被懸浮物、底泥吸附，也可在水生生物體內(nèi)積存，長(zhǎng)期飲用含有這類物質(zhì)的水，或食用體內(nèi)蓄積有這類物質(zhì)的生物(如魚類)就可能誘發(fā)癌癥。發(fā)生以水為媒介的傳染病。人畜糞便等生物污染物污染水體，可能引起細(xì)菌性腸道傳染病如傷寒、1989年上海的“甲肝大事“，就是由水體污染引起的。在進(jìn)展中國(guó)家，每年約6000萬人死于腹瀉，其中大局部是兒童。間接影響。水體污染后，?？梢鹚母泄傩誀類夯缒承┪廴疚镌诳隙舛认?，對(duì)人的安康雖影響水體的衛(wèi)生狀況。水體污染既可嚴(yán)峻危害生態(tài)系統(tǒng)，還可造成嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)損失。效應(yīng)、存在形態(tài)等。金屬污染的特點(diǎn)顯著的元素，也指具有肯定毒性的重金屬，如鋅、銅、鎳、鈷、錫等。其中最引起人們重視的是汞、鎘、鉛、鉻等。重金屬污染的特點(diǎn)是：(1)自然水中的微量重金屬就可產(chǎn)生毒性效應(yīng)。重金屬產(chǎn)生毒性大小的濃度范圍取決于該金屬的性質(zhì)(如價(jià)態(tài)、形態(tài))，如汞、鎘產(chǎn)生毒性的濃度范圍是0.001～0.01mg/L。(2)微生物(3)生物體對(duì)重金屬有富集作用。生物體從環(huán)境(4)重金屬可通過食物、飲水、呼吸等多種途徑進(jìn)入人體，從而對(duì)人體安康產(chǎn)生不利的影響，有些重金屬對(duì)人體的積存性危害影響往往需要一二十年才顯示出來。總之，重金屬是具有潛在危害的重要污染物。與其他很多污染物不同，重金屬的污染威逼在于它不能50年月日本消滅水俁病和痛痛病以后，重金屬的環(huán)境污染問題受到人們的極大關(guān)注。不少學(xué)者對(duì)重金屬的水環(huán)境問題，特別是對(duì)重金屬在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化問題進(jìn)展了廣泛深入的爭(zhēng)論。所謂重金屬遷移指的是重金屬在自然環(huán)境中隨著時(shí)間的轉(zhuǎn)變而發(fā)生的空間位置的轉(zhuǎn)變。而重金屬的轉(zhuǎn)化指的是隨著介質(zhì)條件的轉(zhuǎn)變而使重金屬的存在狀態(tài)發(fā)生變化。應(yīng)、存在形態(tài)等。水體中重金屬的遷移移是指重金屬離子以溶解態(tài)或顆粒態(tài)的形式被水流搬運(yùn)。例如，我國(guó)黃河流域水土流失嚴(yán)峻，相當(dāng)一局部重金屬可通過泥沙隨著水流遷移，水體中的重金屬也可被吸附在水中的顆粒物上，隨水流而遷移。物理化學(xué)遷移是指重金屬以簡(jiǎn)潔離子、絡(luò)離子或可溶性分子在水環(huán)境中通過一系列物理化學(xué)作用所實(shí)行的遷移和轉(zhuǎn)化過程，這種遷移轉(zhuǎn)化的結(jié)果打算了重金屬在水環(huán)境中的存在形式、富集狀況和潛在危害程度。生物遷移指重金屬通過生物體的陳代謝、生長(zhǎng)、死亡等過程所實(shí)現(xiàn)的遷移，這是一種簡(jiǎn)單的遷移，正是由于這種遷移，才使重金屬被有機(jī)體(如魚類)富集起來，再經(jīng)由食物鏈，構(gòu)成對(duì)人體的威逼。水體中重金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化，以何種形式為主，應(yīng)視具體狀況而定，如長(zhǎng)江、黃河每天都有大量的所以本節(jié)將著重爭(zhēng)論水體中重金屬的物理化學(xué)遷移轉(zhuǎn)化。應(yīng)、存在形態(tài)等。水體中膠體物質(zhì)對(duì)重金屬的吸附作用自然水體中存在著大量的懸浮顆粒物，如黏土礦物、水合氧化物等無機(jī)高分子化合物和腐殖質(zhì)等有機(jī)高分子化合物，它們是自然水體中存在的主要膠體物質(zhì)。爭(zhēng)論說明，水體中重金屬及農(nóng)藥等微量污染物大局部結(jié)合在各類膠體微粒上，它們?cè)诠?液界面發(fā)生各種物理化學(xué)反響過程。實(shí)際上微量污染物在水體中的濃度和形態(tài)分布，在很大程度上取決于水體中各類膠體的行為。與此同時(shí)，膠體微粒作為微量污染物的載體，它們的絮凝沉降、集中遷移等過程打算著污染物的去向和歸宿。由于膠體具有巨大的比外表、外表能和帶電荷，能夠猛烈地吸附各種分子和離子，對(duì)重金屬離子在水體中的遷移有重大影響。膠體的吸附作用在很大程度上與膠體的吸附作用有關(guān)。因此，膠體的吸附作用對(duì)水環(huán)境中重金屬的過程轉(zhuǎn)化及生物生態(tài)效應(yīng)有重要影響。水體中膠體物質(zhì)的種類膠體，包括自然的和人工合成的高分子有機(jī)物、蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)等；有機(jī)無機(jī)膠體復(fù)合體。黏土礦物是環(huán)境中無機(jī)膠體的最重要也是最簡(jiǎn)單的成分。黏土礦物是在原生礦物風(fēng)化過程中形成的，其成分是鋁硅酸鹽，具有片狀晶體構(gòu)造。黏土礦物的晶體根本是由兩種原子層構(gòu)成的，一種是由硅氧四周體構(gòu)成的原子層，又稱硅氧片；另一種是鋁氫氧原子層，又稱水鋁片，是由一個(gè)鋁原子和六個(gè)氧或氫氧原子組成的八面體(詳見土壤污染化學(xué))(由一層硅氧片和一層水鋁片組(由兩層硅氧片夾一層水鋁片結(jié)合而成一晶層，2∶1三層型黏土(2∶1型黏土礦物)。伊利石類的晶格與蒙脫石相像，不同點(diǎn)在于在伊利石的四周體中有Si4+Al3+K+所補(bǔ)償，這些K+似乎起著橋梁作用，把相鄰的兩層緊緊結(jié)合在一起。黏土礦物是自然水中具有顯著膠體化學(xué)特征的微粒。微粒外表存在未飽和的氧原子和羥基，晶層之間吸附有可交換的陽離子及水分子。微粒的半徑一般小于10μm，因此在水體中往往形成膠體。Fe(OH)2Fe(OH)3、3 2 2 4 )))、SiOpH3 2 2 4 pH較高的堿性溶液中，或離子強(qiáng)度較低的條件下，羥基和羧基大多離解，因此高分子沿pH較低的酸性溶液中，因而趨于沉淀或分散。為某種聚攏體，即成為水中懸浮物。這種懸浮物的構(gòu)造、組成隨水質(zhì)和水體組成等變化。一般說來，懸浮物是以黏土礦物為核心，有機(jī)物和水合金屬氧化物結(jié)合在黏土礦物外表上，并成為各微粒間的架橋物質(zhì)。水中懸浮物可沉降進(jìn)入底泥；反之在水流中沖刷下來可重懸浮在水中。由于懸浮物對(duì)微量污染物有猛烈的吸附作用，所以它對(duì)污染物的遷移轉(zhuǎn)化起著重要作用。膠體物質(zhì)對(duì)污染物的吸附作用黏土礦物對(duì)重金屬的吸附-OMM+離子以及M+離子，與水中的重金屬離子交換而將其吸附(3-3)。這個(gè)過程也可用下式示意：+≡AOMeH+(M+)換而被吸附。另一種機(jī)理是重金屬離子先水解，然后奪取黏土礦物微粒外表的羥基，形成羥基協(xié)作物而被吸附：Me2++nHO===Me(OH)(2-n)+ +2 n≡AOH+Me(OH)n(2-n)+===≡AMe(OH)n+1(1-n)+水合金屬氧化物對(duì)重金屬離子的吸附一般認(rèn)為，水合金屬氧化物對(duì)重金屬離子的吸附過程是重金屬離子在這些顆粒外表發(fā)生配位化合過程，可用下式表示：n≡AOH+Men+===(≡AO)n→Me+nH+A代表微粒外表的鐵、鋁、硅或錳，Men+為重金屬離子，箭頭代表配位鍵。腐殖質(zhì)對(duì)重金屬離子的吸附腐殖質(zhì)(Hum)微粒對(duì)重金屬離子的吸附，主要是通過它對(duì)金屬離子的螯合作用和離子交換作用來實(shí)以質(zhì)子化，故能與重金屬起交換吸附作用。腐殖質(zhì)的離子交換機(jī)理可用下式表示：同樣，腐殖質(zhì)也可以與重金屬離子起螯合作用：應(yīng)當(dāng)指出，腐殖質(zhì)與重金屬離子的兩種吸附作用的相對(duì)大小與水中重金屬離子的濃度及性質(zhì)親熱相Mn2+與腐殖質(zhì)以離子交換吸附為主，Ni2+pH及組成對(duì)上述吸附作用也有較大的影響。4NH4Ac能與腐殖酸-金屬體系進(jìn)展以下反響：4EDTA解吸的則是被腐殖酸螯合吸附的那一局部金屬離子。在腐殖質(zhì)對(duì)有機(jī)分子的吸附中，分子間作用力占重要地位。當(dāng)有機(jī)物解離成正離子時(shí)，能被腐殖質(zhì)離雜苯環(huán)上的氮形成氫鍵，而將其吸附。吸附量與吸附速率吸附量及吸附等溫式吸附劑所吸附的吸附物的量稱為吸附量，以Q表示，它表示吸附劑的吸附力量。自然水體中膠體顆粒物的吸附力量與其組成、性質(zhì)、比外表、濃度有關(guān)，也與污染物的組成、形態(tài)、濃度有關(guān)，還與水體的溫度、pH、氧化復(fù)原電位(pE)以及共存無機(jī)物與有機(jī)物的狀況有關(guān)。在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線稱為吸附等溫線，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程式稱為吸附等溫式。適用于水體顆粒物對(duì)污染物的吸附等溫式有弗萊特利希(Freundlich)和朗格繆爾(Langmuir)兩種等溫式。吸附等溫式為：Q=K·cnKn0～1n=1Qc呈直線QcQ=K·cn改為：lgQ=lgK+nlgc這樣，lgQlgc為直線關(guān)系，從直線的斜率和截距即可求出nK。例如，Khan爭(zhēng)論了腐殖酸吸2，4-Dn0.789lgK0.869μmol/g，由此可得出吸附等溫式為：℃吸附等溫式為：吸附等溫式為：Q=Q·c/(A+c)0c為被吸附物的平衡濃度，A為半飽和吸附量時(shí)吸附物的平衡3-4)。明顯，A值越小，到達(dá)半飽和吸附量時(shí)殘留在液相中的被吸附物濃度越小，即吸附劑的吸附強(qiáng)度大；相反，A值越大，吸附強(qiáng)度越小。吸附等溫線ccAQ=Q·c/AQ與00c3-4中等溫吸附線的第Ⅰ段。在c很大時(shí)，cAQ=Q，即吸附量恒定而與平(A+c)Qc提高而漸漸增加(線段Ⅱ)。0對(duì)于在肯定條件下的特定體系，Q0AQ0和等溫式改寫為：1/Q=1/Q0+A/Q0·c然后將 對(duì)1/c作圖，得到直線型等溫線，從截距和斜率求出Q0和A值。以上兩種吸附等溫式及其他很多吸附等溫式僅適用于膠體微粒總體或其中各組分單獨(dú)存在時(shí)的吸附表達(dá)水中膠體物質(zhì)對(duì)污染物吸附的實(shí)際狀況，這個(gè)問題正在爭(zhēng)論之中。(sorption)主要包括外表吸附(adsorption)和安排兩種機(jī)理，它們的相對(duì)奉獻(xiàn)率與沉積物或懸浮顆粒物的組成(如有機(jī)碳含量)及有機(jī)物本身的性質(zhì)(如辛醇-水安排系數(shù)、溶解度等)有關(guān)。吸附速率tt下，吸附物的起始濃度為c0，ct為t時(shí)間吸附物的濃度，c0-ct時(shí)刻被吸附在吸附劑上的吸附物濃度，將c0-c對(duì)t作圖(3-5)mg/L·h；如從圖中c0條件下，各相應(yīng)溫度的吸附速率。tt不同溫度下某金屬離子的吸附量與時(shí)間關(guān)系的吸附過程不是處在熱力學(xué)的平衡狀態(tài)。因而打算吸附過程的主要因素是吸附速率，而不是平衡時(shí)的吸附量。重金屬等無機(jī)污染物或有機(jī)污染物被水中膠體微粒吸附后，可隨膠體微粒運(yùn)動(dòng)。它可以從水中自動(dòng)沉降下來，但也可在長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)生聚沉，所以水體中膠體物質(zhì)的聚沉，對(duì)污染物的遷移、歸宿、水體的自凈等有重大意義。水體中膠體微粒的聚沉水體中膠體粒子可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)較穩(wěn)定存在，但由于膠體微粒帶電，故在適宜條件下可很快聚沉。膠體微粒電荷的來源以下幾個(gè)方面可造成膠體微粒帶電：(Ⅰ)某些黏土礦物在其形成過程中，消滅同晶替代及晶格缺陷的現(xiàn)象使膠體粒子帶電。例如，硅氧四面體中的硅原子被鋁原子替代后，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電荷。pH條件下，發(fā)生以下平衡：≡Si-OH2===≡Si-OH====≡Si-O-+H2O某些黏土礦物及鐵、鋁等水合氧化物屬此類狀況。(Ⅲ)高分子有機(jī)物的官能團(tuán)解離也能使其帶電，蛋白質(zhì)、腐殖酸等的離解可用以下表示：pHpH時(shí)，消滅零電位，該點(diǎn)稱為零電位pH有關(guān)。pHzpc(Ⅳ)膠體微粒外表結(jié)合或吸附水中某些離子、配離子或有機(jī)離子等，使顆粒外表帶電。例4-FeO(OH)(s)+HPO4-4水體中膠體微粒的雙電層特征

(s)+OH-3-6NM是黏土礦物微粒外表的一局部，符號(hào)“+“表示被吸附的正離子。實(shí)際界面四周的溶液中有正離子，也有負(fù)離NM距離越遠(yuǎn)的液面，由于微粒電場(chǎng)力不斷減弱，正離子過剩趨勢(shì)也越小，直至為零。這樣由界面黏土礦物微粒雙電層及其反離子集中分布示意圖dCD，構(gòu)成了微粒集中雙電層。試驗(yàn)證明，與微粒界NMAB液層，將隨微粒一起運(yùn)動(dòng)，稱為不流淌層(固定層)；其厚度為δ，約與離子大小相近。ABCD液層，不跟微粒一起運(yùn)動(dòng)，稱為流淌液層(集中層)d-δNC表示相對(duì)界面不同距離的液面電位，液面CD呈電中性，設(shè)其電位為零，并作為衡量其他液面電位的基準(zhǔn)。NME，稱為膠體微?？傠娢?。不流淌層與流淌層交界液面ABξ，稱為膠體微粒的ξξ電位確實(shí)定值小于總電位E確實(shí)ξ電位，當(dāng)它們彼此接近時(shí)，在靜電斥力作用下分開，故膠體微?？砷L(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在而不發(fā)生聚沉。實(shí)際上水體中膠體構(gòu)造是很簡(jiǎn)單的。例如，黏土礦物大多數(shù)為薄板狀構(gòu)造，具有肯定厚度，故除有板化，常表現(xiàn)出板面與另一微粒的邊面相互吸引而結(jié)合，具有自然絮凝的特征。高分子電解質(zhì)如腐殖酸、蛋白質(zhì)等，其電荷是由官能團(tuán)的離解產(chǎn)生的，離解度即電荷值由水體pH值打算，其外表電位還與官能團(tuán)的數(shù)量和分布特征有關(guān)。雙電層的構(gòu)造也與固體外表的雙電層構(gòu)造不同。pH值。在自然水體中時(shí)常呈電負(fù)性，在低pH值時(shí)可呈正電性，在固定pH值時(shí)，外表上有恒定的電位，這種雙電層有明顯的兩性性質(zhì)，因此零電點(diǎn)是其主要參數(shù)。膠體微粒的聚沉pH值及流淌狀況、帶相反電荷微粒間相互作用等，其中主要因素是電解質(zhì)濃度。從微粒本身構(gòu)造看，微粒帶同號(hào)電荷及微粒四周有水化膜是使其穩(wěn)定的兩個(gè)主要緣由。假設(shè)消退這兩個(gè)因素，微粒便可聚沉。3-7是電解質(zhì)濃度對(duì)ξNCξ電ξξ′，同時(shí)由于固定層中正離子增多，而集中層中正離子相對(duì)削減，引起集中雙電層厚度變薄(由d變?yōu)閐′)ξ電位降到缺乏以排斥膠體微粒相互碰撞時(shí)的分子間作用力，則微粒會(huì)ξ電位，稱為臨界電位。假設(shè)參加的電解質(zhì)離子能被微粒大量吸附到固定層內(nèi)，可使ξ電位減為零，甚至變號(hào)。假設(shè)ξ電位等于零時(shí)，說明膠體微粒及其強(qiáng)。ξ電位的影響某些膠體微粒(如有機(jī)高分子膠體微粒)本身具有肯定的親水性，直接吸附水分子形成水化膜。對(duì)于這ξ電位，但更重要的是要去除水化膜，否則帶有水化膜的有機(jī)膠體微粒相互距離較大，分子間作用力很弱，難以聚沉。一般在有大量電解質(zhì)存在時(shí)，可以滿足上述兩個(gè)方面的需要，使有機(jī)膠體微粒在水中聚沉。腐殖質(zhì)分子中的羧基和酚羥基可與水合氧化鐵膠體微粒外表的鐵螯合，而腐殖質(zhì)分子中可供螯合的成分很多，這樣有可能形成膠體微粒腐殖質(zhì) 膠體微粒的浩大聚攏體，從而絮凝沉降。實(shí)際水體中微粒間可消滅多種方式的聚沉和絮凝作用。影響膠體分散的因素是簡(jiǎn)單的。除電解質(zhì)外，素。膠體微粒的吸附和聚沉對(duì)污染物的影響相的最重要的途徑。膠體的吸附作用在很大程度上掌握著微量金屬在水環(huán)境中的分布和富集狀況。大量資Cu2+、Ni2+、Ba2+、Zn2+、Pb2+、的試驗(yàn)說明，底泥和懸浮物對(duì)Cd2+的吸附作用及其可能發(fā)生的Hg2+(Anderson)Hg2+pH6.5～7.0時(shí)。HgCl2(復(fù)原態(tài)的)＞商業(yè)去污劑(硅的混HgCl2的微克數(shù)伊利石(65.3)＞蒙脫石(35.7)＞胺類化合物(10.5)＞高嶺石(9.7)＞含碳基的有機(jī)物(7.3)＞細(xì)砂(2.9)＞中砂(1.7)＞粗砂(1.6