水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响

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1、矿物岩石地球化学通报·综述·，，水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响傅平青，，刘丛强，万鹰昕，，岳兰秀，（中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州贵阳；中国科学院研究生院，北京）摘要：水环境中金属离子—腐殖质—矿物（或细菌）之间的相互作用能够显著影响金属离子在地质体中的迁移和归宿。本文综述了水环境中腐殖质对金属离子在矿物、微生物等表面吸附行为影响的研究现状，分析讨论了复合型表面的基本特点、腐殖质对金属吸附到矿物表面的影响因素、腐殖质影响细菌表面吸附金属离子的机理，以及对三相体系不同研究者

2、的研究思路与结论等。关键词：腐殖质；重金属；吸附；细菌；矿物表面中图分类号：文献标识码：文章编号：（）水环境中污染物质迁移的介质主要有水、沉积物金属离子迁移和归宿的天然有机质（），主要是和生物体。水通常是基本介质，但是很多有毒重金属腐殖质（），包括腐殖酸（）、富里酸（）等，约元素和有机化合物经常与悬浮颗粒物或水底沉积物占溶解态有机质的（表）。能有效地结合紧密结合。在天然水体系中，颗粒物质除了各种矿微量金属元素，影响其在水环境中的化学形态、氧化物、或的氢氧化物等外，还包括各种可以影响还原行为、迁移沉降以及

3、生物可利用性等。［］表天然水环境中的主要组分溶解态颗粒态或胶体态无机离子·有机化合物无机化合物有机化合物，，，，，!土壤来源蛋白质粘土、硅酸盐有机体残骸聚糖铁（"）氧化物腐殖质腐殖质锰（"#）氧化物有机矿物颗粒水体来源（，）细胞残骸粪类物质，!有机矿物颗粒［］水环境中的由许多异源复杂有机物组成，乙醇，以及无机基底的表面点位等。矿物表面羟［］具有一定的酸性和缓冲能力。主要有两类官基只在相当窄的值范围内有吸附能力（一般为［］能团，一类是羧基，约占总酸性基团的），而有机质表面在更低的值时，还显示出［］；另一类

4、是酚羟基。因而它们都有自己固有较强的吸附性，就是因为的有机官能团具有不的对质子和金属的化学亲和力。羧基的酸解常数同的"#值，尤其是羧基（"#）起重要作用。"#，酚羟基"#，中间的"#值由其近年来，表面配位模型被广泛用来描述质子和它各类官能团来贡献，包括二羧基化合物、烯醇、金属离子在各种氧化物和粘土矿物表面的吸附行$收稿日期：收到，改回基金项目：中国科学院重要方向资助项目（）第一作者简介：傅平青（—），男，浙江磐安人，在读博士研究生，主要从事水环境地球化学研究傅平青等水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响［

5、］为。描述质子和金属离子在上竞争性键合作被吸附到矿物表面的比溶解腐殖质具有更强的［］用的模型也屡有报道，例如模型和与金属离子键合的能力。相反，在所有值条件［］!。然而，在大多数天然水体中，物质之间下，的存在会使许多矿物表面（石英、长石、高岭的作用并非如此简单。若要在自然环境条件下提出石、方解石与覆盖的石英砂等）对和［］一个精确模型，必须考虑到自然界固态物质的非均的吸附作用减弱，表明这些金属与有机化合一性。自然环境中单一组成的、晶态的固体即使有物的键合能力很有可能比与矿物表面的键合能力也寥寥无几，典型的固

6、体都是非均一的、多组分的。强。但上述结果不能独立地解释金属有机物的稳这样的复合态固体（，例如氧化物有定性。吸附作用减弱的又一例子是石英吸附［］机质复合体）的环境行为需要评估，其表面化学行为的实验。然而，这些研究均表明，在等天然有需要定量。而且，复合态固体的各组成成分都有其机质存在的条件下，针铁矿吸附的值边界独特的表面性质（表面官能团的特性、官能团密度及向下移了一个单位。［］［］的工作显示，在碱性的城市河流其配位能力等），它们的复合程度及孤立的、具有等反应性的表面对金属离子的吸附能力直到最近才引（!）的悬

7、浮颗粒物区域，的存在使固相悬浮［］物中的铁和锰的氢氧化物部分对的吸附量增起人们关注。加；但没有观察到的存在对这些氢氧化物与腐殖质对矿物表面吸附金属离子的或之间的吸附作用产生影响。这些结果影响说明在一个系统中，的存在会对金属离子键合到在天然体系中，许多颗粒物的表面都被其他具矿物表面这一过程的两个方向都产生影响。［］有反应性能的物质覆盖，包括（"）和（"，#）等研究了在溶液中，的氢氧化物或。复合态固体表面的行为由其质子及（$）在刚玉表面的协同吸附行覆盖层和所覆盖的矿物主宰，尽管这两部分只占复为。在低值时，的

8、存在可能形成［［，］合体总量的一小部分，但它控制着生物和非生］（为有机配位体，为配位体所带电荷）［］物成分对金属离子的吸附行为。对于给定的金三相表面配合物，增强了对的吸附作用。尤其在属元素，其固相分离的程度依赖于金属离子与复合低分子量有机酸领域，金属有机质协同吸附机理体各组分的结合能力。为了模拟复合表面对各种金颇受关注。另一种可能是在与矿物表面之属的反应性能，经常应用添加性原则。添加性原间起到桥梁作用，形成［］配合［，］则是指复合体总的吸附