重金属污染物在水体中的迁移转化

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1、重金属在水体中的迁移和转化环境监测系莫家乐pH不同，氧化还原条件不同，重金属的价态会变化，发生一系列化学反应：要么成为易溶于水的化合物，随水迁移要么成为难溶的化合物，沉淀进入底质要么被吸附到水中的悬浮物或胶体上，在不同pH条件下，随着胶体发生凝聚（进入底质）或消散作用（存在于水中）由溶胶转为凝胶，称为凝聚作用；相反由凝胶分散为溶胶，称为消散作用重金属的定义在化学中一般是指相对密度等于或大于5.0的金属，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等45种元素。也有学者定为周期表中原子序数大于钙者即从钪以后的为重金属。在环境污染研究中，重金属多指Hg、Cd、P

2、b、Cr以及类金属等生物毒性显著的元素；其次是指有一定毒性的一般元素，如Zn、Cu、Ni、Co、Sn等。重金属污染特征重金属是构成地壳的元素、在自然界中分布广泛。重金属作为有色金属，在人类上产活动中被广泛应用，污染源遍布。重金属大多属于过渡元素，在自然界中有不同价态，具有活性和毒性效应。重金属对人类和生物的危害特点重金属具有毒性效应不能被降解，却能将某些重金属转化成毒性更强的金属有机化合物。通过食物链富集放大。通过各种途径进入人体，并能富集在某些器官中，形成慢性中毒。重金属的来源1大气中的重金属来源3土壤中的重金属来源2水体中的重金属来源天然水中含有丰富的胶体颗粒

3、物胶体颗粒物，比表面大，带电荷(Fe(OH)3)，能吸附金属离子颗粒物被吸附后会在表面发生多种物理化学反应颗粒物分为三大类：1、无机粒子（包括石英、黏土矿及Fe、Al、Mn、Si等水合物2、有机粒子（高分子有机物、蛋白质、腐殖质）3、无机与有机粒子的复合体一、吸附作用黏土的吸附作用与表面羟基氢发生离子交换金属离子先水解，夺取羟基，形成羟基配合物水合氧化物的吸附与颗粒表面羟基氢发生离子交换腐殖质的吸附腐殖质表面带羧基和羟基与金属发生交换氢的螯合螯合与交换作用的主次与重金属离子的性质密切关系包括配位反应和螯合反应主要配体有：羟基、氯离子、碳酸根、硫酸根、氟离子和磷酸根

4、离子，以及带羧基、胺基、酚羟基的有机物。二、配合作用主要指的是重金属离子的水解反应所需要的pH较低（相对于轻金属）重金属离子的水解是分步进行的，或者说与羟基的配位是分级进行的由此大大增加了重金属氢氧化物的溶解度，影响重金属迁移氯离子是较稳定的配合剂配合程度取决于氯离子浓度和金属的本性结果：大大提高难溶金属化合物的溶解度，如PbSO4、ZnCO3水环境中的螯合体（洗涤剂、农药及各种表面活性剂）能与重金属生成一系列稳定的可溶性或不溶性螯合物，故有机配体的影响决定于螯合物或配合物的溶解性腐殖质能起配合作用的基团主要是分子侧链上的多种含氧官能团，如羧基、羟基、羰基等当羧基

5、部位有酚羟基，或两个羧基相邻，会发生螯合配位数与金属的电子排布有关用水体电位(E)来描述水环境的氧化还原性质电位高，显氧化性；电位低，显还原性它直接影响金属的存在形式（形态）及迁移能力重金属在高电位水中被氧化，而在低电位水中被还原或与水中H2S反应成难溶硫化物易溶化合物迁移能力强，难溶化合物迁移能力弱三、氧化还原作用沉淀和溶解是水溶液中常见的化学平衡现象溶度积：Ksp重金属化合物的溶解度与体系中阴离子的种类、浓度及pH有关。四、溶解沉淀作用1.氢氧化物氢氧化物的溶解度与pH值有关，沉淀有最适宜pH（Cr3+）如果水体中没有其他配位体，大部分金属离子氢氧化物在pH较

6、高时溶解度较小，迁移能力弱若水体pH较小，金属氢氧化物溶解度升高，迁移能力增大控制pH值，使重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属2.硫化物在硫化氢和金属硫化物均达到饱和的水中，同时存在硫化氢的解离平衡和硫化物沉淀平衡由于硫化物的溶解度甚小，当水中出现少量硫离子时，即可出现金属硫化物沉淀，使重金属离子的迁移能力大大降低厌氧水体，硫离子浓度相对较大，对重金属的迁移影响更大（Cu/Cd/Pb/Zn/Hgetc.）3.碳酸盐水中碳酸盐的溶解度，很大程度取决于水中CO2含量和水体pHCO2促进碳酸盐溶解pH升高，碳酸盐溶解度降低，迁移能力减弱难溶化合物沉淀的结果

7、：大大限制了重金属污染的扩散范围，使重金属主要富集于排污口附近的底泥中，降低了重金属在水中迁移能力，在某种程度上可以对水质起净化作用可能成为次生污染源五、几种重金属的水环境化学行为以废水、废气形式排出，常以二价汞的无机汞化合物和有机化合物存在。来源：工业排放，尤其是碱工业，包括仪表、电器、催化剂、造纸、金属炼制、燃料燃烧等。1.汞的水环境化学行为水中胶体对汞的吸附及其化合物溶解度较小，决定了各污染源排放出得汞主要沉积在排污口附近的底泥。天然水体中的各种胶体（无论是絮状物、悬浮物，还是最终成为沉积物）对汞的束缚力与环境条件和这些物质的成分（表面基团）有一定关系。汞的

8、吸附作用有