第二节水中无机污染物的迁移转化ppt课件.ppt

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1、第二节水中无机污染物的迁移转化无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造成永久性的潜在危害。7/29/20211一、颗粒物与水之间的迁移水中颗粒物矿物微粒和粘土矿物金属水合氧化物腐殖质水体悬浮沉积物其他第二节水中无机污染物的迁移转化7/29/20212一、颗粒物与水之间的迁移1．水中的颗粒物矿物微粒和黏土矿物矿物微粒主要指硅酸盐矿物，其中：石英(SiO2)、长石(KAlSi3O8)等矿物微粒颗粒粗、不易碎裂，缺乏粘结

2、性。第二节水中无机污染物的迁移转化7/29/20213一、颗粒物与水之间的迁移黏土矿物（云母、蒙脱石、高岭石）主要是铝镁的硅酸盐，由其他矿物经化学风化而成，具有晶体层状结构、有粘性、具有胶体性质，可以生成稳定的聚集体。7/29/20214金属水合氧化物Al、Fe、Mn、Si等的水合氧化物，在天然水体中以无机高分子及溶胶等形式存在，在水环境中发挥重要的胶体化学作用。所有金属水合氧化物可以结合水中微量物质,同时本身又趋于结合在矿物微粒和有机物的界面上。一、颗粒物与水之间的迁移7/29/20215腐殖质带负电荷的高分子弱电解质，多含有–COOH、–OH等。在pH高，

3、离子强度低条件下，羟基、羧基大多离解，负电荷相互排斥，构型伸展，亲水性强。在pH低、较高浓度金属离子存在下，各官能团难以离解，高分子趋于卷缩，亲水性弱，因而趋于沉淀或凝聚。一、颗粒物与水之间的迁移7/29/20216悬浮沉积物各种环境胶体物质的聚集物，组成不固定其他湖泊中的藻类、污水中的细菌、病毒、废水中的表面活性剂或油滴。一、颗粒物与水之间的迁移7/29/20217表面吸附—物理吸附，与胶体的比表面积有关。离子交换吸附—物理化学吸附，水环境中一部分胶体带负电荷，吸附一部份阳离子，同时释放等量其它阴离子。属可逆反应，不受温度影响，交换吸附能力与溶质的性质、浓度

4、、吸附剂性质有关2．水环境中颗粒物的吸附作用7/29/202182．水环境中颗粒物的吸附作用专属吸附—受化学键作用外，还受加强的憎水键、范德华力、氢键等的作用。在水环境中：配合离子、无机高分子、有机离子、有机高分子专属吸附强烈，水合氧化物胶体对金属离子有较强的专属吸附。氧化物表面配位吸附模式（p124）7/29/20219氧化物表面配合吸附模式7/29/202110吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象，水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。在一定的温度下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度(C)之间的关系用吸附等温式表达。3、

5、吸附等温线和等温式7/29/202111H型（Henry）等温式（直线型）F型（Freundlich）等温式用对数表示：式中：K——分配系数3、吸附等温线和等温式7/29/202112L型（Langmuir）等温式G0—单位表面上达到饱和时的最大吸量A—常数（p122图3－4）3、吸附等温线和等温式7/29/2021134沉积物中重金属的释放（p125）沉积物中的重金属可能重新进入水体，这是产生二次污染的主要原因。碱金属和碱土金属离子可将吸附在颗粒物表面的重金属离子置换出来，这是重金属从颗粒物表面解吸的重要途径之一。氧化还原条件的变化，使金属以水合离子解吸。7

6、/29/202114水环境pH值的降低，导致硫酸盐和氢氧化物的溶解废水中配合剂的含量增加，和重金属形成稳定的可溶性配合物，使重金属重新进入水体，以上几种途径都有可能构成环境水体重金属的二次污染4沉积物中重金属的释放（p125）7/29/202115胶体颗粒聚集的基本原理是：两颗粒在相互接近时产生几种作用力，如多分子范德华力、双电层静电斥力和水化膜阻力等，这几种作用力的综合效应使颗粒物聚集。二、水中颗粒物的聚集7/29/202116二、水中颗粒物的聚集两个概念：凝聚----由电解质促成的聚集絮凝----由聚合物促成的聚集7/29/202117天然水环境和水处

7、理条件下主要的颗粒物聚集方式1．压缩双电层的聚集水中电解质浓度增大而离子强度增大，压缩扩散层，颗粒物吸引而聚集2.专属吸附凝聚胶体颗粒专属吸附异电的离子化合态，降低表面电位，产生电中和现象，使颗粒物聚集7/29/202118天然水环境和水处理条件下主要的颗粒物聚集方式3.胶体相互凝聚电荷相反的两种胶体相互吸引凝聚4.“边对面”凝聚（“边对边”、“面对面”）黏土矿物颗粒呈板状，板面荷负电，边缘荷正电，各颗粒的边面之间可由静电引力结合。7/29/202119天然水环境和水处理条件下主要的颗粒物聚集方式5.  无机高分子的絮凝6．生物絮凝水中藻类、细菌等微小生物体具

8、有胶体性质，带有电荷，可以发生凝聚作用