三章 水环境化学3.ppt
《三章 水环境化学3.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三章 水环境化学3.ppt(25页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第二节 水中无机污染物的迁移转化 无机污染物一旦进入水环境,均不能被生物降解,主要是通过 溶解沉淀、氧化还原、配合作用、吸附解吸等一系列物理 化学作用进行迁移转化。 一颗粒物与水之间的迁移 矿物微粒和粘土矿物;主要是硅酸盐矿物。 金属水合氧化物;铝、铁、锰等金属的水合氧化物在天然水中以无机高分子 和溶胶等形态存在。如:铝在水中水解,主要形态是Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+、 Al(OH)3、Al(OH)4、Al2(OH)24+等,并随pH值变化而改变形态浓度的比例。 腐殖质:腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。分腐殖酸、富里酸和腐黑物。 悬浮沉积物;胶体的聚合、团聚也形成悬浮沉积
2、物。 其他:湖泊中的藻类,污水中的细菌、病毒,废水排出的表面活性剂、油滴等, 也都有类似的胶体化学表现,起类似的作用。 1水中颗粒物的类别 2水环境中颗粒物的吸附作用 (1)吸附的分类 表面吸附:由于胶体具有巨大的比表面和表面能,因此固 液界面存在表面吸附作用,它属于物理吸附。 离子交换吸附:由于环境中大部分胶体带负电荷,容易吸 附各种阳离子,在吸附过程中,胶体每吸附一部分阳离子,同 时也放出等量的其他阳离子,因此把这种吸附称为离子交换吸 附,它属于物理化学吸附。(是可逆反应,能够迅速达到可逆 平衡) 专属吸附:指吸附过程中,除了化学键的作用外,尚有加 强的憎水键和范德华力或氢键的作用。专属吸
3、附作用不但可使 表面电荷改变符号,而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表 面上。在水环境中,配合离子、有机离子、有机高分子和无机 高分子的专属吸附作用特别强烈。 (2)吸附等温线和等温式 吸附是指溶液中的溶质在界面层浓度升高的现象。在一定的 温度条件下,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,可用吸附等温 线来表达。 水体中常见的吸附等温线:即Henry型、Freundlich(弗罗 因德利希)型、Langmuir(朗缪尔)型 H型 F型 L型 其中: G0是单位表面上达到饱和时间的最大吸附量, A是常数。 (BET布鲁诺尔、埃米特、特勒 ,Bruna
4、uer, Emmett, Teller在 1938年提出的多分子层吸附理论 。) (3)影响吸附作用的因素 pH值 颗粒物的粒度和浓度 对重金属随粒度的增大而减少, 并且当溶质浓度范围固定时,吸附量随颗粒物浓度增大而减 少。 温度 (4)氧化物表面吸附的配合模式 表面配合模式的实质内容就是把具体表面看作一种聚合酸, 其大量羟基可以产生表面配合反应,但在配合平衡过程中需 将邻近基团的电荷影响考虑在内,由此区别于溶液中的配合 反应。(20世纪70年代初期由Stumm、Shindler等人提出来 的) 3沉积物中重金属的释放 盐浓度升高:碱金属和碱土金属离子可将吸附在固体颗粒上 的金属离子交换出来。
5、 氧化还原条件的变化:在湖泊、河口及近岸沉积物中一般均 有较多的耗氧物质,使一定深度以下沉积物中的氧化还原电位 急剧降低(实际上就是说具有还原性),使金属氧化物部分或 全部溶解,从而导致被其吸附的或与之共沉淀的重金属也同时 释放出来。 降低pH值:pH值降低,导致碳酸盐和氢氧化物的溶解,H+ 的竞争作用增加了金属离子的解吸量。 增加水中配合剂的含量:天然或合成的配合剂使用增加,能 和重金属形成可溶性配合物,有时这种配合物稳定度较大,可 以溶解态形式存在,使重金属从固体颗粒上解吸出来。 重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属二次 污染问题,对水生系统及饮用水的供给都是 很危险的。诱发释放的主要因素有
6、: 生物化学迁移:一些生物化学迁移过程也能引起金属的重新 释放,从而引起重金属从沉积物中迁移到动、植物体内,可能 沿食物链进一步富集或直接或间接进入水体。 二水中颗粒物的聚集 1胶体颗粒凝聚的基本原理和方式 DLVO理论(Derjaguin, Landau, Verwey and Overbeek theory) 电解质的加入对引力能影响 不大,但明显降低斥力能 第二最小值 在一定情况 下可能出现 ,是可逆反 应 返回 异体凝聚理论 如果两个电荷符号相异的胶体微粒接近时,吸引力总是占优势;如果两颗粒电荷符 号相同电性强弱不等,则位能曲线上的能峰高度总是决定于荷电较弱而电位较低的 一方。因此在异
7、体凝聚时,只要其中有一种胶体的稳定性甚低而电位达到临界状态 ,就可以发生快速凝聚,而不论另一种胶体的电位高低如何。 颗粒聚集方式 压缩双电层凝聚 专属吸附凝聚:胶体颗粒专属吸附异电离子,产生电中和,使颗粒脱稳而凝聚 。这种凝聚可以出现超荷状况,使胶体颗粒改变电荷符号后,又趋于稳定分散。 胶体相互凝聚:两种电荷符号相反的胶体相互中和而凝聚。 边对面絮凝:粘土矿物颗粒形状呈板状,其板面带负电,边缘带正电。 第二极小值絮凝:在一般情况下,位能综合曲线上的第二极小值较弱,不足以 发生颗粒间的结合,但若颗粒较粗或在某一维方向上较长,就有要可能产生较深的 第二极小值,使颗粒相互聚集。这种聚集属于较远距离的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水环境 化学
链接地址:https://www.31doc.com/p-2625846.html