顆粒物與水之間的遷移課件

第二節(jié)水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化

無(wú)機(jī)污染物，特別是重金屬和準(zhǔn)金屬等污染物，一旦進(jìn)入水環(huán)境，均不能被生物降解，主要通過(guò)沉淀—溶解、氧化—還原、配合作用、膠體形成、吸附—解吸等一系列物理化學(xué)作用進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，參與和干擾各種環(huán)境化學(xué)過(guò)程和物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，最終以一種或多種形態(tài)長(zhǎng)期存留在環(huán)境中，造成永久性的潛在危害。第二節(jié)水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)污染物，特別是重金屬1第二節(jié)水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、顆粒物與水之間的遷移

1．水中顆粒物的類(lèi)別

(1)礦物微粒和粘土礦物：(2)金屬水合氧化物：鋁、鐵、錳、硅等金屬的水合氧化物(3)腐殖質(zhì)：腐殖質(zhì)是一種帶負(fù)電的高分子弱電解質(zhì)(4)水體中懸浮沉積物(5)其它：藻類(lèi)、細(xì)菌、病毒、油滴等。第二節(jié)水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、顆粒物與水之間的遷移2一、顆粒物與水之間的遷移

2．水環(huán)境中顆粒物的吸附作用

水環(huán)境中膠體顆粒的吸附作用大體可分為:表面吸附、離子交換吸附和專(zhuān)屬吸附等。

表面吸附：屬于物理吸附，膠體具有巨大的比表面和表面能

離子交換吸附：屬于物理化學(xué)吸附專(zhuān)屬吸附:除化學(xué)鍵的作用外，范德華力或氫鍵起作用，專(zhuān)屬吸附作用不但可使表面電荷改變符號(hào)，而且可使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上。一、顆粒物與水之間的遷移2．水環(huán)境中顆粒物的吸附作用3一、顆粒物與水之間的遷移一、顆粒物與水之間的遷移4一、顆粒物與水之間的遷移2．水環(huán)境中顆粒物的吸附作用

吸附等溫線和等溫式：吸附是指溶液中的溶質(zhì)在界面層濃度升高的現(xiàn)象。水體中顆粒物對(duì)溶質(zhì)的吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，在一定溫度下當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，顆粒物表面上的吸附量（G）與溶液中溶質(zhì)平衡濃度（c）之間的關(guān)系，可用吸附等溫線表示。一、顆粒物與水之間的遷移2．水環(huán)境中顆粒物的吸附作用5吸附等溫線和等溫式：

水體中常見(jiàn)的吸附等溫線有三類(lèi)：

即Henry型、Freundlich型、

Langmuir型，

簡(jiǎn)稱(chēng)H,F,L型

吸附等溫線和等溫式：

水體中常見(jiàn)的吸附等溫線6吸附等溫線和等溫式：

吸附等溫線和等溫式：7G等溫線在一定程度上反映了吸附劑與吸附物的特性，其形式在許多情況下與實(shí)驗(yàn)所用溶質(zhì)濃度區(qū)段有關(guān)。當(dāng)溶質(zhì)濃度甚低時(shí)，可能在初始區(qū)段中呈現(xiàn)H型，當(dāng)濃度較高時(shí)，曲線可能表現(xiàn)為F型，但統(tǒng)一起來(lái)仍屬于L型的不同區(qū)段。G等溫線在一定程度上反映了吸附劑與吸附物的特性，其形式在8影響吸附作用的因素溶液pH值對(duì)吸附作用的影響。在一般情況下，顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨pH值升高而增大。當(dāng)溶液pH超過(guò)某元素的臨界pH值時(shí)，則該元素在溶液中的水解、沉淀起主要作用。影響吸附作用的因素溶液pH值對(duì)吸附作用的影響。在一般情況下，9溶液pH值對(duì)吸附作用的影響。在一般情況下，顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨pH值升高而增大。顆粒物的粒度和濃度對(duì)重金屬吸附量的影響。顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨粒度增大而減少，并且，當(dāng)溶質(zhì)濃度范圍固定時(shí)，吸附量隨顆粒物濃度增大而減少。此外，溫度變化、幾種離子共存時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)作用均對(duì)吸附產(chǎn)生影響。影響吸附作用的因素溶液pH值對(duì)吸附作用的影響。在一般情況下，顆粒物對(duì)重103．沉積物中重金屬的釋放(1)鹽濃度升高：堿金屬和堿土金屬陽(yáng)離子可將被吸附在固體顆粒上的金屬離子交換出來(lái)，這是金屬?gòu)某练e物中釋放出來(lái)的主要途徑之一。(2)氧化還原條件的變化：在湖泊、河口及近岸沉積物中一般均有較多的耗氧物質(zhì)，使一定深度以下沉積物中的氧化還原電位急劇降低，并將使鐵、錳氧化物可部分或全部溶解，故被其吸附或與之共沉淀的重金屬離子也同時(shí)釋放出來(lái)。3．沉積物中重金屬的釋放(1)鹽濃度升高：堿金屬和堿土金屬陽(yáng)11(3)降低pH值：pH值降低，導(dǎo)致碳酸鹽和氫氧化物的溶解，H+的競(jìng)爭(zhēng)作用增加了金屬離子的解吸量。在一般情況下，沉積物中重金屬的釋放量隨著反應(yīng)體系pH的升高而降低(4)增加水中配合劑的含量：天然或合成的配合劑使用量增加，能和重金屬形成可溶性配合物，有時(shí)這種配合物穩(wěn)定度較大，可以溶解態(tài)形態(tài)存在，使重金屬?gòu)墓腆w顆粒上解吸下來(lái)。(3)降低pH值：pH值降低，導(dǎo)致碳酸鹽和氫氧化物的溶解，H12二、水中顆粒物的聚集

膠體顆粒的聚集亦可稱(chēng)為凝聚或絮凝。在討論聚集的化學(xué)概念時(shí)，這兩個(gè)名詞時(shí)常交換使用。這里把由電介質(zhì)促成的聚集稱(chēng)為凝聚，而由聚合物促成的聚集稱(chēng)為絮凝。

膠體顆粒是長(zhǎng)期處于分散狀態(tài)還是相互作用聚集結(jié)合成為更粗粒子，將決定著水體中膠體顆粒及其上面的污染物的粒度分布變化規(guī)律，影響到其遷移輸送和沉降歸宿的距離和去向。二、水中顆粒物的聚集13

1．膠體顆粒凝聚的基本原理和方式典型膠體的相互作用是以DLVO物理理論為定量基礎(chǔ)。1．膠體顆粒凝聚的基本原理和方式典型14顆粒物與水之間的遷移ppt課件151．膠體顆粒凝聚的基本原理和方式異體凝聚理論：適用于處理物質(zhì)本性不同、粒徑不等、電荷符號(hào)不同、電位高低不等之類(lèi)的分散體系。異體凝聚理論的主要論點(diǎn)為：如果兩個(gè)電荷符號(hào)相異的膠體微粒接近時(shí)，吸引力總是占優(yōu)勢(shì)；如果兩顆粒電荷符號(hào)相同但電性強(qiáng)弱不等，則位能曲線上的能峰高度總是決定于荷電較弱而電位較低的一方。因此，在異體凝聚時(shí)，只要其中有一種膠體的穩(wěn)定性甚低而電位達(dá)到臨界狀態(tài)，就可以發(fā)生快速凝聚，而不論另一種膠體的電位高低如何。天然水環(huán)境和水處理過(guò)程中所遇到的顆粒聚集方式，大體可概括如下：(1)壓縮雙電層凝聚;(2)專(zhuān)屬吸附凝聚;(3)膠體相互凝聚(4)“邊對(duì)面”絮凝;(5)第二極小值絮凝;(6)聚合物粘結(jié)架橋絮凝;(7)無(wú)機(jī)高分子的絮凝;(8)絮團(tuán)卷掃絮凝;(9)顆