水环境条件对重金属迁移转化的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第16卷第1期洛阳工业高等专科学校学报V01．16N0．12006年3月JournalofLuoyangTechnologyCollegeMar．2006水环境条件对重金属迁移转化的影响王小庆(洛阳工业高等专科学校材料工程系，河南洛阳471003)摘要：简要分析了pH值、氧化还原电位(Eh)、温度、离子强度及有机质对重金属在水．沉积物问迁移转化的影响。关键词：重金属；吸附；解吸中图分类号：X26文献标识码：A文章编号：1008．8814(2006)01．0003．02重金属在水环境中有各种形态，总体上可

2、分为两大的升高而迅速降低，转折点一般在pH=4~5：在碱性区，其类，即溶解态和颗粒态。这两态之间的转化主要通过重金释放率随pH值的升高而略有升高；在中性区，释放率一般属的吸附．解吸、水解、沉淀等作用完成。重金属污染物一很低I2l。这是因为重金属元素在酸性区释放主要是解吸作用且进入天然水体．大多数被沉积物吸附富集大量野外、和沉淀的溶解作用，而在碱性区一般认为是由于有机质的室内试验也证实，水体中重金属大部分结合于悬浮物和沉分解使与之结合的重金属重新释放出来【】l。积物的固体颗粒表面，在水中的可溶态含量很低虽然重2氧化还原电位(Eh)金属转化的总趋势是转入

3、相对稳定的固相，但这并不意味铁、锰、铝的水合氧化物，特别是对氧化还原很敏感的着相反方向的转化不存在。重金属的迁移转化受水环境条Fe／Mn氢氧化物和氧化物是水系统中重金属的主要藏身之件，如pH、Ell、水温、离子强度等因素的影响。处，即使含量很少，也能对水系统中重金属的分布起控制J1p一H一但’士作用。Gibbs利用淋溶的方法研究了亚马逊河和育空河不舍重金属在水体中吸附和悬浮物沉降使其达到自净的过碳酸盐的沉积物中重金属的分布，发现有40~50％的Cu、程。吸附过程基本符合Henry、LanRmuir和Freundlich吸附Cr、Co、Ni是处在水合F

4、e／Mn氧化物的覆盖物上。我国几模式。pH值是个至关重要的因素，多价阳离子易于被吸附条河流沉积物中Fe／Mn氧化物结合态的重金属所占的比例于固体表面上，重金属离子的吸附量往往在一个狭窄的pH为：黄浦江支流沉积物中约占20％：京杭大运河(杭州段)沉范围内会发生迅速变化，吸附率随pH值的增大而增大，快积物中约占15％，湘江沉积物中最大值近50％，而且沉积物速增长的pH值范围大致在2个pH值单位，一般位于pH3．0-,-重金属含量与水合铁锰氧化物含量呈线性正相关。重金属5．0之问，在这区段会出现吸附量的峰点⋯。pH值影响明显释放量与Fe／Mn氧化物结合态的

5、含量存在一定的关系。而分为pH值小于这个峰点和大于这个峰点的两个区段：pH值在该结合态含量一定时，影响释放量的主要因素是水环境小于峰点的酸性条件下，溶液中的H与重金属离子Mn存在的氧化还原条件。在还原条件下，Fe、Mn易于被还原，而竞争吸附，吸附剂更多地吸附了H离子；pH值大于峰点使被其吸着的重金属释放出来。如果水体有机物含量较时，随着I)H值的增加，溶液中H浓度逐渐下降，其竞争能高，这一机制就特别有效『4I。已发现Mn的高价氧化物在氧力也逐渐下降，吸附剂对重金属的吸附作用增强。另外，化性的表层沉积物中发生沉淀，而在氧化还原电位(EI1)高于在中性和

6、弱碱性条件下，重金属离子易发生水解，多数情三价铁络合物所要求的数值时，即能还原并释放出来；在况下水解产物M(oH的交换亲和力比重金属自由离子还原条件下，Mn比Fe先释放出来，而在氧化条件下，Fe总Mn更大，导致吸附率增大。即随着pH值升高，重金属离比Mn先发生沉淀。在水／沉积物界面及表层沉积物均处于氧子的水解和吸附作用同时进行。化性条件时，虽然沉积物底层铁锰氧化物在还原条件下能而在以释放为主的解吸一吸附过程中，对释放有较大释放出Fe、Mn及绝大部分重金属进入问隙水，但由于氧化影响的因素主要是沉积物本身的性质．如：泥沙浓度、颗性表层沉积物的氧化作用，释

7、放出的重金属无法向上扩散粒粒径和沉积物厚度等。重金属的释放动力学过程分为两而滞留于底部还原层。但对于水底层及沉积物表层均为厌个阶段，第一阶段一般认为是重金属从沉积物的表面快速氧条件(Eh值很低)时，情形可能会大不相同，特别是对于有解吸．第二阶段可能是重金属缓慢地从沉积物内部微孔向机污染严重的水体(河流)，整个系统都处于强还原状溶液扩散I。当然pH值对其释放也有一定的影响。态，沉积物中还原释出的Fe、Mn及由此释放的重金属完全Galloway等研究pH值对湖水和湖泊沉积物中重金属分布的可以迁移至上层水体，且迁移释放强度随水流紊动程度的影响时发现，pH4

8、．7的湖水中重金属的含量大约是pH6．7湖提高将进一步得到加强。在Eh一定的条件下，重金属的释水中含量的l0