6.2人类活动对水体水质的影响(6)

　　颗粒状污染物进入底泥后，水体因而澄清，水质也得到改善。沉入底质的污染物也许从此埋在底质中，但也有可能因水流流速加快和发生紊动而被冲起，再次悬浮水中；还有可能被底栖动物摄取，进入食物链；颗粒状的有机碎屑更有可能被底泥中的微生物分解而成为黑色的粘泥状物质。

　　③吸附与凝聚 吸附作用是指水中的污染物被固体吸附，并随固相一起迁移或沉淀。吸附作用是天然水体中普遍存在现象，由于它的存在，水与悬浮物之间发生物质交换。吸附有多种形式，最重要而又普遍的有下述3种类型：

　　第一种类型是物理吸附，是一种纯粹的物理过程，所以又称为非极性吸附。胶体的吸附能力与它的比表面积和表面能有关。半径为r的颗粒表面能的大小，决定于它的比表面积的大小及其表面张力系数。比表面积用下式表示：

　　从上式可见，半径r越小，比表面积就越大。表面能在固、液、胶体系中，等于表面积乘以界面溶液的表面张力系数。自由表面能有力求达到最小值而保持最大稳定性的趋势。其途径有二：一是缩小表面积；二是降低界面溶液的表面张力系数。凡能降低表面张力的物质就向胶粒表面接近叫正吸附或吸附；凡使表面张力增大的物质就离开颗粒表面而到水中去，这叫负吸附或解吸作用。

　　第二种类型是交换吸附。因为胶体颗粒带有电荷，对水中异电荷离子产生静电引力而形成的一种吸附，又称为极性吸附或物理化学吸附。被吸附的离子向表面带电荷的胶体微粒靠拢，并在其表面浓集。在浓集过程中，被吸附的离子必定置换原先固定在带电荷胶体微粒上的其它离子，因而又名为交换离子。因水中大部分胶体微粒（粘土矿物、有机胶体、氢氧化硅等）都是带负电荷的胶体，易吸附水中的阳离子。每吸附一部分阳离子，必须交换放出等摩尔的其它阳离子。胶体微粒吸收离子总量称为吸收容量。从自净过程来看，胶体的吸附作用使许多污染物，特别是各种重金属离子由水中转入底泥，是自净过程的重要方式。不少重金属离子并不完全以溶液状态存在，而是相当一部分被吸附在悬浮物上。

　　第三种类型是化学吸附。主要是在吸附质与微粒表面之间发生化学反应。因此，被吸附的分子不能在微粒表面自由运动。化学吸附的吸附能高，因其吸附质与吸附剂的活性中心形成了牢固的局部化学键。实际上，几种吸附作用在水体中常常是同时发生的，它们使污染物在界面上浓集。由于水体理化条件的变化，胶体遭到破坏或不稳定，胶体颗粒必然会凝结并生成较大的颗粒，然后在重力作用下沉淀为絮凝物。

　　2）化学净化作用 在水体中，污染物还可以由于分解、化合、氧化、还原、酸碱反应等使浓度降低或毒性丧失的现象，称为化学净化作用。

　　①分解与化合 酚、氰是废水中常见的污染物，除因挥发进入大气外，还易在水中发生分解与化合反应。酚在pH值较高时，与钠生成苯酚钠；氰化物在酸性条件下，易分解而释放氢氰酸，经挥发而进入大气中。重金属离子可与阳离子或阴离子团发生化合反应，生成难溶性重金属盐类而沉淀。

　　②氧化与还原 天然水中溶解了众多元素和物质，其中有多种变价元素、氧化剂和还原剂、有机物和无机物。当他们共处于同一水体中时，由于彼此之间存在着电位差，便发生氧化还原反应。天然水是一个复杂的混合氧化还原系统，在这个系统中还可分为有机和无机两大系统：无机的氧化还原系统是水中可溶性和难溶性矿物成分（元素）之间发生氧化还原反应。当水中溶解氧丰富时，氧化还原值高，具有很高的氧化能力，使二价铁、锰分别氧化为三价铁和四价锰成为难溶化合物而沉淀，不利于他们的迁移。而钒、铬和硫等分别氧化成五价钒、六价铬和六价硫等易于迁移的可溶性盐类。当水中溶解氧较低或缺氧时，氧化还原值也低，此时，铁、锰被还原为易于迁移的形态，而使钒、铜等还原（V5 →V3 ，Cu2 →Cu ），形成不溶性化合物不利于迁移，或形成难溶性金属硫化物而沉淀，阻止这些元素的迁移。有机氧化还原系统主要指元素在生物参与下所发生有机物质形成与分解过程的氧化-还原循环。

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