重金属污染物在水体中的迁移转化

重金属在水体中的迁移和转化

环境监测系莫家乐pH不同，氧化还原条件不同，重金属的价态会变化，发生一系列化学反应：要么成为易溶于水的化合物，随水迁移要么成为难溶的化合物，沉淀进入底质要么被吸附到水中的悬浮物或胶体上，在不同pH条件下，随着胶体发生凝聚（进入底质）或消散作用（存在于水中）由溶胶转为凝胶，称为凝聚作用；相反由凝胶分散为溶胶，称为消散作用

重金属的定义在化学中一般是指相对密度等于或大于5.0的金属，包括Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等45种元素。也有学者定为周期表中原子序数大于钙者即从钪以后的为重金属。在环境污染研究中，重金属多指Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属等生物毒性显著的元素；其次是指有一定毒性的一般元素，如Zn、Cu、Ni、Co、Sn等。

重金属污染特征重金属是构成地壳的元素、在自然界中分布广泛。重金属作为有色金属，在人类上产活动中被广泛应用，污染源遍布。重金属大多属于过渡元素，在自然界中有不同价态，具有活性和毒性效应。重金属对人类和生物的危害特点

重金属具有毒性效应不能被降解，却能将某些重金属转化成毒性更强的金属有机化合物。通过食物链富集放大。通过各种途径进入人体，并能富集在某些器官中，形成慢性中毒。重金属的来源1大气中的重金属来源3土壤中的重金属来源2水体中的重金属来源天然水中含有丰富的胶体颗粒物胶体颗粒物，比表面大，带电荷(Fe(OH)3)，能吸附金属离子颗粒物被吸附后会在表面发生多种物理化学反应颗粒物分为三大类：1、无机粒子（包括石英、黏土矿及Fe、Al、Mn、Si等水合物2、有机粒子（高分子有机物、蛋白质、腐殖质）3、无机与有机粒子的复合体一、吸附作用黏土的吸附作用与表面羟基氢发生离子交换金属离子先水解，夺取羟基，形成羟基配合物水合氧化物的吸附与颗粒表面羟基氢发生离子交换腐殖质的吸附腐殖质表面带羧基和羟基与金属发生交换氢的螯合螯合与交换作用的主次与重金属离子的性质密切关系包括配位反应和螯合反应主要配体有：羟基、氯离子、碳酸根、硫酸根、氟离子和磷酸根离子，以及带羧基、胺基、酚羟基的有机物。二、配合作用主要指的是重金属离子的水解反应所需要的pH较低（相对于轻金属）重金属离子的水解是分步进行的，或者说与羟基的配位是分级进行的由此大大增加了重金属氢氧化物的溶解度，影响重金属迁移氯离子是较稳定的配合剂配合程度取决于氯离子浓度和金属的本性结果：大大提高难溶金属化合物的溶解度，如PbSO4、ZnCO3水环境中的螯合体（洗涤剂、农药及各种表面活性剂）能与重金属生成一系列稳定的可溶性或不溶性螯合物，故有机配体的影响决定于螯合物或配合物的溶解性腐殖质能起配合作用的基团主要是分子侧链上的多种含氧官能团，如羧基、羟基、羰基等当羧基部位有酚羟基，或两个羧基相邻，会发生螯合配位数与金属的电子排布有关用水体电位(E)来描述水环境的氧化还原性质电位高，显氧化性；电位低，显还原性它直接影响金属的存在形式（形态）及迁移能力重金属在高电位水中被氧化，而在低电位水中被还原或与水中H2S反应成难溶硫化物易溶化合物迁移能力强，难溶化合物迁移能力弱三、氧化还原作用沉淀和溶解是水溶液中常见的化学平衡现象溶度积：Ksp重金属化合物的溶解度与体系中阴离子的种类、浓度及pH有关。四、溶解沉淀作用1.氢氧化物氢氧化物的溶解度与pH值有关，沉淀有最适宜pH（Cr3+）如果水体中没有其他配位体，大部分金属离子氢氧化物在pH较高时溶解度较小，迁移能力弱若水体pH较小，金属氢氧化物溶解度升高，迁移能力增大控制pH值，使重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属2.硫化备物在硫应化氢倦和金忠属硫芦化物睡均达良到饱主和的拦水中沸，同并时存辆在硫晴化氢泽的解处离平翅衡和成硫化奏物沉裕淀平梅衡由于畜硫化明物的精溶解宽度甚您小，蓬当水拨中出冬现少竟量硫滚离子路时，虑即可告出现肆金属宰硫化劝物沉晕淀，车使重德金属千离子歼的迁披移能秤力大创大降后低厌氧另水体呢，硫鉴离子挽浓度轮相对唯较大生，对驴重金秒属的尺迁移桂影响痒更大荣（Cu析/C绕d/浩Pb斩/Z奖n/逗Hg俭e掏tc贩.）3.碳酸吩盐水中贩碳酸率盐的敞溶解练度，乒很大培程度故取决朽于水鄙中CO2含量戴和水高体pHCO2促进水碳酸仔盐溶希解pH升高航，碳藏酸盐拒溶解独度降减低，占迁移朵能力停减弱难溶齿化合悄物沉晋淀的绢结果翅：大大从限制合了重滔金属捧污染秒的扩盈散范雀围，使重左金属俗主要仁富集帆于排库污口者附近墓的底虹泥中率，降低谷了重扮金属简在水温中迁内移能绪力，在某垮种程皇度上颗可以道对水烂质起快净化牺作用可能铲成为厚次生氏污染勾源五、煌几种麻重金爹属的剑水环拿境化处学行铸为以废闯水、蓝废气犹形式唐排出蝇，常绿以二冠价汞傻的无璃机汞治化合肃物和压有机辞化合肌物存在在。来源校：工辰业排忠放，悼尤其娘是碱袄工业讨，包组括仪尝表、馆电器圾、催万化剂连、造洲纸、佩金属毙炼制哄、燃鹊料燃脱烧等论。1.汞的侄水环乞境化祖学行却为水中急胶体活对汞猪的吸粥附及阁其化蒸合物赶溶解侵度较烛小，哭决定卸了各誓污染柿源排寄放出救得汞主要告沉积粮在排询污口缎附近吊的底泥。天然梢水体技中的的各种督胶体证（无指论是运絮状志物、划悬浮稿物，省还是顶最终诸成为贤沉积超物）移对汞苗的束膨缚力拌与环瞎境条灭件和习这些膛物质晒的成陈分（奏表面敢基团铺）有阅一定关系锦。汞的蛾吸附愉作用有机优汞离悟子和环二价宗汞离约子在件水体慨中可衫与多陷种配浸离子碑发生畜配合疗作用配位阿体是风任何菠能提炮供电垫子的项离子S2-、HS-、CN-及含-H摸S基的狠化合怖物对贸汞离细子亲煎和力机很强维，形察成的凳化合市物很记稳定敲，这视是还原酱性沉邻积物赵固定曲汞的讯主要栋途径汞的尘配合疼作用pH值不凝同，猾汞的事存在道形态笋不同而，Hg胸(O太H)2溶解屯度较大元：pH值对棉汞形近态影林响水体萄中二价河汞，在东某些请微生简物的号作用结下，抖转化舌为甲负基汞琴的反乐应，辉称为汞的蒜甲基缘瑞化反贡应甲基菠钴胺轮素是微庙生物春产生北汞的穷甲基麦化的瓶必要柿条件水体便中的亏有机色汞除谊了发秘生配狗合反搂应外哗，还柄发生贪脱汞抓反应脱汞谷反应米指在旧有机莫汞化牢合物互中脱器除汞裤的反钞应，鉴包括室反甲愉基化熄反应茅、酸博解、瓦水解阔、卤纤解许多文有机佣汞化鹅合物码具有叨较高疲的饱看和蒸管汽压陷，容纳易从老水相挥发到气锯相——汞在蛮水环运境的眉归宿踩之一汞的励甲基喜化等若有机蒙反应人体架所能序承受新的含熔汞安殖全范奇围是粒小于2.治5微克瓦。19铸53年，拢水俣侵湾附退近渔繁村流窜行一伪种原剪因不强明的承中枢免神经霉性病幅，暂伯称为奴“水法俣病饭”。19介65年，桥日本甘新县武阿贺狸野川闹地区旨也发台生水吵俣病治。日纲本政剃府于19谷68年9月确情认水瓜俣病胜是人亩们长赞期食很用富苍含甲待基汞巷的水母产品苍造成泄的。佛山着照明村陷“娃尿汞碍门”屯丑闻宋大况众关愚注节呈能灯例汞污粘染事件立回放终：20期09年底板，媒夹体爆绩出佛骑山照姓明节军能灯衡生产莫线工爷人“炸尿汞具超标念”，怖旋即朴成为岗社会偷关注疗热点萌。事片情发凝展到20火10年，育当地妻政府抗组织尿接触纪汞作愧业岗吃位的59带0余员生工进绝行体业检，修结果言显示悠，其勿中9人疑赢似职徒业性即慢性傅汞中移毒，14第3人尿窑汞超委标。趋事后绝，在晨媒体串和当降地政绘府的故干预老下，脸工人母得到胞治疗涝，佛肃山照材明也辽对其筛液态籍汞生翅产线域进行裙改造才。事犯件之咱后，挂一场侨范围降遍及巾全国梳的关妄于节经能灯员汞污舍染的雾讨论鼻展开欠，让先更多素民众捉认识芽到节物能灯絮的利脑与弊摇。我国绞是干征电池贤的生临产和黑消费忽大国,一年断的产通量达15信0亿只,居世芹界第糟一位,消费喜量为70亿只,平均欺每个椅中国锁人一怨年要袋消费5只干汪电池搬。碱性毯干电映池中滑的汞忍含量促达1～5%，中列性干慢电池悉为0.是02脉5%，全领国每而年用饱于生世产干犁电池达的汞姥就达蒜几十孕吨之公多。2.镉的罗水环寸境化垦学行涨为自然糠界中眠金属倚镉主魄要存止在于馒矿石僚中通花过挥绿发作懂用和沫冲刷配溶解暮作用滨释放筋进入俩环境天然细水体蝴中的Cd2+主要壳存在饶于底加泥和胃悬浮舱物，归宿Cd进入屠水体届以后流的迁对移转掠化行絮为主礼要取坦决于哈水中次胶体诊、悬轿浮物哲等颗慌粒对Cd的吸纵附其中会，腐化殖质顷是河南水中舒镉离防子的壤主要掠吸附每剂浓集铅系数简，指搜吸附秒达到贡平衡筋后，谋吸附巧剂上Cd的浓毒度与亦尚存拢在于槽溶液传中的Cd的浓准度之缘瑞比值20掌12年1月15日，棚广西厨龙江缸河拉鹅浪水岸电站诸网箱至养鱼冈出现姥少量括死鱼条现象终被网梢络曝堡光，睁龙江嫌河宜园州拉延浪码扣头前20畜0米水刺质重划金属醋超标80倍。罩时间涛正值模农历薯龙年谁春节挥，龙跑江河宾段检型测出叼重金骄属镉极含量害超标诱，使刘得沿渠岸及岭下游夸居民南饮水尘安全偏遭到革严重改威胁轻。3.铅的竿水环喜境化眯学行炼为大多当数天厘然水宝中，Pb常以+2价出甲现，箱水体淹的氧投化还挤原条烦件一跃般不墓影响Pb的价躲态，探铅化围合物攻存在陡沉淀-溶解弊平衡觉和配望合平袄衡当pH卫<7时，Pb主要回以+2价的邮形态旱存在食，在中低性和工弱碱闪性水泻体中石，Pb2+受氢数氧化融物所蹦控制甘，主吊要存蜘在形瓣式Pb渗OH+、Pb2OH3+、Pb拒(O竿H)42-Pb同有东机物煎，特代别是糟腐殖慎质有桨很强阴的配合能力带。天然比水中Pb2+很低部，是佛由于钢溶解奔度低粘，且肃被强恨烈吸附工业锻排放摄的Pb大量笔聚集失在排筒污口配附近写的底屯泥和笑悬浮剃物中拴，其前迁移蔬的主周要形康式是锐随悬端浮物响被水比搬运芝迁移位于中东莞收塘厦存镇的跌欧雷点玛公国司主血要生冬产（各组装陶）铅密酸蓄解电池洲，有3个组斩装车底间和候两个锦充电改车间碑，配披套有波酸雾面、铅转尘收涂集处室理设辟施，皱批准碎生产瞒规模驰为年删产铅扬酸蓄曲电池40万个足。尽根管企今业不严存在骑私自铺扩建穷和增拾加污滑染工祸序等雅行为追，但脾在去价年7月，洪媒体郊披露凑了该征公司骨厂区上内10人血狗铅超济标、誉其中4名还净是儿逃童的继情况阀，引微起社挪会广停泛关守注。20介09年8月10日，尤陕西摔凤翔间县长鸦青镇屈，血柿铅超倍标患属者及株家属险手举赌化验罗单。盘后为喝陕西衣东岭拒冶炼猎公司喘的涉愿铅企筑业。4.铬的侵水环摩境化浇学行类为铬在李各类浸环境叉要素环中均逼有微辅量分老布铬的汪主要苦污染士源：杏废气肤、废锁水铬一贤方面瓣是人词体代叔谢的腾必需众元素陕，另孝一方默面高钟浓度牌铬对荷人体内和动痒物产戴生严棕重危览害Cr抛(V高I)毒性部远比Cr察(I衡II园)大，HC览rO4-比Cr2O72-和Cr狱O42-毒性绑更强楚，这诞是因美为只赛带一桂个电倚荷比育两个地电荷荷的阴租离子贞更容拜易透痕过生叙物膜三价含铬的吐配合阻与沉直淀作忽用Cr颜(I伍II苗)有形脂成配柔合物钳的强植烈倾朱向，仪所得恨配合红物能玻被水逆体颗掀粒物笔吸附诞，最盒终沉岸降与做底泥图中三价齿铬具间有两宪性，pH供>9生成爹带电洽荷的羟基辫配合证物，在康中性励或碱热性条录件下榜，形惭成氢谱氧化五铬或矛水合蜓氢氧悼化铬在pH员<5时，忽三价临铬的冠六水塑配合土物骡很滑稳定天然嫁水的pH范围项内，懂很少状存在讲可溶罢性三烦价铬在水叠中六高价铬驰以含很氧酸袋根的绒阴离尽子形是式存于在，芦不与享阳离盼子配声合,天然厉水中掏六价筹铬远仙比三简价铬杀活泼Cr2O72-氧化裂性更皮为突截出，盯与还枕原态厉物质悲反应沟，生魄成三疏价铬当水射体电绕位较尾高时剖，六贸价铬钉也能愉较稳被定存蜂在六价头铬的付酸碱言平衡水体巷中Cr闸(I嗽II润)与Cr渣(V虎I)之间群的转短化水中麦常见蛙氧化死剂，包溶解虹氧(慢)、Mn喊O2能氧李化Cr抚(I要II顿),吸附谦作用吗和其蚁他反耐应会久抑制Cr教(I买II住)的氧善化水体厌中还镇原剂藏，Fe2+、可滔溶性革硫化墓物（奶硫离衔子、疤巯基床有机利物）拌和有恳机物宽，能校还原Cr辜(V待I)氢氧敏化铁箩吸附Cr姐(I奶II闯)，累泼积在客底泥合，因妨此底迁泥中胃它们窝正相暂关天然吩水中Cr牧(V乏I)转化机为Cr荷(I茫II谣)速度谨较慢杀，但蹲在有搭机物铜作用亿下，姑这成挥了主氧要过衡程因此蔑，造眠成水柳污染调的Cr主要针是Cr纠(I问II挽)，而Cr转(I共II死)主要破是沉竟淀或略吸附删于底田泥，嘱从而饿降低宋迁移捡能力从西捉桥工井业园佩区运鸽出的50薪00余吨衣危险奥废物萄铬渣桥被两看名运浇输司艇机非创法倾奥倒在收路边绵，污宿染了盛当地占的水双源。肚继而她爆出妥当地速有数垂十万诊吨铬楼渣长参年未袜作无喂害化打处理捉堆置晃在南促盘江楼边。板在全虑国媒绕体的拢聚焦堂下，惨云南其省陆雄良县两卫生置局公衡布了圆对兴惨隆村也卫生嘴情况袍的调致查：20锅02年到20辩10年经遇县级厚及县抬级以芹上医渴院诊擦断为增恶性疲肿瘤郑的病壳例为14人，填其中11人已意经死掉亡。5.砷的景水环捕境化屑学行毛为天然毯水体施中As主要熔以+3和+5价存岔在，抚砷以俭亚砷誓酸（乓两性悄）和贡砷酸尊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