水化學(xué)第五節(jié)天然水中的有機(jī)物課件

1、第五節(jié) 天然水中的有機(jī)物各種水體中普遍存在化學(xué)性質(zhì)和組成復(fù)雜的有機(jī)物，即使未遭受污染，也會(huì)發(fā)現(xiàn)水體中存有種類和濃度各異的有機(jī)物。人為活動(dòng)導(dǎo)致大量有機(jī)物質(zhì)排入水體，如工業(yè)廢水和生活污水等。水中有機(jī)物通過直接或間接方式，影響水體物理、化學(xué)、生物性質(zhì)。水中有機(jī)物從產(chǎn)生、存在和遷移轉(zhuǎn)化過程與水生生物（包括微生物、浮游生物、魚類）組成和生命活動(dòng)（繁殖、生長、死亡）過程都存在十分密切的關(guān)系；水中有機(jī)物參與和調(diào)節(jié)水中氧化還原、沉淀溶解、絡(luò)合解離、吸附解吸等一系列物理化學(xué)過程，從而影響許多無機(jī)成分（特別是重金屬元素和過渡金屬元素）的形態(tài)分布、遷移轉(zhuǎn)化和生物活性，影響碳酸鹽平衡和水體許多物理化學(xué)性質(zhì)（水色、透明

2、度、表面活性等）；水中廣泛存在多種持久性有毒有機(jī)污染物，它們可被水生生物富集，進(jìn)而通過食物鏈危害人類健康。因此，對水中有機(jī)物的深入研究對于水產(chǎn)養(yǎng)殖、水生生物學(xué)、水質(zhì)保護(hù)均具有重要的理論和實(shí)踐意義。本章將介紹水體中主要有機(jī)物的種類、來源、含量、及其含量的表示法、以及主要類型有機(jī)物在水中的遷移、轉(zhuǎn)化及其與生物生長和水質(zhì)的關(guān)系等。教學(xué)目的與要求知道天然水中有機(jī)物的種類與來源掌握反映有機(jī)物含量的參數(shù)掌握腐殖質(zhì)對水質(zhì)的影響一、天然水中有機(jī)物的來源和含量在天然水體中有機(jī)物含量一般較低，其來源包括兩個(gè)方面。一是在水循環(huán)過程中所溶解和攜帶的有機(jī)成分；二是水生生物生命活動(dòng)過程中所產(chǎn)生的各種有機(jī)物質(zhì)。水中有機(jī)物的

3、含量是水中各種復(fù)雜過程相互作用的結(jié)果。在淡水水體中有機(jī)物的濃度通常為幾個(gè)mg C/L，個(gè)別（如沼澤水）可高達(dá)50 mg C/L；海水中有機(jī)物的含量范圍在0.22.0 mg C/L之間，約為無機(jī)成分總含量的百萬分之一。二、有機(jī)物的種類水中有機(jī)物種類繁多，按其在水中的分散度的大小可分為顆粒狀有機(jī)物和溶解性有機(jī)物；按對水環(huán)境質(zhì)量的影響和污染危害方式，可分為耗氧有機(jī)物與微量有毒有機(jī)物兩大類；按結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和產(chǎn)生方式分為腐殖質(zhì)類和非腐殖質(zhì)類有機(jī)物。（一）按分散狀態(tài)分類1. 顆粒狀有機(jī)物在水質(zhì)分析中，一般將平均顆粒直徑大于0.45mm的懸浮物稱為顆粒物。以顆粒狀存在的有機(jī)物稱為顆粒狀有機(jī)物，以符號(hào)POM表

4、示；而小于0.45mm的部分稱為溶解性有機(jī)物，以符號(hào)DOM表示。顆粒狀有機(jī)物的物理形狀可在普通光學(xué)顯微鏡下觀察，它沒有明顯的布朗運(yùn)動(dòng)，在水體中可逐步沉降進(jìn)入底泥。顆粒狀有機(jī)物由有生命的有機(jī)體（如浮游生物）和有機(jī)碎屑組成。其化學(xué)組成十分復(fù)雜，現(xiàn)已鑒定出的化學(xué)成分包括脂肪酸、葉綠素、類胡蘿卜素、維生素B12、單糖（葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和木糖）、氨基酸（谷氨酸、天門冬氨酸、精氨酸、絲氨酸、脯氨酸、丙氨酸和甘氨酸等）以及多核苷酸和腺三磷等。事實(shí)上，水體中的顆粒狀有機(jī)物一般并不是以純粹單一的狀態(tài)存在，而是與無機(jī)顆粒物緊密結(jié)合成為有機(jī)無機(jī)復(fù)合體，同時(shí)顆粒物能吸附水中大量有機(jī)、無機(jī)化合物。因此顆粒物對于

5、物質(zhì)在水中的遷移轉(zhuǎn)化、生態(tài)效應(yīng)和水處理流程等有著十分重要的影響。對中國東部包括黑龍江、松花江、黃河、長江等14條河流水體懸浮物的測定表明，顆粒物中的有機(jī)碳占0.61-6.21%，中位數(shù)為2.92%, 平均占3.19%。2、溶解性有機(jī)物按照上述實(shí)用上的分類方法，“溶解性有機(jī)物”實(shí)際上是包括膠體和真溶液兩種狀態(tài)存在的有機(jī)物，其中大部分呈膠體狀態(tài)。其成分也很復(fù)雜，比較重要的有碳水化合物、蛋白質(zhì)及其衍生物、類脂化合物、維生素和腐殖質(zhì)等。（1）碳水化合物 包括各種多糖和復(fù)雜的多糖類；海水中碳水化合物的總濃度為200-600 mg/L。（2）含氮有機(jī)化合物(DON) 主要為蛋白質(zhì)腐解產(chǎn)物以及細(xì)胞分泌物，如

6、胞外蛋白、球蛋白以及氨基酸。我國主要淡水湖泊總有機(jī)氮（TON）的含量在0.127.38 mg/L之間，多數(shù)在2 .5 mg/L以下，總有機(jī)氮中可溶性有機(jī)氮占40%60%左右。游離氨基酸主要有甘氨酸、谷氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、絲氨酸、亮氨酸和頡氨酸等。在海水中總的游離氨基酸的含量為16124 mg/L，結(jié)合氨基酸含量變化于2120 mg/L之間。此外，海水中還存在其他一些含氮化合物，如尿素（CO(NH2)2，含量約為5 mg/L），腺嘌呤（C6H5N5，1001000 mg/L）和尿嘧啶（C4H4N2O2，300mg/L）等。（3）類脂化合物 包括脂肪酸或含有結(jié)合磷酸的脂類及其衍生物，如脂肪醇

7、、甘油、膽固醇等；水體中類脂化合物的含量較低，海水中總脂肪酸含量平均約為5 mg/L，由于他們在水中較難分解，因此比較容易從水中檢出。（4）維生素 在海水中的已檢出的維生素主要有三種B族維生素，即維生素B12，維生素B1和維生素H（生物素）。水體中維生素與生物生長有密切關(guān)系，但其含量甚微。海水中維生素B12的含量在0.1-4 mg/L之間，B1的含量可達(dá)十幾mg/L，維生素H的含量為幾個(gè)mg/L。（5）其它簡單有機(jī)化合物 水體中簡單有機(jī)物包括羧酸，如乙酸、乳酸、羥基乙酸、蘋果酸、檸檬酸，以及各種氨基酸等。它們是水中微生物生命活動(dòng)所分泌的產(chǎn)物或復(fù)雜有機(jī)物的降解產(chǎn)物。（6）腐殖質(zhì) 腐殖質(zhì)是有機(jī)物在

8、微生物作用下，經(jīng)過分解轉(zhuǎn)化和再合成形成的、性質(zhì)不同于原有機(jī)物的新的一類物質(zhì)，在土壤和水體中廣泛分布。水體底泥中的腐殖質(zhì)含量一般為1%3%，某些地區(qū)可達(dá)8%一l0左右。河水中腐殖質(zhì)含量平均是l 0一15mg/L，在某些情況下，可達(dá)到200 mg/L，沼澤水中常含有豐富的腐殖質(zhì)。湖水中腐殖質(zhì)含量變化較大，在 1一150 mg/L之間，干旱地區(qū)由含碳酸鹽巖石為底所組成的湖泊里，腐殖質(zhì)含量不高，分布在北方針葉林沼澤地帶內(nèi)湖泊，腐殖質(zhì)含量極高。各類天然水體中總的溶解態(tài)和顆粒態(tài)有機(jī)碳含量列于表93。表9-3 各類水體中有機(jī)碳的含量（mg/L）(陳靜生，1987) （二）按對水質(zhì)影響和危害方式分類1. 耗氧

9、有機(jī)物在自然環(huán)境中所有有機(jī)物在熱力學(xué)上都是不穩(wěn)定的，能被氧化是各種有機(jī)物的共同特性，但被氧化的難易程度卻有很大差別，有些有機(jī)物易于氧化，有些不易氧化或極難氧化，許多有機(jī)物需要在強(qiáng)氧化劑作用下才能被氧化。耗氧有機(jī)物主要指水體中能被大氣中氧分子或與水中溶解氧所氧化的各種有機(jī)物質(zhì)，主要包括動(dòng)、植物殘?bào)w和生活污水及某些工業(yè)廢水中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等易分解的有機(jī)物。其氧化過程大多是在微生物作用下進(jìn)行，分解過程中要消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化。由于其危害主要是通過耗氧過程來實(shí)現(xiàn)的，因此統(tǒng)稱為耗氧有機(jī)物。耗氧有機(jī)物本身多數(shù)無毒或低毒，在水中氧供給充分的條件下，容易被氧化降解，最終產(chǎn)物是CO2、H2O

10、等簡單無機(jī)化合物，對水體水質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生危害。但當(dāng)氧化降解過程中消耗的氧不能及時(shí)得到補(bǔ)充時(shí)，將導(dǎo)致水中的溶解氧迅速降低，同時(shí)這些有機(jī)物將進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生有機(jī)酸、醇、醛類物質(zhì)及其它還原性產(chǎn)物如H2S、CH4等, 使水體缺氧、變黑發(fā)臭，水質(zhì)惡化，導(dǎo)致魚類及水生生物缺氧窒息或中毒死亡，水的可利用性大大降低。 2. 有毒有機(jī)污染物有毒有機(jī)污染物指本身具有生物毒性的各種有機(jī)化合物。有機(jī)化學(xué)物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛應(yīng)用，它們可通過多種途徑進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體污染，直接危害水生生物，并通過食物鏈的傳遞和積累危害動(dòng)物和人類健康。有毒有機(jī)污染物主要包括農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯（PCBs）、鹵代脂肪烴、醚類、單環(huán)芳香族化

11、合物、多環(huán)芳香烴類（PAHs）、酚類、酞酸酯類、亞硝胺類和其它各種人工合成的具累積性生物毒性的有機(jī)化合物，石油污染物亦可屬此類。有毒有機(jī)污染物在水中可通過光解、水解、生物降解等途徑分解。事實(shí)上，這些有機(jī)化合物在生物降解過程中，同樣會(huì)消耗水中的溶解氧，但由于其在水中的含量一般較低，分解時(shí)消耗氧量與一般所指的耗氧有機(jī)物相比甚微，其污染危害主要通過在水生食物鏈中的傳遞和積累而實(shí)現(xiàn)，因而將其單獨(dú)作為一類。三、反映有機(jī)物含量的水質(zhì)參數(shù)水體中有機(jī)污染物成分非常復(fù)雜，難以一一測定。傳統(tǒng)上常采用一些“間接性指標(biāo)”反映水體中有機(jī)物的含量和污染狀況，這些指標(biāo)主要包括以下幾類：（一）總需氧量(Total oxyge

12、n demand, TOD)總需氧量(TOD)是指水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)燃燒變成穩(wěn)定的氧化物所需要的氧量，包括難以分解的有機(jī)物含量，同時(shí)也包括一些無機(jī)硫、磷等元素全部氧化所需的氧量。總需氧量的測定采用儀器分析方法，其基本原理是以含有微量氧的氮?dú)鉃檩d氣，連續(xù)通過燃燒反應(yīng)室，當(dāng)一定量水樣注入反應(yīng)室時(shí)，在高溫（900）和鉑催化劑的作用下，水中的還原性物質(zhì)立即被完全氧化，消耗了載氣中的氧氣，導(dǎo)致載氣中氧氣濃度降低，其氧濃度的變化由氧化鋯氧濃度檢測器測定，通過與已知總需氧量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較，即可求得樣品的總需氧量。（一）生化需氧量（Biochemical oxygen demand, BOD） 生化需氧量

13、（BOD）是指好氧條件下，單位體積水中需氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的溶解氧的量。當(dāng)水中耗氧有機(jī)物的含量越高時(shí)，生物氧化過程中需要的氧量也越高，因此BOD測定實(shí)際上是對可降解有機(jī)物含量的間接測量。微生物對有機(jī)物的耗氧分解是一個(gè)緩慢的過程，例如在20培養(yǎng)時(shí)，有機(jī)物的完全氧化常需要20至100天以上的時(shí)間。為進(jìn)行相互比較，同時(shí)縮短分析測定時(shí)間，國內(nèi)外普遍規(guī)定在20時(shí)，水中有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下氧化分解，五天內(nèi)所消耗的溶解氧量，稱為五日生化需氧量，記為BOD5。通過測定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧量之差即可獲得BOD5值，單位以氧的mg/L表示。BOD5雖然不能代表總的生化需氧量，但對于生活廢水和大多數(shù)工業(yè)廢

14、水，BOD5可占總BOD的7080%，而且采用五天培養(yǎng)期，可減少有機(jī)物降解釋放的NH3的硝化作用帶來的干擾，因此仍廣泛用于表示水中有機(jī)物污染程度。生化需氧量（BOD）的測定是一種生物分析法(Bioassay)，在水樣培養(yǎng)過程中，微生物（主要是細(xì)菌）利用有機(jī)物中的碳源和氧化釋放的能量供生長所需，同時(shí)消耗水中的溶解氧。因此，影響微生物生長的各種因素均可能影響分析的結(jié)果。這些因素包括溫度、微生物生長所需的N、P、微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧供給條件、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物本身的性質(zhì)等。在整個(gè)分析測定過程中這些因素都必須控制在不影響微生物正常生長的相對一致的水平上。例如，溫度應(yīng)保持201，培養(yǎng)五天后水中應(yīng)仍

15、有充足的溶解氧（有機(jī)物濃度較高的樣品應(yīng)通過稀釋），不含微生物或微生物含量少的樣品需要接種微生物，含對微生物有毒物的樣品應(yīng)接種經(jīng)過馴化的微生物等。（二）化學(xué)需氧量(Chemical oxygen demand, COD )化學(xué)需氧量(COD)是在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化水中有機(jī)物時(shí)所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L為單位表示。所用的氧化劑主要有重鉻酸鉀和高錳酸鉀。高錳酸鉀氧化法和重鉻酸鉀氧化法由于不同的氧化方法對水中有機(jī)物的氧化程度或氧化率不同，因此獲得的化學(xué)需氧量的數(shù)值也不相同。高錳酸鉀氧化法獲得的化學(xué)需氧量在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域又稱為高錳酸鹽指數(shù)，以CODMn表示，它又分為酸式法與堿式法兩種。酸式

16、法氧化能力強(qiáng)，水中Cl-含量超過300mg/L的水不適用，因?yàn)榇藭r(shí)Cl- 干擾測定；在堿性介質(zhì)中，高錳酸鉀法的氧化能力減弱，堿性高錳酸鉀法測得的化學(xué)需氧量比酸法低，約為酸法的2/3。重鉻酸鉀法測得的化學(xué)需氧量， 以CODCr表示。由于重鉻酸鉀法對于水中有機(jī)物的氧化更為徹底，國際上傾向于用重鉻酸鉀氧化法測定化學(xué)需氧量。高錳酸鉀法適用于輕度污染水中有機(jī)物含量的測定。我國不同類型水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對化學(xué)需氧量指標(biāo)的表示方法和指標(biāo)值作了相應(yīng)規(guī)定，使用時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。海水因?yàn)楹珻l- 很高，不能采用酸性高錳酸鉀法，一般也不能采用重鉻酸鉀法，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用堿性高錳酸鉀法測定COD。由于氧化劑在氧化有機(jī)物的同時(shí)，也

17、使水中的其他還原性物質(zhì)如亞硝酸鹽、亞鐵鹽和硫化物等發(fā)生氧化，因此COD值中包含了這些還原性物質(zhì)成分，反映了水中還原性物質(zhì)的污染程度。有機(jī)物是水中的主要還原性物質(zhì)，COD的測定較BOD的測定快速簡便，干擾因素也較BOD測定少，因此是水體有機(jī)污染的常用指標(biāo)。（四）總有機(jī)碳(Total organic carbon, TOC)總有機(jī)碳(TOC)是以碳的含量表示水中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。它能較全面地反映出水中有機(jī)物的污染程度。在國外已較普遍地應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測。國內(nèi)外已研制成各種類型的TOC分析儀。按工作原理的不同，可分為燃燒氧化非分散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法、濕法氧化非分散紅外吸收法等。其中燃燒

18、氧化非分散紅外吸收法由于只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好，靈敏度高而在TOC分析儀中廣泛應(yīng)用。這種方法是將水樣酸化去除水中的無機(jī)碳酸鹽后，注入燃燒管中在高溫（900）和鉑催化劑的作用下燃燒，通過紅外吸收氣體分析儀測定燃燒過程中產(chǎn)生的CO2而對水中的有機(jī)碳進(jìn)行定量。用這種方法測定TOC快捷方便，進(jìn)樣后僅需幾分鐘就可出結(jié)果。以上指標(biāo)屬于一類綜合性指標(biāo)，可表示水中有機(jī)物的總量或其中的某些組分，因此能用于反映水體有機(jī)物的含量和污染水平。水和廢水有機(jī)物分析與評價(jià)中可根據(jù)需要，測定其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)。TOD、COD、BOD和TOC之間有一定的相關(guān)性，例如水體中BOD常與COD呈一致性變化趨勢，并與TOD

19、成正相關(guān)。因此建立區(qū)域水環(huán)境（河流、湖泊等）這些指標(biāo)之間的相關(guān)規(guī)律，對于了解水質(zhì)變化動(dòng)態(tài)趨勢具有指導(dǎo)意義。然而，這些指標(biāo)難以反映水中特定有機(jī)物的含量狀況，特別對于水中的微量有毒有機(jī)污染物所能提供的信息甚少，對于這些有機(jī)污染物需要采用專門方法進(jìn)行個(gè)別測定。四、水中的腐殖質(zhì)（一）環(huán)境腐殖質(zhì)的來源和分類在環(huán)境水體和土壤中存在的有機(jī)物質(zhì)分為兩大類，一類是構(gòu)成生物體的物質(zhì)，如各種碳水化合物、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)等。它們都是有機(jī)化學(xué)中常見的有機(jī)化合物，這類化合物在有機(jī)質(zhì)中占的數(shù)量不多，約占有機(jī)質(zhì)總量的10一15。另一類稱為腐殖質(zhì)，約占有機(jī)質(zhì)總量的85%一90，它是環(huán)境中分布最為廣泛的天然有機(jī)物質(zhì)，幾乎所有

20、除大氣外的環(huán)境介質(zhì)中均有分布，如土壤、河流、湖泊以及海洋等。腐殖質(zhì)迄今缺乏嚴(yán)格的化學(xué)定義。Stevenson等將腐殖質(zhì)定義為“一系列經(jīng)過微生物參與下的二次合成反應(yīng)的，以富含含氧功能基團(tuán)為特征的從黃色到黑色的高分子物質(zhì)”。實(shí)際中一般根據(jù)其在堿酸和酸溶液中的溶解特性劃分成三類：胡敏酸（或稱腐殖酸，Humic acid）可溶于稀堿液但不溶于酸的部分，分子量由數(shù)千到數(shù)萬；富里酸（或稱富啡酸，F(xiàn)ulvic acid）既溶于酸又溶于堿的部分，分子量由數(shù)百到數(shù)千；胡敏素（或稱腐黑物，Humin）不能被酸和堿提取的部分。以前兩者最具有環(huán)境重要性。環(huán)境中腐殖質(zhì)是有機(jī)物在微生物作用下經(jīng)過分解、轉(zhuǎn)化和合成等復(fù)雜反應(yīng)

21、所形成的性質(zhì)不同于原有機(jī)物的新的一類物質(zhì)。在土壤和水體中均可在微生物產(chǎn)生腐殖質(zhì)類物質(zhì)。關(guān)于腐殖質(zhì)的形成目前主要有兩種假說，即木質(zhì)素理論和多酚理論。木質(zhì)素理論認(rèn)為腐殖質(zhì)是木質(zhì)素在微生物作用下的殘余物，經(jīng)過脫甲基化作用、氧化作用和與含氮化合物（如蛋白質(zhì)）的縮合反應(yīng)，首先形成腐殖酸，腐殖酸進(jìn)一步降解的碎片即為富里酸。多酚理論則認(rèn)為，腐殖酸形成過程中，有機(jī)物中木質(zhì)素在微生物作用下先形成酚醛和酚酸類物質(zhì)并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為多酚化合物，多酚化合物在多酚氧化酶催化下形成苯醌類物質(zhì)，并與氨基酸結(jié)合形成富里酸和腐殖酸；此外，有機(jī)物中的纖維素和其它非木質(zhì)素類物質(zhì)也可在微生物作用下形成多酚化合物，并轉(zhuǎn)化為腐殖酸。由于不含

22、木質(zhì)素的有機(jī)物（如動(dòng)物殘?bào)w）進(jìn)入環(huán)境后也能導(dǎo)致腐殖質(zhì)產(chǎn)生，因此，后一理論似乎更為合理。腐殖質(zhì)可在水體中合成或來自于陸地水分循環(huán)或沼澤水補(bǔ)給。由于腐殖質(zhì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和所含的多種功能基團(tuán)，對于水體中有毒有機(jī)污染物、重金屬的存在形式、濃度、平衡、沉降、遷移和生物毒性等有著十分重要的影響。（二）腐殖質(zhì)在水環(huán)境中的作用及其對水質(zhì)的影響天然水體中對水質(zhì)影響最大的是腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)在水環(huán)境中仍然可以遭到微生物的再分解，但與其他有機(jī)化合物相比卻緩慢得多，因此可以在水中積累。盡管腐殖質(zhì)降解過程中也會(huì)消耗水中的溶解氧，但這一作用相對于它們對水環(huán)境的直接影響是次要的。1. 腐殖質(zhì)的吸附作用 由于腐殖質(zhì)特殊的結(jié)構(gòu)和所含的

23、功能基團(tuán)，它們幾乎可與所有環(huán)境物質(zhì)發(fā)生吸附反應(yīng)，如有機(jī)物、粘土礦物、氧化物、金屬離子等。反應(yīng)機(jī)理十分復(fù)雜，可能包括離子交換、表面吸附、螯合作用等（參見第八章第二節(jié)）。腐殖質(zhì)能起整合作用的主要基團(tuán)是分子側(cè)鏈上的各種含氧官能團(tuán)，如一COOH、一OH，可能還有CO和一NH2等，當(dāng)羧基的鄰位有酚經(jīng)基時(shí)，或兩個(gè)羧基相鄰時(shí)，對整合特別有利。許多研究結(jié)果表明，重金屬在天然水體中主要以腐殖質(zhì)的絡(luò)合物形式存在。很多研究表明：金屬腐殖酸與金屬離子形成絡(luò)合物可阻止金屬離子形成氫氧化物和硫化物的沉淀，從而加速了重金屬的遷移。而且還可以溶出底泥中的重金屬，導(dǎo)致二次污染。腐殖酸能與水中顆粒物（粘土礦物和氧化物等）結(jié)合，作

24、用機(jī)理包括陰離子交換反應(yīng)、陪位體交換反應(yīng)和氫鍵結(jié)合。腐殖酸帶有可變電荷。在水環(huán)境中一般以陰離子狀態(tài)存在，它們?nèi)菀着c粘土表面上鐵和鋁的結(jié)合形成多羥基絡(luò)合物，也可以滲入于氫氧化物表面上的鐵、鋁原于的配位層而與表面的羥基進(jìn)行配位體交換結(jié)合。此外，腐殖酸大分子表面與顆粒物之間通過氫鍵結(jié)合是兩者形成穩(wěn)定復(fù)合物的重要機(jī)制。腐殖酸與顆粒物的結(jié)合不僅改變了兩者在水環(huán)境中的遷移、沉降特性，而且影響相互之間對重金屬和其它污染物的吸附特性。研究表明，當(dāng)腐殖酸與金屬離子形成穩(wěn)定性高的絡(luò)合物時(shí)，會(huì)降低顆粒物對金屬離子的吸附。腐殖酸組分中以富里酸金屬絡(luò)合物的遷移性更高，生物活性更強(qiáng)，而胡敏酸絡(luò)合物的形成一般會(huì)降低金屬離子

25、的生物活性。腐殖酸對水中的有毒有機(jī)污染物具有吸附和溶解作用，它能鍵合水體中的多氯聯(lián)苯（PCB）、DDT和多環(huán)芳香烴（PAH）等，從而影響它們的遷移、轉(zhuǎn)化和分布。對顆粒物（土壤、沉積物）吸附水中疏水有機(jī)物的研究表明，吸附量與顆粒物中的有機(jī)物含量有密切關(guān)系。Lambert從美國各地收集了25種不同類型的土壤樣品，測量兩種農(nóng)藥（有機(jī)磷與氨基甲酸酯）在土壤水之間的分配，結(jié)果表明當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量在0.5%40%的范圍內(nèi)，其分配系數(shù)與有機(jī)質(zhì)含量呈正比。Karickhoff等對10種芳烴和氯烴在池塘和河沉積物上的吸附也表明，當(dāng)顆粒物大小一致時(shí)，顆粒物從水中吸附疏水有機(jī)物的量與其中的有機(jī)碳含量呈正相關(guān)。天然水中的有機(jī)物主要為腐殖