珠江水体悬浮颗粒物的电性对其共存典型溶解性物质迁移影响的实测和模拟研究

江河水体中的悬浮颗粒物的电性不仅关系自身稳定和输送，而且影响共存溶解性物质的迁移归宿，是国内外研究热点难点之一。本研究仿真珠江水质悬浮物和水质为研究对象，构建不同种电荷胶体－悬浮颗粒物－溶解性物质组合多介质体系，通过小试、柱沉降和模拟河道进行其静态和动态系列实验，采用现代先进监测手段，表征悬浮物的组成，结构，形态、分布和其理化性质，特别是电性，界面作用力以及处理前后水质变化，考察其电性和分散度的影响因素、同种和相反电性悬浮物间以及固相表面与溶解性物质间的作用，揭示胶体－颗粒物－溶解性物质多介质之间相互作用本质，掌握悬浮物自身输送和对溶解性物质迁移归宿与其电性的关系。基于上述研究，建立人为调控水体中悬浮物组成，结构和分布影响其自身环境地球化学行为和共存溶解性物质迁移的新理论新方法。发展悬浮物对污染物质去除模型。该研究成果不仅对环境地球化学理论发展，而且为其河道水环境质量改善提供科学依据。

江河水体中的悬浮颗粒物的电性不仅关系自身稳定和输送，而且影响共存溶解性物质的迁移归宿，是国内外研究热点难点之一。本研究采集广州、廉江、徐闻等可变电荷土壤以及粘土广东硅藻土，膨润土等粘土，其中硅藻土还进行改性，通过电镜扫描（SEM）、红外光谱（FTIR）、X射线荧光（XRF）、X射线衍射（XRD）和Zeta电位手段表征土壤的组成、结构、形态、分布，以及理化性质，特别是电性，根据其电性研究吸附重金属Cu2+, Pb2+, Cd2+, Br-，苯酚，苯胺，硝基苯，等等，建立吸附热力学和动力学方法，建立二元苯酚苯胺吸附模型，同时发现Pb2+,硝基苯投加先后对他们的吸附会有促进和抑制差异。同时将这些土壤分别溶于珠江原水，构建不同种电荷胶体—悬浮颗粒物—溶解性物质组合多介质体系，调节水质和水力的条件，进行其强化混凝静态系列实验，表征土壤、在线监控絮凝指数，监测处理前后水质变化，考察混凝的主要影响因素，掌握各种土壤的介入不仅对浊度，藻，有机物，金属离子包括混凝剂中残留铝等去除效果，发现这些土壤存在，不仅有利于提高混凝效果，污染物去除效率，而且加快絮体沉降。也用微生物显微镜，原子力显微镜观察重金属离子，有机物，土壤，藻类之间作用。通过调控上覆水的pH，溶解氧，腐殖酸含量，盐度等及控制沉积物受扰动情况来探究了土壤介入沉积物组分后环境对重金属释放的影响，研究可变电荷土壤介入镉和膨润土、磷灰石、磷灰石复合零价铁介入Cu2+, Pb2+污染水体土壤的功能及土壤介入的沉积物环境地球化学过程中重金属的锁定或释放行为。研究表明：前者可变电荷土壤和河流沉积物混合沉积物（可变电荷土壤：河流沉积物=1：3），不同的溶解氧条件下镉释放量，研究结果发现：不同溶解氧环境重金属的释放量由大到小依次是：弱氧化环境>氧化环境>缺氧环境。投加广州红壤的沉积物中Cd释放量都比未投加河流沉积物镉释放量高，可能是红壤是沉积物酸性增强；后者添加膨润土、磷灰石、可变电荷土壤可使沉积物中生物有效性高的酸可提取态的Cu2+和Pb2+含量减少，生物有效性相对较低的可还原态、可氧化态、残渣态Cu2+和Pb2+含量增加。腐殖酸对重金属的释放的影响则较为复杂，总的趋势加入富里酸和胡敏酸则显著增大了Cu2+、Pb2+的释放。该研究成果不仅对环境地球化学理论发展，而且为其河道水环境质量改善提供科学依据。