环境污染物在蒙脱石层间域中的环境化学行为

摘要：

@@天然蒙脱石层间阳离子通常是Ca2+，Na+，可以通过离子交换法制备各种阳离子交换蒙脱石。这些不同阳离子对蒙脱石层间域的环境化学行为有着不同的影响。金属阳离子与粘土矿物间的相互作用除了离子交换外，粘土的专性吸附作用有时也是非常重要的。目前，粘土矿物对重金属离子的专性吸附可概括为4种机理：（1） 重金属离子与粘土矿物表面或断键基团质子的交换吸附；（2） 重金属离子进入粘土矿物硅氧四面体片的复三方空位或八面体片晶格缺陷中；（3） 以金属络合物形式的专性吸附；（4） 以金属氧化物或其它不溶性盐类沉淀形式。
天然粘土矿物存在着大量可交换的亲水性无机阳离子，因而不能有效地吸附疏水性有机污染物。如果采用某种有机阳离子，通过离子交换使其成为疏水性有机粘土矿物，可增加粘土中有机物含量，并大大增加去除水中疏水性有机污染物的能力。有机蒙脱石对非离子型有机污染物的吸附作用主要取决于有机阳离子的大小和粘土的阳离子交换容量。用长链季铵盐阳离子制成的有机蒙脱石对脂肪族化合物的吸附等温线呈向上翅的形状，而对芳香族化合物的吸附等温线则呈双S型。这类有机粘土矿物应用于含有多种有机污染物的水处理过程中不会产生竞争效应而降低吸附效率。用短链季铵盐阳离子制成的有机蒙脱石对水中有机污染物的吸附发生在硅氧表面上，可以较好地用Langmuir等温线来描述。这类有机蒙脱石对有机物的吸附能力受硅氧表面积的大小控制。蒙脱石层电荷密度越小，有机阳离子体积越小，则硅氧表面积就越大，对有机物的吸附能力就越强。竞争性吸附可以降低这类有机蒙脱石的吸附能力。这一性质限制了这类有机蒙脱石的应用。但可以有效地去除低浓度的环境污染物。
在大多数情况下，蒙脱石对农药的吸附作用有利于农药分子的降解，而这种降解程度主要与可交换阳离子的性质有关。有很多有机农药是较弱的碱类，呈阳离子态，其与粘土矿物上的金属离子相交换的能力决定于农药从介质中接受质子的能力，接受质子的能力又受pH值的影响。粘土矿物的表面酸位可以供给H+以质子化农药。质子可以由粘土矿物表面的交换点上来，或由与交换性金属离子相缔合水而来。农药与粘土矿物的复合作用必然或多或少地影响其生物毒性，影响的大小决定于吸附力和解吸力。不同交换性阳离子对蒙脱石所吸附的农药的释放程度的影响是不同的。铜粘土矿物农药复合体是最稳定的，农药只少量地逐步放出，而钙-粘土矿物-农药体系差不多立即全部释放农药，铝体系的情况居于上述两者之间。农药解吸的难易不同，直接影响农药的生物毒性。解吸越易，毒性愈大。因此，为了控制农药的释放，我们可以配制解吸程度不同的专用阳离子粘土矿物农药复合体。

机标关键词：环境、疏水性有机污染物、有机蒙脱石、层间域、天然粘土矿物、有机阳离子、专性吸附、农药、离子交换蒙脱石、重金属离子、吸附能力、吸附作用、季铵盐阳离子、矿物表面、质子、吸附等温线、有机物、有机粘土、生物毒性、解吸

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分类号：TQ4;S15

资助基金：广东省自然科学基金000623

在线出版日期：2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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