水体颗粒物的现代概念

　　在自然界的天然水体和水处理流程中的工艺水体内, 都含有形形色色的颗粒物。作为研究对象，颗粒物并无统一的严格定义。一般说来, 它是指比溶解的低分子更大的各种多分子或高分子的实体，不同学科根据其研究目的赋予不同的含义内容。在现代环境水质科学范畴内，颗粒物的概念相当广泛,并不仅限于原来以0.45微米(μm)滤膜截留以上的悬浮物范围。它把矿物微粒，无机和有机的胶体、高分子，有生命的细菌、藻类等都归类为广义颗粒物，实际上包括了粒度大于1纳米(nm)的所有微粒实体，其上限可达数十到上百微米。这种考虑是从对环境水质的影响作用出发的。颗粒物群体具有十分广阔的微界面(micro-interface)。它们本身既可成为污染物，而更重要的是与微污染物相互作用成为其载体，在很大程度上决定着微污染物在环境中的迁移转化和循环归宿。
　　广义颗粒物包括了多种多样的物质，它们都是生活饮用水中与人体健康密切有关的内容。构成浊度的微细胶体聚集体，构成色度的天然腐殖质和各种有机有毒物也都在广义颗粒物范围之内，溶解性有机低分子和无机络离子与颗粒物也有密切的相互作用。因此，水体颗粒物包含着饮用水标准的主要指标和水质处理的核心对象。

　　水体颗粒物与诨浊度

　　水中多种多样的颗粒物常常不是单独存在，而是相互结合成为聚集体。它们可以归纳为某种结构模型，便于统一研究和讨论。颗粒物的聚集体以无机颗粒物为骨架，它们是各种矿物微粒和粘土矿物，在天然水体中以高分子腐殖质及铁、铝、硅的水合氧化物为架桥物质而结合到一起。它们在土壤中成为团粒。在污染水体中，界面上吸附了各种微污染物和藻类、细菌等。饮用水的浑浊度指标就是反映这类颗粒物聚集体的数量和形貌，水处理工艺中则进一步与投加的无机和有机絮凝剂结合而成为絮团，并且吸附水中各种污染物，成为随后流程中分离去除的主要对象。
　　饮用水质最原始而直观的清洁标准是浑浊度，只是一种感官体现。现代水质标准中的浑浊度则具有更复杂的内涵和定标方法。目前水处理技术中对浊度的要求是以NTU为指标。它是以标准操作制备的化学物质溶液的光学效应定标。浑浊度反映的实际是广义颗粒物聚集体的综合内容，其中包含着界面吸附的各种微污染有毒有害物，因而与人体健康有直接关系。浑浊度的标准要求日益严格，生活饮用水过去控制在10度，后来降低到5度，目前又降低到1度以下，甚至达到0.3以至0.1度。这种发展趋势说明科学对水质的理解逐步深入，相应对水质处理技术的要求也随之提高，近年来发展的高效絮凝、深床过滤、纳膜过滤等技术都是围绕着浑浊度的严格要求形成的。

　　有机有毒化学品与高级化学氧化

　　近代世界有机化学品的生产量逐年成直线上升，达到每年数亿吨之多，据统计，日常应用的就有70000多种，在工业化国家进入环境的化学品量相当于每年每平方米300克，其中相当部分对生态和人类具有毒性，对人体健康造成很大威胁。各类有机有毒化学品是当前国际上最关注的污染物，国外目前已注意到除致癌物外甚至包括神经毒素、发育和生殖障害物等化学品，近来欧洲的二恶因事件就是突出的例子。水质标准相应也日益严格，检测和处理都要求高新技术。化学品的环境问题，我国虽然尚未完全提到主要日程上来，但已达到相当污染水平。特别是对生活饮用水，理应成为关注的焦点。
　　在当前制定的环境优先污染物中都是以有机有毒化学品为主要项目，例如：
　　美国制定的环境优先污染物129种中有机有毒化学品就占114种，中国制定的68种中有机有毒化学品占58 种。其中主要包括单环多环芳烃、卤代烃、苯及联苯、硝基、酚类和各类农药、杀虫剂等。我国提出2000年饮用水质规划中有机有毒化学品的检测指标已提出约30项。
　　有机有毒化学品大多属于难降解的持久性化合物，其净化处理技术用生物氧化技术往往难以奏效。目前的发展趋势是应用高级化学氧化法(Advanced Chemical Oxidation Process)加以降解。这是利用现代的物理、化学催化氧化技术，强化有机物的降解过程，达到净化除毒的效果。其作用机理实质是充分利用产生大量羟基自由基的氧化过程。目前，提出的各种组合技术例如：
　　均相反应：O₃/UV，H₂O₂/UV，超声/UV，电子束，O₃/H₂O₂，H₂O₂/Fe²⁺多相反应：半导体催化剂(TiO₂)，电化学氧化，天然矿物催化剂
　　辐射催化：电光、日光、射线、微波 
　　近年来，国外及我国对有机有毒物的催化氧化特别是多相界面催化氧化有大量研究成果，已经逐步进入实用阶段。对有机有毒物在光催化降解过程的途径、中间形态、化学结构的降解规律(QSAR)、催化氧化动力学等均有深入研究。

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