天然水体中化学物质的存在形态

化学物质在环境中有一定的赋存形态。广而言之，“形态”一词含义包括物理结合状态、化学态（有机的或无机的）、价态、化合态和化学异构态等多方面。表 3-7 列举了各化学元素在天然水体中存在的基本化学形态（元素的有机化合物形态没有包含在内）。

表 3 — 7 好氧条件下天然水体中可溶性无机物的基本存在形态

元素	基本形态	基本形态	元素	基本形态
Li Be B C N F Na Mg Al Si P S Cl	Li+ BeOH+ H BO ,B(OH) 3 3 HCO - 3 N ,NO - 2 3 F- Na+ Mg2+ Al(OH) - 4 Si(OH) 4 HPO 2- 4 SO 2- 4 Cl-	-	K	K+	Mo	MoO 2- 4
			Ca	Ca2+	Ag	Ag+
			Cr	Cr(OH) ,CrO 2- 3 4	Cd	Cd2+,CdOH+,CdCl+
			Mn	Mn2+	Sn	SnO(OH) - 3
			Fe	Fe(OH) +	I	IO -,I-
				2		3
			Co	Co2+	Ba	Ba2+
			Ni	Ni2+	Hg	Hg(OH) 0,HgOHCl,HgCl 2	0
			Cu	CuCO ,CuOH+ 3	Tl	Tl+
			Zn	ZnOH+,Zn2+,ZnCO	Pb	PbCO ,Pb(OH) -
				3		3 3
			As	HAsO 2-,H AsO -	Bi	BiO+,Bi(OH) +
				4 2 4		2
			Se	SeO 2-
				3
			Br	Br-
			Sr	Sr2+

具有一定形态的化学污染物在环境中有其发生和演变的过程。认为污染物具有确定的分子结构和环境特性，只是相对的，而其变化则是绝对的。例如进入环境的甲基汞在不同环境介质间迁移或与各种环境因子相互作用的过程中，甲基汞的“母体形态”（CH3Hg^{+
）具有相对稳定性，但在不同的环境介质中，甲基汞所呈现的形态随其所依附基体的不同而有各异的“基体形态”。如在水中甲基汞的基体形态为［CH3Hg（OH）］，当其迁移转入大气、}土壤或生物组织之后，它的形态就相应地转化为［CH3HgCH3］、[CH3Hg-腐植质]或[CH3Hg-S-质］。此外，在作甲基汞浓度分析时，还需要将它在样品中的基体形态转化为某一稳定的、可为仪器响应的“分析形态”CH3HgCl，而后送入仪器进行测定。

认定环境污染物在一定时限内的存在形态，并掌握它在环境因素影响下所发生形态变化，有关这方面的研究有很大环境化学意义。对此，列举三个例子略加说明。一是对于水体中浮游生物和鱼类来说，游离的金属离子形态可能是最富毒性的，稳定络合物或与胶粒相结合的形态则是低毒或无毒的。例如由酸雨引起湖水酸化，使原先存在于水体中的聚合氢氧化铝胶体转化为

可与鱼鳃粘膜反应的 Al（OH）2+形态，从而破坏了生物膜的正常功能，可导致鱼类大量死亡；二是存在于海水中铜的可能形态有 Cu²⁺、CuCO3、Cu（OH） x、CuClx、CuOHCl、CuSO4 等，总浓度约 2×10^-3mg/L，用原子吸收分光光度法测定铜的总浓度和用离子选择性电极法测定离子态 Cu²⁺的浓度，两方面的结果显然是不可比拟的。通过这个例子可使我们认识到，在对水体中某些元素制订其监测方案和选定分析方法时，必须事先掌握有关研究对象存在形态方面的知识。三是用离子交换或螯合萃取等方法对含金属工业废水处理的效率，完全取决于废水中金属呈离子形态的含量分数。