2.4　地下水污染物的迁移转化

地下水中的污染物或者溶质的迁移转化，受含水介质空间几何形状和结构的复杂性限制，现阶段的工作都是从宏观上采用空间平均的方法进行探讨，微观研究在实际工作过程中难以实现，亦无必要。

（1）污染物在水体中的运移。

污染物或者溶质在地下水中的运移按引起的作用性质来分，主要包括两种类型：一是渗流运移；二是水动力弥散运移。

1）渗流运移。渗流运移是指污染物随地下水渗流作用一起被携带迁移的过程，也成为对流迁移。由于渗流迁移，单位时间内通过单位面积的溶质质量为

2）水动力弥散运移。污染物在含水介质中，由于分子扩散和机械弥散作用同时引起的溶质迁移称为水动力弥散运移。分子扩散和机械弥散两种作用目前还无法区分开来，但两者的作用形式和途径可分别进行描述。

a.分子扩散。污染物的分子扩散是由于分子的布朗运动所引起的，即使在静止的溶液中，只要存在浓度梯度，就会出现分子扩散，是溶质从高浓度区域向低浓度区域迁移，以趋浓度均一。溶质的分子扩散作用符合Fick第一定律。

b.机械弥散。地下水体具有一定的黏滞性，含水介质本身空隙形状、尺度不均一，受上述因素影响，地下水体在流动过程中，随机地进入不同的不规则细孔通道中，各细孔中的水体流速、方向以及大小均不一样，及时在同一细孔流束内部，各点的瞬时流速亦有所差别。因此，机械弥散就是使污染物在被携带流动过程中，逐渐被弥散，且占据越来越大的空间。

污染物的分子分子扩散和机械弥散两者的机理虽然不同，但是表述在其作用下于单位时间通过单位面积的污染物质量的公式却是相似的。更鉴于这两种迁移作用是同事存在又难以区分，因此，一般都是将两者对污染物迁移的作用，进行综合考虑，称之为水动力弥散。

（2）污染物在地下水水体中的转化。

污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造成永久性的潜在危害。

1）颗粒污染物的吸附作用。

a.表面吸附。表面吸附作用是指由于胶体具有巨大的比表面和表面能而产生的一种物理吸附作用。胶体表面积愈大，所产生的表面吸附能也愈大，胶体的吸附作用也就愈强。

b.离子交换吸附。地下水体中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，这种现象称为离子交换吸附。

c.专属吸附。是指吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。

2）颗粒物的聚集。胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。把由电介质促成的聚集称为凝聚，而由聚合物促成的聚集称为絮凝。

3）溶解和沉淀。溶解和沉淀是水-岩相互作用的一种，存在于包气带的污染物在大气降水入渗作用下，包气带水在向下渗透时，会将污染物或由其转化产生的可溶物质溶解出来，下渗进入地下水。某些污染物的pH值、氧化还原电位发生变化，水中的污染物浓度大于饱和度，一些已经溶解的污染物会沉淀析出。

溶解与沉淀实质上是强极性水分子和固体盐类表面离子产生了较强的相互作用。如果这种作用的强度超过了盐类离子间的内聚力，就会生成水合离子。

4）氧化和还原。氧化与还原反应是指污染物中的元素或化合物电子发生转移，导致化合价态改变的过程。氧化与还原作用受pH值影响，并与地下水所处的氧化还原环境有关。