水环境中的胶体及其作用体现

胶体的结构——胶体粒子及细微粘土粒子，由于分散度高，总表面积大，通过选择吸附作用，从溶液中吸附一定离子，或者由于粒子表面基团的电离、水解等，使得胶体粒子等表面总呈带电状态。吸附在胶体微粒表面的离子，决定着表面带电性质，因此称为“决定电位离子”。它们与胶体表面结合很紧，与胶体离粒子一起移动并不分开。    

胶体表面带电后，由于静电引力关系，可从溶液中再吸附一些荷电相反的离子（称为“反离子”），它们与胶体表面保持一定距离。离表面近的反离子，受的引力较大，总是随胶体粒子一起移动，故合称为“固定层”，也称吸附层。离胶体表面更远的反离子，由于受到的引力较小，在胶体粒子移动时，它们并不随之移动，称为“扩散层”。当与胶体表面的距离增大到一定数值时，反离子浓度即与溶液主体内的平均浓度相同，这一点即为溶液主体与扩散层的“分解界”。

（1）电离    

一些胶体粒子，在水中本身就可以电离，故其表面带电荷。例如硅胶表面分子与水作用生成H2SiO3，它是一个弱电解质，在水中电离生成，使硅胶粒子带负电。高分子（如蛋白质）含有许多羧基和氨基，从而使整个大分子在不同pH条件下具有不同带电性，当介质的pH较低时，分子带正电荷，pH值较高时，带负电荷，在某个特定的pH值，蛋白质分子的净电荷为零，此pH值称为该蛋白质的等电点。 

（2）离子吸附    

分散相表面对电解质正负离子不相等的吸附，从而使其表面获得电荷。有些物质本身不能离解，例如石墨、纤维、油珠等，但是可以从水或水溶胶中吸附H+、OH-或其它离子，从而使物质带电。影响分散相表面带正电荷还是带负电荷的因素主要有两个。

粘粒矿物是环境中无机胶体的最重要也是最复杂的成分。粘粒矿物是在原生矿物风化过程中形成的，其成分主要为铝硅酸盐，具有片状晶体构造。无机粘粒组分的电荷一般有两个来源。一个是蒙脱石等层状硅酸盐矿物的同晶置换。

同晶置换形成的电荷由于硅或铝原子被一个几何形状相同但电荷较低原子取代所致（如Mg2+取代Al3+，或Al3+取代Si4+）。由此产生的负电荷相对均匀地分布在片状粘粒上。同晶置换主要发生在层状硅酸盐矿物结晶过程中，而且一旦产生电荷，不再受以后环境变化的影响。