湛伟勇,刘观胜,钟 华（武汉大学水利水电学院,湖北 武汉 430072）

富勒烯（C60）是最早发现的碳纳米分子[1],它的60个碳原子在空间稳定排列并形成化学键最稳定的空心球状分子,这种独特的空心球状结构在储存氢气、药物载体、催化剂、电子元件、特种材料合成、化妆品、化肥饲料等方面发挥独特优势[2-6].随着 nC60的广泛应用,他们最终会进入土壤与地下水.虽然C60本身极难溶于水（log Kow=6.67）[7],但因其具有很强的吸附性,在水动力作用下会由水分子连接形成稳定的纳米颗粒（nC60）[8-9].在水环境中 nC60的浓度可以达到 20mg/L[10],常发生复杂的变化且具有生态毒性[11-15],一旦进入地下水中可能带来严重的污染问题,而它在地下水中的稳定性是评估其对地下水环境影响的重要指标.

nC60在地下水中的稳定性受水化学条件的影响,如pH值、离子强度、离子类型以及各类胶体（主要是天然有机质和黏土矿物）.pH值与水中的溶解性离子主要是通过影响 nC60表面电荷密度和能量壁垒来改变 nC60的聚集特征和稳定性[16-20].普遍认为,在低 pH（pH＜3）和高离子强度（IS＞100mmol/L）时,nC60稳定性较差[17,21].自然胶体与 nC60的相互作用使nC60的稳定性状况更加复杂.例如,在 nC60中添加腐殖酸,会使nC60聚集特征和稳定性产生明显变化[14].黏土矿物作为无机胶体在地下水中广泛存在[22-23].它们通常拥有四面体或八面体的晶格结构,形成 1:1或者2:1的薄片[24-25],其阳离子常发生晶格取代或者位错,产生过剩电荷而带负电.它们具有较好的阳离子交换容量、比表面积大等特征,可以为水环境中……