腐殖酸类天然有机物是水环境界关注的一类污染物，是具有复杂构造的大分子有机物，大分子上分布着多种含氧基团。论文在国家自然科学基金项目的资助下，对不同pH条件下，腐殖酸大分子上的含氧基团与金属盐混凝剂的作用机制进行了系统性研究。根据水中腐殖酸分子的荧光特性，论文运用荧光扫描和荧光桑色素定量分析技术，考察了在以硫酸铝为混凝剂进行腐殖酸混凝处理的过程中，水中腐殖酸分子与铝离子及其水解产物的络合状态。不同pH条件下的荧光扫描分析结果表明，腐殖酸与铝离子在pH=2的酸性条件下即可发生络合反应，随着pH的增大，络合作用增强，且在pH=5左右达到最强。继续增大pH，络合反应反而减弱。在pH≥7的条件下，腐殖酸几乎不与硫酸铝发生络合反应。荧光桑色素定量分析结果表明，在pH＜7和pH≥7但铝离子投量很低的条件下，铝离子投量与溶液中残余铝离子浓度之间呈直线关系，通过直线的斜率可定量计算出不同pH条件下参与络合反应的铝离子的摩尔比值，且该比值呈一在pH=5左右达到最大值的山峰型分布，表明该pH值是腐殖酸铝盐混凝的最佳条件。而当pH≥7但铝离子投量增大到一定量时，溶液中残余铝离子浓度急剧降低。借助光散射颗粒分析仪(PDA)对硫酸铝水解产物的在线检测结果表明，此时溶液中已形成了大量的不溶性氢氧化铝无定形体。这些不溶性氢氧化铝颗粒物的形成也对腐殖酸起到了混凝作用，但其作用机理主要是吸附和网扫絮凝。采用核磁共振(NMR)技术进一步分析探讨了不同pH条件下腐殖酸与金属盐混凝剂的作用机制，研究结果指出腐殖酸混凝的实质是由于含羧基、羟基及胺基的腐殖酸分子释放质子而与金属离子的配位结合。选用水杨酸、叶酸、钙黄绿素和锌试剂等四种典型的腐殖酸试剂，用~1H NMR分析了腐殖酸的质子迁变规律及其与铝盐的配位作用。研究表明腐殖酸质子迁变受其与苯环的紧密程度的影响较大，直接和苯环相连接的羧基、羟基、胺基易于释放质子，而在链烃上的这几种基团则难于释放质子。而且，腐殖酸与铝盐混凝剂之间的配位作用在不同pH条件下具有选择性：与苯环相连的羧基、羟基易于与水中铝离子及其水解产物发生配位作用，受pH影响甚微，而胺基则仅在低pH条件下与其发生配位作用；与链烃相连的羧基、羟基、胺基与水中铝离子作用受水中pH影响严重，二者之间的配位具有选择性。在低pH条件下羧基、羟基不易于与铝离子作用。随pH增加，二者的作用显著提高，胺基则与其恰好相反。