Koloidy v životním prostředí Úvod Jiří Faimon Koloidy v životním prostředí •Anotace •Kurz se zaměřuje na problematiku koloidů v životním prostředí. Charakterizovány jsou přírodní koloidní systémy, jejich chování a vlastnosti. Dále je diskutována termodynamika povrchů a stabilita koloidních částic. Na modelech agregace je demonstrována křivka potenciální energie, potenciálová bariéra, primární a sekundární minimum. Vznik koloidů je diskutován na polymeraci hliníku a křemíku ve vodách. Diskutovány jsou také dezintegrační procesy. •Velká pozornost je věnována transportu koloidů vodou, vzduchem a pórovitým prostředím. Hlavní náplní přednášky jsou současné poznatky o roli koloidů při tvorbě a ochraně životního prostředí. Je diskutována sorpce na povrchu koloidních částic a funkce koloidů jako "nosičů" a "odklízečů" polutantů. Na závěr jsou uvedeny metody experimentálního studia koloidních systémů. Koloidy v životním prostředí •Osnova •Koloidní systémy: Klasifikace, chování, vlastnosti, stabilita. Koloidní částice, disperzní prostředí. Aerosoly, koloidní roztoky gely. Hydrofilní a hydrofobní povrchy. Fázové koloidy, molekulární koloidy. Termodynamika koloidů •Vznik koloidů: Kondenzační procesy, vznik a význam přesycení, nukleace, tvorba tuhé fáze, kinetické faktory. Desintegrační procesy. Vlivy povrchové energie. •Stabilita koloidních systémů: Termodynamika povrchů, stabilizace koloidů povrchovým nábojem. Sterický vliv polymerů. Elektrická dvojvrstva. Vliv iontové síly, brakické vody. Agregace částic, agregace řízená reakcí a difúzí. •Modelování stability: Odpudivé a přitažlivé síly. Křivky potenciální energie. Potenciálová bariéra, primární a sekundární minimum. •Polymerizace v roztocích: Monomery, přesycení, polymery hliníku a křemíku, růst částic, modelování. •Povaha přírodních koloidů: Oxidy a hydroxidy kovů. Sírany, karbonáty, fosforečnany, fluoridy, arseničnany. Jílové minerály. Organické polymery. •Transport koloidů: Transport atmosférou, transport vodou, transport v pórovitém prostředí. Rychlost transportu ve srovnání s rozpuštěnými látkami, kolonové experimenty s koloidy a tritiovanou vodou. Koloidy v životním prostředí •Koloidy v životním prostředí: –Sorpční chování (povrchová plocha, sorpce stopových prvků, "nosiči" a "odklízeči" polutantů). –Koloidy v granitických podzemních vodách (hlavní a stopové prvky vázané na koloidy). –Půdní koloidy (srážky, drenáž, výpar, tvorba půdních koloidů, význam). –Koloidy v ústí řek a oceánské vodě (mísení dvou typů vod, agregace koloidů v oblasti říčních delt). –Transport radionuklidů (izotopy U, Ac, Ru, Te, Cs). –Atmosférické aerosoly (chování, složení a rozměry částic aerosolů v atmosféře, speleo-aerosoly, speleoterapie). –Koloidy v hydrotermálních procesech (chování koloidů při zvýšených teplotách). •Metody studia koloidních systémů: –Metody izolace koloidních částic (ultrafiltrace, ultrafiltry, membrány, ,hromatografické gely, kolonová chromatografie, gelová filtrace, gelová chromatografie). Studium koloidů po jejich separaci (elektronová mikroskopie, neutronová aktivační analýza, plynová chromatografie). Studium koloidů bez separace (Thyndalův jev, optické metody, spektrofotometrie).