鐵是地殼中分布最廣的金屬元素之一，在天然水體中主要以溶解態(tài)的二價(jià)鐵（Fe2?）和顆粒態(tài)或膠體態(tài)的三價(jià)鐵（Fe3?）化合物形式存在。當(dāng)河道水體中鐵離子含量超過一定閾值（我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3838-2002集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值為0.3 mg/L）時(shí)，水體顏色會發(fā)生顯著變化。這一顏色特征并非由鐵離子本身的單一色調(diào)決定，而是受鐵的存在形態(tài)、氧化還原條件、酸堿度以及共存物質(zhì)共同影響。準(zhǔn)確識別鐵超標(biāo)引起的顏色變化，對于野外快速判斷污染類型和來源具有重要的現(xiàn)場指導(dǎo)意義。

一、二價(jià)鐵主導(dǎo)的淺綠色特征

在缺氧或還原性較強(qiáng)的水體中，鐵主要以二價(jià)亞鐵離子（Fe2?）形式存在。純凈的Fe2?溶液呈淡綠色，濃度較低時(shí)表現(xiàn)為無色，但當(dāng)總鐵濃度超過1～2 mg/L時(shí)，水體便呈現(xiàn)明顯的淺綠色或青綠色。這種顏色多見于深層地下水涌出形成的溪流、長期滯留的沼澤水體，以及受到煤礦酸性排水或某些工業(yè)廢水沖擊的河道。在清晨或陰雨天氣、溶解氧較低時(shí)，這種綠色調(diào)尤為明顯。

然而，二價(jià)鐵在熱力學(xué)上不穩(wěn)定，一旦與空氣接觸或水體復(fù)氧，便會迅速被氧化為三價(jià)鐵，顏色隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，單純以淺綠色作為鐵超標(biāo)的判據(jù)須在采集后即刻觀察，時(shí)間稍長即不適用。

二、三價(jià)鐵水解物引起的黃褐色至紅棕色

當(dāng)含F(xiàn)e2?的水體與空氣充分接觸或水體中溶解氧充足時(shí)，F(xiàn)e2?被氧化為Fe3?。三價(jià)鐵在水中的溶解度極低，在中性至弱堿性pH條件下迅速水解生成氫氧化鐵（Fe(OH)?）膠體沉淀。該沉淀呈黃褐色至紅棕色，是鐵超標(biāo)水體最為常見的顏色特征。

低濃度時(shí)（總鐵0.3～1 mg/L），水體呈淡黃色或淺黃褐色，略帶朦朧感；濃度升高至2～5 mg/L時(shí)，水色轉(zhuǎn)為棕黃色或黃褐色，如同稀釋后的鐵銹水；濃度超過5 mg/L時(shí)，水體呈現(xiàn)濃烈的紅棕色甚至赭石色，懸浮的氫氧化鐵絮體使水體完全失去透明度，狀如“銹水河”。這一顏色特征最為典型且持久，是野外判斷鐵污染最直觀的依據(jù)。

三、鐵與腐殖質(zhì)絡(luò)合產(chǎn)生的黑褐色

在富含腐殖質(zhì)（如落葉浸出液、泥炭水）的河道中，三價(jià)鐵離子可與腐殖酸、富里酸等大分子有機(jī)物形成穩(wěn)定的有色絡(luò)合物。此類絡(luò)合物的顏色較純鐵水更深，常呈現(xiàn)深褐色、黑褐色甚至墨黑色。這種水體往往同時(shí)含有較高的天然有機(jī)物和鐵，色度遠(yuǎn)高于單一鐵污染，且絮凝沉淀緩慢，與工業(yè)染料廢水的外觀有一定相似性。區(qū)別在于，鐵-腐殖質(zhì)絡(luò)合物水樣靜置后顏色不會完全褪去，酸化時(shí)可褪色，而染料廢水通常對酸不敏感。

四、鐵氧化物附著引起的底泥變色

在鐵離子長期超標(biāo)的河道中，不僅水體本身帶色，河床底泥、卵石及水草表面也會出現(xiàn)鐵氧化物沉積。鐵細(xì)菌（如嘉利翁氏菌屬、纖發(fā)菌屬）在代謝過程中可將Fe2?氧化為Fe3?并沉積于細(xì)胞周圍，形成棕色或紅褐色的粘性鞘套，覆蓋在底質(zhì)表面，呈現(xiàn)“鐵銹斑塊”。水流沖刷時(shí)，片狀鐵皮脫落，進(jìn)一步使水體懸浮物增加，水色渾濁并帶有褐紅色調(diào)。這種底泥與懸浮物同時(shí)著色的情形，是鐵污染歷史較長或污染負(fù)荷較高的標(biāo)志。

鐵超標(biāo)水體的顏色可能與其他污染物引起的色度相混淆。高濃度錳離子超標(biāo)時(shí)水體呈紫黑色或黑色；硫化氫污染使水體發(fā)黑并伴有臭雞蛋味；腐殖質(zhì)單獨(dú)超標(biāo)時(shí)水色為茶色或黑褐色但無鐵銹沉淀；藻類水華則呈綠色或藍(lán)綠色。鑒別鐵污染的關(guān)鍵點(diǎn)在于：取水樣靜置片刻，若黃褐色絮狀沉淀逐漸下沉，上清液顏色變淺；向水樣中加入稀鹽酸或稀硫酸，沉淀溶解，溶液轉(zhuǎn)為淡黃色或無色（若同時(shí)含錳則呈粉色）；用白色濾紙過濾，濾紙上留有紅褐色截留物。此外，鐵超標(biāo)水體通常不伴隨明顯異味（除非同時(shí)存在硫化物），這一點(diǎn)可與有機(jī)污染和硫污染區(qū)分。