Hấp phụ trong mơi trường nước thường diễn ra khá phức tạp, vì trong hệ cĩ ít nhất ba thành phần gây tương tác là: nước - chất hấp phụ - chất bị hấp phụ. Do sự cĩ mặt của nước nên trong hệ sẽ xảy ra quá trình hấp phụ cạnh tranh và cĩ chọn lọc giữa chất bị hấp phụ và nước tạo ra các cặp hấp phụ là: chất bị hấp phụ - chất hấp phụ; nước - chất hấp phụ, cặp nào cĩ tương tác mạnh hơn thì hấp phụ xảy ra với cặp đĩ.
Tính chọn lọc của các cặp hấp phụ phụ thuộc vào các yếu tố: độ tan của chất bị hấp phụ trong nước, tính ưa nước hoặc kị nước của chất hấp phụ, mức độ kị nước của chất bị hấp phụ trong nước. Vì vậy, khả năng hấp phụ của chất hấp phụ đối với chất bị hấp phụ trước tiên phụ thuộc vào tính tương đồng về độ phân cực giữa chúng: chất bị hấp phụ khơng phân cực được hấp phụ tốt trên chất hấp phụ khơng phân cực và ngược lại. Đối với các chất cĩ độ phân cực cao, ví dụ các ion kim loại hay một số dạng phức oxy anion như 2
4 SO , 3 4 PO , 2 4 CrO … thì quá trình hấp phụ xảy ra do tương tác tĩnh điện thơng qua lớp điện kép. Các ion hoặc các phân tử cĩ độ phân cực cao trong nước bị bao bọc bởi một lớp vỏ là các phân tử nước, do đĩ bán kính (độ lớn) của các ion, các phân tử chất bị hấp phụ cĩ ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ của hệ do tương tác tĩnh điện. Với các ion cùng hĩa trị, ion nào cĩ bán kính lớn hơn sẽ được hấp phụ tốt hơn do độ phân cực cao hơn và lớp vỏ hyđrat nhỏ hơn.
Hấp phụ trong mơi trường nước cịn bị ảnh hưởng nhiều bởi pH của dung dịch. Sự biến đổi pH dẫn đến sự biến đổi bản chất của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Các chất bị hấp phụ và các chất hấp phụ cĩ tính axit yếu, bazơ yếu hoặc lưỡng tính sẽ bị phân li, tích điện âm, dương hoặc trung hồ tùy thuộc giá trị pH. Tại giá trị pH bằng điểm đẳng điện thì điện tích bề mặt chất hấp phụ bằng khơng, trên giá trị đĩ bề mặt chất hấp phụ tích điện âm và dưới giá trị đĩ bề mặt chất hấp phụ tích điện dương. Đối với các chất trao đổi ion diễn biến của hệ cũng phức tạp do sự phân li của các nhĩm chức và các cấu tử trao đổi cũng phụ thuộc vào pH của mơi trường, đồng thời trong hệ cũng xảy ra cả quá trình hấp phụ và tạo phức chất [2], [3].
Ngồi ra, độ xốp, sự phân bố lỗ xốp, diện tích bề mặt, kích thước mao quản,… cũng ảnh hưởng tới sự hấp phụ [2].