水体颗粒物包含各种胶体、高分子，以及腐殖质、微生物、活性污泥、生物膜等。水中颗粒物界面上的各种化学过程实际上控制着水体中许多重要化学反应和水质形态，而且水中许多微量痕量污染物质如重金属、农药、化学品等，都有相当部分吸附在颗粒物表面上，以颗粒物为载体，在水体中迁移传播，扩大其影响范围，或者在不同区域沉淀蓄积起来，在适当条件下又释放出来。同时，在界面上也进行着各种化学反应，如水解、配合、沉淀、氧化、催化、光解、生物降解、聚合、凝胶等，改变着污染物的特性和行为。天然环境中的岩石风化和矿物形成，水质组成，迁移转化，全球循环及水处理工艺中絮凝、沉淀、过滤、吸附、气浮等过程，无不与微界面化学密切相关。因此，微界面化学成为环境水化学中极为活跃的前沿领域，从对现象的一般描述，深入到机理和动态的模型模式，发展迅速。主要研究以下4个方面。

吸附和解吸是物质在固液界面的聚集和释放，大多数界面化学过程的基础。它影响化合物在颗粒物和水溶液两相之间的分配，颗粒物和胶体的电学特性及相互作用，表面形态、活性及各种界面反应。金属离子、表面活性剂、有机毒物、腐殖质和生物高分子的吸附是当前研究的重点。

表面络合是把固体看作无机或有机高分子，其表面拥有官能团如－OH、－SH、－COOH等，可以作为配体进行表面配位，发生各种界面化学反应，如表面吸附、表面沉淀、配体交换、表面酶催化等。表面络合原理阐明了许多界面化学过程和作用机理。界面双电层结构及相应的表面络合计算模式是本领域中研究和争论的焦点。

表面氧化催化和表面还原溶解是引人注目的研究领域。表面上可吸附还原剂和氧化剂，改进其氧化还原强度，催化各种氧化还原反应。自然环境中的电子迁移不只限于微生物，有些固体如氧化铁、氧化钛、硫化镉等均有半导体特性，可进行光催化反应。

表面结构和表面活性研究表面配位区、表面位、表面基团的作用强度，是许多表面微观仪器的研究对象。