纳米铁去除环境中的三氯乙烯、六价铬和砷的研究

【摘要】近年来，越来越多的地下水和土壤环境受到污染。纳米铁由于颗粒小、比表面积大和反应活性高的特性，能有效地降低地下水和土壤环境中有机污染物和无机污染物的浓度，其在环境中的应用引起了研究者的关注。本论文针对地下水和土壤环境中常见的氯代有机污染物（三氯乙烯）和无机污染物（六价铬和砷）进行研究，利用两种不同来源的纳米铁对这三种污染物在不同的条件下进行处理，并考察其效果，最终为实际处理污染场地提供理论支持和数据支撑。主要研究成果如下：1、利用液相还原法制备粒径为50nm的纳米零价铁NZVI；商用纳米铁RNIP购买自日本TodaKogyo公司，粒径为60nm。模拟地下水无氧环境对两种纳米铁进行腐蚀老化发现，无氧腐蚀会降低NZVI的活性、提高RNIP的反应活性。2、热力学分析表明，纳米铁更易与Cr(Ⅵ)发生反应且在数分钟内就能完成；而与TCE反应则长达十几天。通过批实验研究不同来源纳米铁颗粒去除地下水中TCE和Cr(Ⅵ)，得到以下结论：NZVI能完全去除体系内单一的Cr(Ⅵ)、RNIP则可以完全去除体系内单一的TCE；当TCE和Cr(Ⅵ)共同存在时，两种纳米铁对Cr(Ⅵ)的去除率没有太大改变而TCE的去除率明显下降。3、两种纳米铁去除地下水中的TCE或Cr(Ⅵ)，都是吸附作用与氧化还原作用共同发生的过程。颗粒中Fe0的含量和短时间内颗粒的腐蚀程度决定了NZVI和RNIP对污染物的去除效果。4、利用各种表征手段分析尾矿中As的形态发现，浮选尾矿和生物氧化尾矿中As都以As(Ⅴ)的形式存在。5、通过批实验模拟酸雨下尾矿中砷的释放及商用纳米铁颗粒对金矿尾矿中As的去除，得到以下结论：砷的释放经历两个阶段：快速释放阶段和缓慢释放阶段，释放量会随着浸泡液pH的降低而升高；RNIP修复尾矿中的As时，Fe/As摩尔比越大、体系pH越低，修复效果越好。RNIP是通过吸附/共沉淀作用去除尾矿中的As，即在RNIP表层的氧化膜上发生静电吸引或表面络合作用，因此该反应受pH影响较大。
【作者】陈兆鑫；
【导师】罗锡明；陈家玮；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），海洋化学，2014，硕士
【关键词】纳米铁；三氯乙烯；六价铬；砷；机理探讨；

【参考文献】
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