砷(As)是一種劇毒類金屬元素,在水體或土壤污染有-3、0、+3和+5等四種價態(tài),通常以含As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的陰離子形式存在[1]
與氧化態(tài) As(Ⅴ)相比,As在大多數(shù)土壤和水體中主要以還原態(tài)的As(Ⅲ)存在,同時As(Ⅲ)具有更高的水溶性和遷移性[2],其毒性遠強于As(Ⅴ),具有持續(xù)時間長、不可生物降解等特性
As(Ⅲ)易于在人體累積,長期接觸低濃度含As水體可導(dǎo)致慢性中毒,直接暴露在高濃度As環(huán)境下會導(dǎo)致人體機能紊亂、腎臟損害、白細胞減少等癥狀,甚至引發(fā)癌癥,導(dǎo)致死亡[3]
近年來,由于磁性顆粒獨特的金屬離子吸附性能和易于分離的特性,磁性顆粒作為吸附劑材料處理環(huán)境污染問題受到了越來越多的關(guān)注[4]
利用磁性吸附材料與重金屬之間發(fā)生特定的吸附、螯合和氧化還原作用,吸附并捕獲土壤或溶液中的重金屬離子,可以實現(xiàn)選擇性地從工業(yè)廢水或污染土壤中提取重金屬離子[5]
GHOVEISI等[6]利用零價鐵(ZVI)顆粒的絡(luò)合能力及其強磁性特性,從處理土壤分離與ZVI形成配合物的重金屬銅(Cu)和鋅(Zn),修復(fù)后水可溶銅和鋅的毒性降低了兩個數(shù)量級
ZHOU等[7]用一種納米復(fù)合材料用于鉻污染土壤的修復(fù),通過磁分離可高效地將吸附鉻離子的磁性材料從土壤中分離
鐵以及鐵化合物對As(Ⅲ)的親和力高,且具有較高的反應(yīng)活性,在高As水處理方面表現(xiàn)出色[8]
常用的鐵基材料包括零價鐵(ZVI)、鐵氧化物(Fe3O4、Fe2O3)、羥基氧化鐵(FeOOH)等[9]
事實上,硫化亞鐵作為As(Ⅲ)的傳統(tǒng)吸附材料,具有來源較廣、價格便宜等優(yōu)勢,因此可以作為As的一種有效吸附材料
然而,當前的研究更多集中于對硫化亞鐵的改性及納米級制備,關(guān)于硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附機理仍無清晰的解釋,同時也未見其在As污染土壤的磁分離修復(fù)方面的推廣應(yīng)用
本文通過硫化亞鐵對模擬液中As的吸附試驗、SEM-EDS、XRD譜、XPS分析以及Raman光譜分析等手段,系統(tǒng)研究了硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附性能及吸附機理
此外,以磁性硫化亞鐵作為磁性顆粒,應(yīng)用于As污染土壤的磁分離修復(fù),通過磁選實現(xiàn)負載As的磁性硫化亞鐵與土壤體系的分離,從而實現(xiàn)土壤修復(fù)的目的
探究了pH、液固比、磁性顆粒添加量對硫化亞鐵修復(fù)As污染土壤的影響,確定了最佳修復(fù)條件,并在湖南某建設(shè)用地土壤上進行了擴大試驗
聲明:
“硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附機理及其對As污染土壤的修復(fù)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)