0
关键词：
有机蒙脱石,负载型纳米铁,4-氯酚,吸附,还原
发表时间：
2013-03-13 14:53:43
生物成因与化学成因施氏矿物的合成_表征及其对As_的吸附
唐苏方 | -> | 463| 0| 0.56245MB |施氏矿物,生物成因,化学成因,表征,吸附,As(Ó)
摘要: 羟基硫酸铁矿物Schw ertm ann ite(简称施氏矿物) 作为一种新型环境矿物材料对重金属的迁移和钝化有重要作用. 借助X 射线衍射(XRD)、电镜扫描( SEM )、离子色谱( Ic)及比表面积测定仪( BET )等方法对H2 O2氧化亚铁(化学法)和氧化亚铁硫杆菌氧化亚铁(生物法)合成的矿物成分、结构和比表面积进行了分析与表征, 同时对A s( Ó )吸附性能进行了研究. 结果表明, 两种方法合成矿物均为纯施氏矿物. 化学法合成的黄棕色矿物产量在24h达到稳定, 总铁沉淀率为43. 1%; 生物法合成的红棕色矿物产量在48~ 60h 达到稳定, 总铁沉淀率为36. 7%,对应化学式为Fe8 O8 (OH ) 3. 78 ( SO4 ) 2. 11和Fe8O8 ( OH ) 4. 06 ( SO4 ) 1. 97. 生物合成施氏矿物颗粒均匀、分散性好、且矿物比表面积( 45. 63 m2# g- 1 )远远高于化学合成( 3. 17m2# g- 1 ) . 吸附试验表明, 在本试验条件下( pH = 7, 25e ) , 生物合成矿物吸附A s( Ó )的效果明显优于化学合成矿物,当A s( Ó )浓度为1、10 和30m g# L- 1时, 生物合成矿物对A s的去除率分别为97. 83%、85. 96%与61. 49%, 而化学合成矿物的去除率为95%、62. 96%与41. 97%.
砷是一种毒性很高的原生质毒物, 已被美国疾病控制中心( CDC )和国际癌症研究机构( IARC )确
定为第一类致癌物, 许多国家把水中的砷列为优先控制的污染物之一( Karim, 2000). 我国新的5生活
饮用水卫生标准6也将砷含量标准由50Lg# L- 1降低到10Lg# L- 1, 这对我国地下水饮水除砷技术提出了更高的要求. 目前常采用活性氧化铝或铁基材料来处理砷超标饮用水, 但这些吸附材料优先吸附A s
( Õ )而非As( Ó ) , 常需通过曝气预处理或通过某些氧化物使地下水中As( Ó )变为A s( Õ )再吸附去除, 这无疑增加了操作难度和工艺成本, 因此, 寻求一种对砷吸附无选择性且具有较大吸附容量的环境新型材料必将成为地下水净化的发展方向.
定为第一类致癌物, 许多国家把水中的砷列为优先控制的污染物之一( Karim, 2000). 我国新的5生活
饮用水卫生标准6也将砷含量标准由50Lg# L- 1降低到10Lg# L- 1, 这对我国地下水饮水除砷技术提出了更高的要求. 目前常采用活性氧化铝或铁基材料来处理砷超标饮用水, 但这些吸附材料优先吸附A s
( Õ )而非As( Ó ) , 常需通过曝气预处理或通过某些氧化物使地下水中As( Ó )变为A s( Õ )再吸附去除, 这无疑增加了操作难度和工艺成本, 因此, 寻求一种对砷吸附无选择性且具有较大吸附容量的环境新型材料必将成为地下水净化的发展方向.
施氏矿物( Schw ertmann ite)是B igham等( 1990)在研究矿山酸性废水中沉淀物特征时, 发现的一种结晶度较差、形貌特殊的亚稳态次生羟基硫酸铁矿物, 其理论化学式可表示为Fe8O8 ( OH ) 6 SO4, 普遍存在于硫酸根含量丰富的的酸性环境(如酸性矿山废水、酸性硫酸盐土壤). 近年来在许多地区的煤矿酸性矿坑排水的特殊环境中也发现了该矿物的存在, 且其形貌、结构、化学成分与文献报道的相似( B igham et al. , 1994; Schw ertmann et al. , 1995; 孙红福等, 2006) . 由于施氏矿物形成的特殊地球化学环境, 以及具有较高比表面积, 并且含有大量羟基、硫酸根等基团, 对重金属吸附能力很强, 所以是酸性水体中有毒元素的重要沉淀库( Lee and K im,2008; 廖岳华和周立祥, 2007) . O ishi等( 2004) 也公开了一个以施氏矿物为主要吸附剂去除水中镉、铅、砷和氟等有毒离子专利. 因此, 施氏矿物作为一种新型的环境矿物材料倍受人们关注.
然而, 自然形成的施氏矿物虽普遍存在酸性矿山废水及其影响下的水体或沉积物中, 但这些施氏
矿物常常混杂其它矿相或已吸持了大量的有毒重金属元素, 难以分离纯化进而用于水的深度净化处
理. 因此, 研究在实验室较短时间内合成大量纯施氏矿物并应用于地下水除砷具有重要的环境学意
义和广阔的应用前景. 目前关于人工合成施氏矿物的报道, 主要集中在Fe2+ 的H2 O2氧化水解和
Acid ithiobacillus. f erroox idans LX5休止细胞的生物氧化(廖岳华, 2008; 周顺桂等, 2007; 陈福星和周立祥, 2006a; Regenspurg et al. , 2004), 因此在前人研究的基础上比较生物成因与化学成因施氏矿物性质及对As吸附性能的差异, 将会为后期施氏矿物的合成方法与矿物性能提供一定的指导意义, 以期为后续地下水除砷研究提供必要的参数支持, 具有重要的环境学意义.
然而, 自然形成的施氏矿物虽普遍存在酸性矿山废水及其影响下的水体或沉积物中, 但这些施氏
矿物常常混杂其它矿相或已吸持了大量的有毒重金属元素, 难以分离纯化进而用于水的深度净化处
理. 因此, 研究在实验室较短时间内合成大量纯施氏矿物并应用于地下水除砷具有重要的环境学意
义和广阔的应用前景. 目前关于人工合成施氏矿物的报道, 主要集中在Fe2+ 的H2 O2氧化水解和
Acid ithiobacillus. f erroox idans LX5休止细胞的生物氧化(廖岳华, 2008; 周顺桂等, 2007; 陈福星和周立祥, 2006a; Regenspurg et al. , 2004), 因此在前人研究的基础上比较生物成因与化学成因施氏矿物性质及对As吸附性能的差异, 将会为后期施氏矿物的合成方法与矿物性能提供一定的指导意义, 以期为后续地下水除砷研究提供必要的参数支持, 具有重要的环境学意义.
唐苏方发布的其他共享资料
-
-
关键词： 官厅水库,河流生态,相关分析,社会经济发展 发表时间： 2013-03-13 14:50:45
-
关键词： 河流生态系统,生态服务功能,评价,永定河 发表时间： 2013-03-13 14:49:25
-
关键词： 高固体浓度,污泥,厌氧消化,沼气,CH4 发表时间： 2013-03-13 14:47:06
-
关键词： 厌氧氨氧化,活性,15N同位素,16SrRNA 发表时间： 2013-03-13 14:44:33
-
关键词： CTMAB,有机膨润土,吸附,线性溶剂化能关系(LSER),有机物 发表时间： 2013-03-13 14:42:47