零价纳米铁对复合污染土壤中砷锑迁移转化影响研究
文献类型:学位论文
作者 | 郭见龙 |
答辩日期 | 2021-06 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 景传勇 |
关键词 | 砷,锑,零价纳米铁,迁移转化,复合污染 arsenic, Antimony, Nano Zero-valent Iron, Transformation And Mobility, Combined Pollution |
学位名称 | 工学硕士 |
学位专业 | 环境工程 |
其他题名 | Mobility and Transformation of Combined Polluted Soil Using Nano Zero-valent Iron |
英文摘要 | 锑(Sb)和砷(As)同为周期表 VA 族的类金属元素,它们均为有毒微量元 素,自然存在于地壳中。我国是全球最大的 Sb、As 生产国,土壤中的 Sb、As 能 够通过雨水淋溶和地表淋溶等途径进入自然水体。因此,Sb、As 由土壤向水体 迁移造成的复合污染问题亟待解决。 零价纳米铁(nZVI)是一类具有铁氧化物外壳、铁单质内核的核壳型纳米材 料。其独特的吸附、沉淀以及氧化还原特性,对重金属具有良好的固定效果。基 于上述研究背景,本文开展了以下工作:探究 nZVI 对高砷锑复合污染土壤中砷、 锑的钝化效果及迁移转化机制,探索掺杂时间、零价纳米铁剂量以及含水率等条 件对固定效果的影响。通过分析浸提结果,结合多种光谱信息评估 nZVI 对土壤 中砷锑的固定效果,通过分析土壤中砷锑赋存形态的变化,揭示铁、砷、锑的相 互作用机制。 第一,研究发现采自贵州省三都县金锑矿区土壤样品中 Sb 和 As 浓度分别 达到 50.32 和 14.90 g/kg。土壤的矿物组成接近于金锑矿,证明了土壤的超高浓 度污染是长期受到矿区废水浸渍的结果。残渣态和矿物结合态是土壤中 Sb (90.11%)和 As(92.36%)存在的主要形式。在其它结合态中,离子交换态和 专性吸附态相对占比较高,说明该土壤样品中的砷锑具有一定的流动性。 第二,浸提结果表明土壤中 Sb 的毒性特性溶出程序(TCLP)浸出浓度远超 USEPA 标准(1.15 mg/L);As 的 TCLP 浸出浓度虽然达标(5.00 mg/L),但固体 废物浸出毒性浸提方法(HJ)的浸出浓度超过 USEPA 的一级和二级饮用水标准。 Sb 和 As 的浸出行为受到 pH 的影响均较小。 第三,利用 nZVI 改良土壤的过程中,土壤固体上的 Sb 和 As 都经历了先氧 化后还原的过程。零价铁自身还原电位较低,还原性较强;同时,零价铁能够促 进芬顿反应的发生,起到氧化作用。改良初期氧化作用强于还原作用,随后以还 原作用为主要反应。nZVI 的投加可降低离子交换态和专性吸附态的 Sb 和 As; 对 As 的作用更为显著,可以将其转变成为无定型铁铝氧化物结合态 As;对 Sb 的转化效果较差,在 10%nZVI 以内无法将可浸出态 Sb 完全转化。 第四,经过 nZVI 的改良,土壤中浸提液中 Sb 和 As 浓度都有所降低。在 nZVI 投加量为 6%时,可浸出 As 已经达到饮用水标准,且在 4.6-8.6 的广泛 pH 范围内都能够对 As 起到良好的固定作用。但对于 Sb,nZVI 的投加量为 10%时 Sb 浓度依然超过了 USEPA 的最大允许浸出浓度。说明合理的 nZVI 投加量可有 效钝化复合污染土壤中低浓度的 As,但对高浓度 Sb 的钝化效果较差。 |
页码 | 87 |
源URL | [https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/46995] ![]() |
专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭见龙. 零价纳米铁对复合污染土壤中砷锑迁移转化影响研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021. |
入库方式: OAI收割
来源:生态环境研究中心
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