反应条件对零价铁去除As (Ⅲ) 动力学的影响.doc

文档介绍：第30 卷第5 期
2011 年 5 月

环境化学
ENVIRONMENTAL CHEMISTRY

May 2011

Vol. 30,No. 5
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(北京林业大学环境科学与工程学院,北京,100083)
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些有毒金属(如铬、硒、砷、锑等)有高的反应活性和处理效果,被认为是一种极具潜力的环境修复及污
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家协会(IHA)及相关研究者对长期运行PRB 存在的问题进行了调查,结果显示复杂环境条件和操作条
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条件、反应环境的不同,使得实验结果不具有可比性,甚至出现数量级的差异. 例如Bang Sunbaek 等报
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As(Ⅲ)动学程一关因,进反效对研和应制讨
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实验部分
1. 1 仪器与试剂
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硫脲,氢氧化钾及乙二胺四乙酸(EDTA)均为分析纯. 盐酸和硼氢化钾为优级纯. 实验用水为去离子水
及模拟内蒙古只几梁地下水样特征的模拟配水.
实验仪器:AF610B 型氢化物发生原子荧光光谱仪(北京瑞利分析仪器有限公司),HZQF100 型
恒温振荡摇床(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司),AA6300 型原子吸收分光光度计(日本岛津).
2010 年月日收稿
国自科基(50508006);北市技星划2008A33)资;教部学术点目108018)资;中央高校基本科研
业务费专项资金(YX2010 33);“十一五”科技支撑课题(2008ZX07314 006 02,2008ZX07314 006).
通联人Email:douxiaomin@ bjfu. edu. cn
反应条件对零价铁去除As(Ⅲ)动力学的影响
于新豆小敏张艳素伦小秀梁文艳吕佳
摘要考察了摇床转速、Fe 粒径、溶液pH、溶解氧以及背景电解质等条件对Fe 去除As(Ⅲ)速率的影响,
并探讨了不同影响因素下的作用机制. 结果显示,转速高于100 r·im n 时,Fe 腐蚀速率明显加快,As(Ⅲ)去
除速率提高,在50 r·im n 时,Fe 腐蚀速率和As(Ⅲ)去除速率接近静止状态;Fe 粒径显著地影响As(Ⅲ)去除
速率,粒径减小,速率增大. 随着pH 升高,As(Ⅲ)去除速率降低;低的pH 能加速Fe 腐蚀,同时导致更多的具
有吸附活性的新生态铁氧化物生成;空气环境可以显著促进Fe 的腐蚀从而加速As(Ⅲ)的去除速率. CaSO 作
为背景电解质时,Fe 的腐蚀行为更接近其在天然水体中的腐蚀行为.
关键词 Fe ,腐蚀,As(Ⅲ)去除,反应条件,影响因素.
零价铁(Fe )由于其容易获得、价格低廉、环境安全性高,对卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一
染控制材料[ ]. 实际使用过程中,Fe 作为活性反应介质被填充于渗透反应墙(Permeable Reactive
Barriar PRB)设中] 在污的地地水复面已引研者来多关. 已成
运行的Fe PRB 处理工程包括东芝加哥杜邦厂区(DuPont Site,East Chicago)、宾夕法尼亚州Tonolli 超
级基金资助废物处理场(Superfund site)、蒙大拿州东海伦娜超级基金资助废物处理场等[]. 国际水力学
件下Fe 反应活性损失、水力堵塞、设计不当为三大主要原因,其中,活性损失问题尤为突出[]. 这就需
要对Fe 材料本身特性及其在复杂环境条件下的除砷行为进行系统研究.
虽然已有大量Fe 去除As(V)/ As(Ⅲ)的研究被报道,但是不同研究工作之间由于实验材料、操作
道[]的Fe 去除As(Ⅲ)准一级速率常数与Su 和Puls R W 的报道[]相差7 个数量级,即使是完全相同反
应条件下,不同来源Fe 其速率常数仍差别1 个数量级,不同投量的Fe 其速率常数差2 个数量级[],这
些差异是由于不同研究工作中用于去除As(Ⅲ)的Fe 性质存在差异(例如Fe 粒径),反应环境(pH、溶
解氧、电导率、背景电解质)不同,以及操作条件(混合强度,混合方式)不同造成的. 而对于影响Fe 去除
As(Ⅲ)的些素目尚乏系统的研究及对其反应机制深入的分,因此本文选取影响去除
力过的些键素行应率比究反机探.
材料与试剂:Fe 粉末(40—120 目,北京马池口益友铁粉厂). 三氧化二砷,硫酸钙,硝酸钠,氯化钠,
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