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砷是自然界中广泛存在的高毒元素,具有毒性强、危害大、三致性等特点。砷所造成的水污染也是全球范围内亟需解决的重要环境问题之一。铁氧化物因其高表面电荷、大比表面积、稳定的理化性质等特点,一直成为吸附砷材料的优选。在自然环境中,腐殖酸(HA)作为天然有机质的重要组成部分与砷同时存在时会发生复杂的交互作用,进而影响砷在水环境中的迁移、转化和生物有效性。本研究选取四方纤铁矿(p-FeOOH)这种具纳米晶型结构且低成本易获得的铁氧化物作为研究对象,采用静态吸附实验和仪器分析方法,研究腐殖酸对两种无机形态的砷(即As(V)和As(Ⅲ))的吸附影响情况,着重探讨了腐殖酸影响β-FeOOH吸附砷的行为和机理。本文通过原位水解三价铁离子制备纳米晶体β-FeOOH,反应条件温和,制备方法简便,并通过仪器分析手段对吸附剂的理化指标进行表征,通过静态吸附实验研究了HA存在情况下pH对β-FeOOH吸附砷的影响、吸附-解吸动力学过程和吸附热力学过程、共存离子的影响以及吸收边的迁移情况。pH影响实验结果表明:无HA存在时,当pH<11时砷的去除率基本不受pH影响;当pH>11时砷的去除率均大幅度下降。有HA存在时,HA对砷的吸附均产生轻度抑制,抑制率小于3%。热力学实验结果表明,无HA存在时,砷在β-FeOOH表面的吸附容量随温度的升高而增加;有HA存在时,不同浓度HA对砷的吸附热力学均产生抑制,Langmuir方程能较好的描述As(Ⅴ)的吸附,而As(Ⅲ)吸附过程用Freundlich方程描述拟合度更高。动力学实验结果表明:无HA存在时,砷在β-FeOOH表面的吸附速度随温度的升高而加快;有HA存在时,HA对砷的吸附动力学均产生抑制,对As(Ⅴ)的抑制要大于As(Ⅲ)。动力学吸附过程用Elovich方程描述更为符合。吸收边研究结果表明,在不同pH下,HA对砷吸收边的迁移影响较小,而砷对HA的吸收边迁移影响较大,说明砷和HA竞争吸附剂表面的吸附位点能力不同。共存离子的存在,对溶液中砷在β-FeOOH表面的吸附均有不同程度的影响,其中磷酸根、硅酸根和碳酸根离子对As(Ⅴ)吸附影响较大,硫酸根、磷酸根和硅酸根离子对As(Ⅲ)吸附影响较大。解吸动力学研究结果表明,磷酸根的存在能很大程度上影响被吸附的As(V)的稳定性,而不影响As(Ⅲ)的稳定性。HA,硅酸根在研究时间范围内不影响砷在β-FeOOH上的吸附稳定。通过HA三维荧光光谱特性(3DEEMs)分析、HA吸附过程分级组分的液相色谱-总有机碳检测器(LC.OCD)分析、吸附前后β-FeOOH的红外光谱(FTIR).X-射线光电子能谱(XPS)分析,获得了HA中对砷吸附过程的主要影响成分及吸附除砷过程的配位体交换机理。本研究对深入了解自然环境中天然有机物影响砷在含铁矿物表面的归趋具有重要的意义。