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针对我国煤矿开采区地下水中砷污染日益严重的问题，本文采用改进的液相浸渍还原法研制出一种可高效去除水中砷的吸附剂-纳米零价铁改性活性炭(nZVI-GAC)，通过响应曲面法优化了其制备条件，并基于表面物化特性表征探究了nZVI-GAC吸附去除水中砷的作用机理与再生性能。
纳米零价铁改性活性炭去除水中砷的机理与效能研究
【摘 要】
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针对我国煤矿开采区地下水中砷污染日益严重的问题，本文采用改进的液相浸渍还原法研制出一种可高效去除水中砷的吸附剂-纳米零价铁改性活性炭(nZVI-GAC)，通过响应曲面法优化了其制备条件，并基于表面物化特性表征探究了nZVI-GAC吸附去除水中砷的作用机理与再生性能。
【机 构】
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中国矿业大学(北京),北京市海淀区学院路丁11 号,10083
【出 处】
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NCEC2019第十届全国环境化学大会
【发表日期】
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2019年7期
其他文献
重金属阳离子(Me(Ⅱ)= 铜(Cu2+)、铅(Pb2+)、锌(Zn2+)、镉(Cd2+))与钙离子(Ca2+)及硫酸根离子(SO42-)共存时可以形成Me(Ⅱ)-硫酸钙(CaSO4·2H2O)共沉淀。目前,Me(Ⅱ)-CaSO4·2H2O 共沉淀对重金属阳离子(Me(Ⅱ))的固定作用仍不清楚。
砷(Arsenic,As)是自然环境中普遍存在的有毒类金属,水体中砷的主要赋存形态为无机砷(Inorganicarsenic,iAs),以亚砷酸盐(As(Ⅲ))和砷酸盐(As(Ⅴ))为主[1]。水体中的砷可经农田灌溉进入土壤-农作物系统,或通过水生生物的吸收累积进入食物链影响人体健康。
As(Ⅲ)是地下水与饮用水中毒性最强、分布最广的污染物之一。在水体中,As(Ⅲ)相比于As(Ⅴ),毒性更大、溶解度更高、移动性更强。因此,研究As(Ⅲ)在环境中的氧化、归宿变得愈加重要。
近年来,砷污染已成为一个全球性的饮用水安全问题,砷的毒性和致癌性对人类健康构成威胁[1],因此去除饮用水中的砷是关乎人类健康的核心问题。近年来,众多学者围绕着砷的去除开展大量研究[2,3],由于吸附法除砷简单,效率高,而受到广泛关注。此外近年来农林废弃物如何进行综合利用也是一个研究热点,利用农林废弃物可以制备碳材料,这些碳材料比表面积较大,结构稳定等特点。
金属-有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类具有广阔应用前景的新型多孔无机-有机杂化材料。在当今吸附领域,MOF由于具有比表面积大、孔隙率高、可配位的金属位点等优势,已经成为研究前沿与热点[1]。
镉((Cd)和砷(As)都是对人体健康有毒有害的元素，由于这两种元素在环境中化学特性不同，所以一种吸附材料很难同时对Cd(Ⅲ)和As(Ⅴ)有高的吸附量。为了解决这个问题，我们合成了一种可以同时吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的三元复合物-腐殖酸/铁锰氧化物改性生物炭(HFMB)。
碱性磷酸酶(ALP)广泛分布于水体中，可非特异性催化磷酸化酯水解，水体中浮游生物可吸收被碱性磷酸酶水解得到的活性磷发生激长，从而破坏水体生态平衡。因此，碱性磷酸酶的含量可作为水体生态系统富营养化程度的指标[1]。
随着社会的不断发展，人类的活动时刻都在影响着环境[1]，针对现今重金属的污染问题，吸附法普遍被认为是一种有效的、生态友好的、相对廉价的技术[2-3]，使得其成为处理重金属废水的主要方法[4]。氧化石墨烯(Graphene oxide)有巨大的比表面积和这些丰富的含氧官能团，使其成为潜力巨大的吸附材料[5]。
砷是生物地球化学过程研究中最具代表性的剧毒重(类)金属元素，是当前国际环境地球化学研究的热点.美国疾病控制中心(CDC)和国际癌症研究机构(LARC)将砷确定为第一类致癌物质.我国的“生活饮用水水质标准”明确规定饮用水中砷的浓度不得高于10 μg/L.
微生物对稻田土壤砷的迁移转化过程有重要影响 .本研究从矿山污染稻田中分离了四株耐砷菌,其中GDS1对As(Ⅴ)耐受能力可达470 mM,其余三株菌GDS2、GDS3和GDS4对As(Ⅲ)耐受能力为17-38 mM.