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硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附機理及其對As污染土壤的修復

841   編輯：中冶有色網   來源：付君浩,鄧朝政,曾禮強,張志峰,韓海生  
2024-04-02 15:16:15
砷(As)是一種劇毒類金屬元素，在水體或土壤污染有-3、0、+3和+5等四種價態，通常以含As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的陰離子形式存在[1] 與氧化態 As(Ⅴ)相比，As在大多數土壤和水體中主要以還原態的As(Ⅲ)存在，同時As(Ⅲ)具有更高的水溶性和遷移性[2]，其毒性遠強于As(Ⅴ)，具有持續時間長、不可生物降解等特性 As(Ⅲ)易于在人體累積，長期接觸低濃度含As水體可導致慢性中毒，直接暴露在高濃度As環境下會導致人體機能紊亂、腎臟損害、白細胞減少等癥狀，甚至引發癌癥，導致死亡[3] 近年來，由于磁性顆粒獨特的金屬離子吸附性能和易于分離的特性，磁性顆粒作為吸附劑材料處理環境污染問題受到了越來越多的關注[4] 利用磁性吸附材料與重金屬之間發生特定的吸附、螯合和氧化還原作用，吸附并捕獲土壤或溶液中的重金屬離子，可以實現選擇性地從工業廢水或污染土壤中提取重金屬離子[5] GHOVEISI等[6]利用零價鐵(ZVI)顆粒的絡合能力及其強磁性特性，從處理土壤分離與ZVI形成配合物的重金屬銅(Cu)和鋅(Zn)，修復后水可溶銅和鋅的毒性降低了兩個數量級 ZHOU等[7]用一種納米復合材料用于鉻污染土壤的修復，通過磁分離可高效地將吸附鉻離子的磁性材料從土壤中分離 鐵以及鐵化合物對As(Ⅲ)的親和力高，且具有較高的反應活性，在高As水處理方面表現出色[8] 常用的鐵基材料包括零價鐵(ZVI)、鐵氧化物(Fe3O4、Fe2O3)、羥基氧化鐵(FeOOH)等[9] 事實上，硫化亞鐵作為As(Ⅲ)的傳統吸附材料，具有來源較廣、價格便宜等優勢，因此可以作為As的一種有效吸附材料 然而，當前的研究更多集中于對硫化亞鐵的改性及納米級制備，關于硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附機理仍無清晰的解釋，同時也未見其在As污染土壤的磁分離修復方面的推廣應用 本文通過硫化亞鐵對模擬液中As的吸附試驗、SEM-EDS、XRD譜、XPS分析以及Raman光譜分析等手段，系統研究了硫化亞鐵對As(Ⅲ)的吸附性能及吸附機理 此外，以磁性硫化亞鐵作為磁性顆粒，應用于As污染土壤的磁分離修復，通過磁選實現負載As的磁性硫化亞鐵與土壤體系的分離，從而實現土壤修復的目的 探究了pH、液固比、磁性顆粒添加量對硫化亞鐵修復As污染土壤的影響，確定了最佳修復條件，并在湖南某建設用地土壤上進行了擴大試驗
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土壤修復 硫化亞鐵
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