纳米铁快速去除地下水中多种重金属研究

摘要：

重金属污染的地下水治理不断面临着挑战，尤其是在一些发展中国家。纳米铁颗粒代表新一代环境治理技术，面对最具挑战的环境治理问题能够提供有效的解决办法。在实验室制得纳米铁颗粒，粒径为20~40 nm，比表面积（BET）为49.16 m2·g-1。通过考察纳米铁对多种重金属共存水体的去除情况，包括As(III)、As(V)、Cd(II)、Pb(II)、Cr(VI)、Cu(II)和Mn(II)，实验结果表明，重金属的去除效果与重金属类型，纳米铁投加量和反应时间有关。通常当纳米铁投加量为1.25 g·L-1时，反应时间在30 min内，纳米铁对水体中质量浓度范围为0.1~1.0 mg·L-1的重金属离子As(III)、As(V)、Cd(II)、Pb(II)、Cr(VI)、Cu(II)和Mn(II)去除率达90%以上，还可获得以下结论：1）纳米铁能同时对As(III)和As(V)去除，而不需要将As(III)预先氧化成As(V)；2）纳米铁对重金属去除速率快慢为Cu(Ⅱ)> Pb(Ⅱ)>Cr(Ⅵ)>Cd(Ⅱ)；3）纳米铁对重金属去除由刚开始快速消失，到后期缓慢去除的2个步骤组成；4）纳米铁对实际水样中重金属都有很好的去除效果，尤其是对高浓度Mn去除效果更明显，可通过延长处理时间或增加纳米铁的投加量方式，去除率能达99%以上。纳米铁对重金属的去除机理取决于重金属的标准电势，纳米铁对As和Cd(Ⅱ)的去除主要是通过吸附沉淀作用，而对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)去除以还原为主。纳米铁因具有高的比表面积和高的反应活性，更重要的是，它在现场应用时具有很好的灵活性，故可通过高压喷射方式直接注入到地下水中用于多种污染物治理。

关键词：纳米铁、重金属、地下水、去除

分类号：X523(水体污染及其防治)

资助基金：国土资源部公益性行业专项201411089

在线出版日期：2014-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：847-852