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天然有机物对零价铁去除水体中砷的影响研究

饶品华  肖稳发  徐菁利  张文启  李永峰  
【摘要】:在研究零价铁对水体中砷去除动力学的基础上,着重探讨了天然有机物腐殖酸对零价铁除砷的影响,并对零价铁的腐蚀产物进行了分析。结果表明,水体中的砷可以通过在零价铁腐蚀产物上的吸附得到快速去除。腐殖酸显著降低了砷的去除率,这归因于腐殖酸与零价铁腐蚀产生的铁离子形成络合物,阻止了Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀的产生。腐殖酸浓度越高,砷的去除率越低。1.00mg腐殖酸最多可以络合约0.75mg铁离子。当铁离子与腐殖酸的络合达到饱和后,零价铁进一步腐蚀产生的铁离子可形成Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀,这些沉淀物可吸附水体中的腐殖酸和砷,从而加速砷的去除。冷冻干燥后的零价铁腐蚀产物的结构以无定型为主,含有少量的结晶化合物,包括γ-Fe2O3、γ-FeO(OH)和Fe3O4等。腐殖酸的存在可进一步增加腐蚀产物中的无定型成分。光电能谱(XPS)分析结果显示,吸附在腐蚀产物上的砷为5价,没有发现5价砷被还原成3价砷。在应用零价铁修复砷污染水体时,应考虑腐殖酸的影响。

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