纳米铁快速去除地下水中多种重金属研究

编号：NMJS05110

篇名：纳米铁快速去除地下水中多种重金属研究

作者：黄园英； 王倩； 刘斯文； 袁欣；

关键词：纳米铁； 重金属； 地下水； 去除；

机构： 国家地质实验测试中心； 中国地质大学水资源与环境学院；

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49.16m2·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。