多孔介质中纳米零价铁运移行为的试验研究

编号：NMJS07991

篇名：多孔介质中纳米零价铁运移行为的试验研究

作者：胡黎明 林丹彤 劳敏慈

关键词： 纳米零价铁 地下水修复 磷负载 多孔介质 地下水条件 DLVO(Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论

机构： 清华大学水利系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 香港科技大学土木及环境工程系

摘要： 纳米零价铁是一种前景广阔的环境修复材料,目前针对应用纳米零价铁进行地下水污染修复已经开展了广泛的研究。然而,现有研究多关注于注入纳米零价铁的运移能力,对于负载污染物后纳米零价铁的迁移行为缺少研究。本文研究了磷负载前后纳米零价铁的团聚趋势以及运移能力,分析了流速、离子浓度、多孔介质粒径级配等因素对磷负载纳米零价铁运移能力的影响。结果表明,磷负载纳米零价铁的团聚趋势相对于反应前纳米零价铁较低,其运移能力则强于吸附磷之前的纳米零价铁,这是由于吸附磷增加了纳米零价铁的表面负电荷进而阻碍了颗粒团聚。离子浓度对于磷负载纳米零价铁的运移能力有显著的影响,低离子浓度、高流速有利于磷负载纳米零价铁的运移。磷负载纳米零价铁在中玻璃珠中的运移能力强于细玻璃珠和粗玻璃珠,在天然砂中的运移能力则小于在中玻璃珠中的运移能力。利用DLVO理论以及胶体的粒桥、颗粒阻塞和表面沉积等多种滞留机理对试验中观察到的现象进行了解释。在含有高岭土的天然砂中,磷负载纳米零价铁的运移能力很弱,且沉降试验表明高岭土可以促进磷负载纳米零价铁的团聚沉降,这表明磷负载纳米零价铁有可能富集在含有高岭土的土层中。在应用纳米零价铁吸附地下水中的污染物时,应考虑污染物对于纳米零价铁运移能力的影响,并结合环境条件对该影响进行评估和控制。