天然有机物对改性天然菱铁矿去除地下水中砷的影响研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文天然有机物对改性天然菱铁矿去除地下水中砷的影响研究学号：2005120071研究生：周晓倩专业：环境科学与工程研究方向：地下水以及土壤污染控制与治理指导教师：郭华明教授二O—五年五月本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文巾不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学（北京）或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：/飞fefl日期：>'/、关于论文使用授权

2、旳说明本人完全了解中国地质大学（北京）有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定）《开/保密（一年）（保密的论文在解密后应遵守此规定)分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文天然有机物对改性天然菱铁矿去除地下水中砷的影响研究学号：2005120071研究生：周晓倩专业：环境科学与工程研究方向：地下水以及土壤污染控制与治理指导教师：郭华明教授二O一五年五月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityof

3、GeosciencesforMasterDegreeEffectofNaturalOrganicMatteronArsenicRemovalfromGroundwaterbyModifiedGranularNaturalSideriteMasterCandidate:ZhouXiaoqianMajor:EnvironmentalScienceandEngineeringStudyOrientation:GroundwaterandSoilPollutionDissertationSupervisor:Prof.GuoHuamingChinaUniversityofGeosciences

4、(Beijing)中文摘要由于具有强烈的毒性以及致癌性，饮用水砷严重危害到人们的身体健康。作为主要饮用水源，高砷地下水已经全世界共同关注的问题。迄今已发现国内40多个县(旗、市)，都有高砷地下水的存在，其砷含量超过我国现行的饮用水卫生标准，导致地方性砷中毒时有发生。因此，地下水的砷污染已经受到政府以及公众的高度重视。天然有机物（NOM）广泛存在于高砷地下水环境中，有机物分子在各个方向上带有很多活性基团，具有较强的配合能力和吸附能力，能与环境中的金属离子、氧化物、氢氧化物以及矿化物等发生相互作用。因此，机物的存在严重影响（类）金属在地下水中的去除及迁移。本文选取改性天然菱铁矿（MGNS）

5、作为吸附剂，研究天然有机物腐殖酸（HA）和富里酸（FA）对MGNS去除水中砷（As）效果的影响。通过一系列批实验，研究在（NOM-MGNS）-As体系和（NOM-As）-MGNS体系中，不同浓度以及不同类型的有机物存在时，MGNS的除As效果。针对批实验结果，将数据进行Lagergren动力学以及等温吸附模型拟合，并利用HPSEC-ICP-MS、FTIR以及EXAFS等分析手段，探讨HA/FA对MGNS除As影响的机理。实验结果表明，有机物浓度较低时（0~20mg/L,以TOC计），NOM对改性天然菱铁矿去除As(III)几乎没有影响，而对As(V)有轻微的抑制作用，其吸附过程都比较符

6、合Lagergren假二级动力学方程以及Langmuir等温吸附模式。随着有机物浓度（>40mg/L,以TOC计）的增大，NOM对改性天然菱铁矿去除As(III)仍然影响不大，但对As(V)的抑制作用随着有机物浓度的增大明显加强。在吸附过程中，并未发生As(III)、As(V)形态转变。与HA相比，FA对改性天然菱铁矿除砷的影响更大一些；与As(III)结果相比，有机物对改性天然菱铁矿去除As(V)的抑制作用更强，而对As(III)没有明显影响。有机物对改性天然菱铁矿去除水中砷的影响机理为：有机物与Fe的氧化物或氢氧化物络合反应，生成Fe(II)-NOM和Fe(III)-NOM的大分子

7、物质，占用吸附剂表面的有效吸附位点，并使得附剂表面带负电荷，对As(III)/As(V)形成静电排斥力，从而导致改性天然菱铁矿的除砷效率降低。与As(V)相比，As(III)与吸附剂发生氧化还原、吸附等一系列反应，而As(V)主要为吸附反应，所以有机物与As(V)的吸附竞争更强烈一些。关键词：改性天然菱铁矿，有机物，腐殖酸，富里酸，高砷水AbstractArseniccontaminationingroundwaterhasbecomeanis