纳米锌去除水体中As(Ⅲ)吸附动力学和影响因素.pdf

《纳米锌去除水体中As(Ⅲ)吸附动力学和影响因素.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年10月岩矿测试V0J．32．No．50ctober2013R0CKANDMINERALANALYSIS759～766文章编号：0254—5357(2013)05—0759—08纳米锌去除水体中As(Ⅲ)吸附动力学和影响因素黄园英，袁欣，王倩，罗松光，刘晓端(1．国家地质实验测试中心，北京100037；2．中国地质大学(北京)水资源与环境学院，北京100083)摘要：As(Ⅲ)毒性高，易迁移，且是厌氧条件下地下水中主要存在形式。纳米铁颗粒在含砷水体处理中受到广泛关注，而锌具有比铁更低的氧

2、化还原电位且更易保存，被认为是用于氯代有机化合物还原的最佳金属，但有关纳米锌用于水体中砷的研究很少。本文研究了纳米锌吸附As(Ⅲ)的反应动力学性质和吸附As(Ⅲ)的主要影响因素。通过应用准一级动力学、准二级动力学和粒内扩散三种模型对吸附过程进行模拟，结果显示纳米锌吸附As(Ⅲ)的过程更符合二级反应动力学模型，速率常数为0．18g／(mg·min)，吸附量为0．47mg／g，且去除机理以化学吸附为主。批实验结果表明，纳米锌对As(HI)吸附最佳条件为：振荡时间120min，纳米锌投加量2．5g／L

3、，pH值2～7。在最佳实验条件下，纳米锌对起始浓度为0．565mg／LAs(Ⅲ)和0．568mg／LAs(V)进行吸附试验，As(Ⅲ)和As(V)的去除率均能达到99．5％以上，表明纳米锌对As(m)和As(V)都有很好的去除效果，可作为处理水体中砷的吸附材料之一。以纳米锌作为吸附材料与传统方法相比，并不需要将As(Ⅲ)预氧化成As(V)，在实际应用中可简化水处理程序，节约处理成本。关键词：纳米锌；As(1lI)；吸附；动力学；影响因素中图分类号：TB383；0614．241；0613．63文献

4、标识码：A含砷地下水是全世界共同关注的重要环境问物_2。砷的吸附量与所用吸附剂的表面积有关，题¨，长期暴露在浓度高于0．1mJL砷的环境中，吸附剂表面积越大，吸附能力越强。同时，吸附量与将引起神经紊乱，皮肤病、肝癌和肺癌等疾病J。吸附条件(如溶液pH值、温度、吸附时间和砷起始在自然水体中，砷主要以三价砷As(Ⅲ)和五价砷浓度等)有关。虽然吸附法能够除砷，并且可以获As(V)形式存在。在含砷地下水中，96％的砷都为得较满意的效果，但也存在许多尚待解决的问题，如大多数吸附剂只能有效地吸附As(V)，

5、却对As(m)，且As(Il1)毒性为As(V)的60倍。大多数国家对饮用水含砷量都有严格界定，中国、美国和As(1lI)不能有效地脱除。因此，对As(Ⅲ)的处理须先将其进行预氧化，这样就使得处理除砷工艺欧盟已将饮用水中砷的含量标准限定为世界卫生组变得复杂。目前因为铁价格低廉且无毒，所以以铁织建议的0．01mg／L，最新饮用水标准更是强化了元素为主要吸附成分的吸附剂开发研制和应用得到饮用水脱砷工作。了国内外广泛关注，其中纳米铁(包括零价铁、氧化饮用水中砷的去除方法有很多，比较常用的有铁和磁铁矿颗

6、粒等)因其尺度小、表面效应大、吸附铁的化学沉淀法、吸附法“J、离子交换能力强等优点而在含砷水处理中受到广泛重法、膜分离法、反渗透法和生物法等。视。锌的氧化还原电位(一0．76V)比铁的氧其中吸附法因对于低浓度的污染物去除具有效率化还原电位(一0．44V)更低，而且更容易保存，纳高、操作简便、操作成本低和吸附剂可以再生等优点米锌不仅可作为还原剂，还可作为催化剂，通常用于而成为饮用水除砷的首选方法。常用的吸附剂有生氯代烃脱氯反应、汽车尾气处理、环境保护等。物材料、活性炭¨、沸石¨、金属氧化物／氢氧化

7、收稿日期：2012—05—13；接受日期：2012—06—10资助项目：国土资源部公益性行业科研专项(200911015—05)；中国地质大调查项目——污染土壤和水体的环境控制与地球化学修复技术(1212011120286)；国家地质实验测试中心基本科研业务费项目(201012CSJ02)作者简介：黄园英，博士，副研究员，研究方向为水污染控制与治理技术。E-mail：yuanyinghuanO4@163．corn。-——759．-——5州岩矿测试httpf}．ykcsac．cn卡¨刈‘于零价金属

8、铁而，零价金属锌对氯代烷烃、烯(上海一恒科技有限公司)，C—MAGHS10磁力烃和炔烃都具有很高的反应活性。但由于搅拌器(德国IKA公司)，TGI一16C离心机(上海安Zn(Ⅱ)释放到水体中对环境可能造成污染，所以其亭科学仪器厂)。幢研究没有纳米铁深入。目前有关纳米锌用于水1000mg／L的As(1lI)和As(V)标准溶液：体中重金属治理面研究还很少，用于去除As的研购自国家标准物质研究中心。究尚未报道．所用的化学试剂为分析纯，【l!lJ白北京化学试剂小文通过批实验力‘式，考察纳米锌对As(H