高岭土∕菱铁矿杂化材料制备及除砷性能研究.pdf

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1、第37卷第3期2010年6月中国地质GEoLoGYINCHINAV01．37．No．3Jun．，2010高岭土／菱铁矿杂化材料制备及除砷性能研究刘欣1冯流1陈明2赵青涛1高峰1(1．北京化工大学，北京100029；2．中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037)提要：采用KOH活化后的高岭土和菱铁矿为主要原材料。磷酸酸化过的花生壳为造孔剂，采用高温活化的方法，通过正交静态吸附试验．研究其在常温常压下对水中砷的吸附去除效果。结果表明，在高岭土、菱铁矿、花生壳用量之比为2：2：1。KOH浓度为0．3mol／L，浸泡时间为6h，活化温度为900。(2时，制备得到的粉末状材料具有最好

2、的除砷效果，可达到95％。利用直径40into。长450mlTl的有机玻璃柱进行动态连续吸附试验，结果表明此材料可以连续有效除砷20h左右．除砷效果平均可达到84％。此材料吸附除砷符合Langmuir等温吸附模型。关键词：菱铁矿；高岭土；除砷；吸附；地下水中图分类号：P641．73文献标志码：A文章编号：1000—3657(2010)03—0789一08在自然界中．砷含量平均为1．8mg／kg。其中一般岩石均含量为1砣mg／kg：土壤均含量约为5mg／k，但有些土壤可达nxl@mg／kg；粘土层含量约为13mg／kg．但中国沿海有些地方松散沉积层中的粘土层．含量高达20mg／kg

3、以上11I。天然地下水中的砷．一般源于岩石上壤中含砷矿物的溶解。即是所谓的自然污染。这类情况的水的含砷量甚微．一般天然地下水砷的含量为1～30ng／g。但也有特殊，如广东湛江南部某地的地下水砷的含量达0．3"-'0．5mg／L．超过国家饮用水标准允许含量的6,,-10倍。此外，由于含砷工业的废水排放、废渣遗弃、含砷中药的使用等人类活动对自然污染．导致局部地下水含砷量增高。砷的化合物形式与价态在砷的毒性表达方面起着重要的作用啪。砷单质几乎无毒，而俗称砒霜的三氧化二砷(As203)则有剧毒。有研究者按毒性大小对不同形态化合砷进行排序，依次为：无机山(Ⅲ)>一甲基亚胂氧化物MAsO(Ⅲ

4、)>谷胱甘肽二甲基胂酸DMAsGS(V)>--甲基胂酸DMAs(V)>～甲基胂酸MAs(V)>无机As(V)M。但是砷的形态分析往往需要精密的大型仪器设备与相应的预处理。对于痕量砷的测定。现有的检测方法还不能做到方便、迅速、在线监测等要求。所以目前各国水质标准都只对总砷含量进行控制，而没有在形、价态方面的要求。饮用水中过量砷可导致慢性中毒。最初。世界各国基于防治经饮用水过量摄砷导致的慢性砷中毒而制订了0．05mg／L的饮用水砷卫生标准。近年来。大量的流行病学调查显示：砷可能致人群皮肤癌、膀胱癌与肺癌等多种癌症．所以砷已被国际癌症组织确定为人类致癌物．且研究表明与其他一些疾病亦有较

5、高的相关性。世界卫生组织网Ho)于1993年将饮用水砷卫生标准降为0．01mg／L。日本和德国也分别于1993年和1996年将饮水砷标准降为0．01mg／L。加拿大为0．025rng／L。美国环保局(USEPA)：根据人群流行病学研究结果．于2001年1月公布了新标准中最大污染物水平(ma妇mumcontaminantlevel．MCL)或最大污染物水平目标(maximumcontaminantlevelgoal。MCLG)10肛g／L的建议值。2002年10月对饮用水中砷卫生标准修订为10口∥L做出最终决定。2006年该标准在美国正式实施。美收穑日期：2010—03—05；改回

6、日期：2010-03-18基金项目：中国地质调局局工作项目。全国地方病严重区地下水勘查与供水安全综合研究”(1212010634714—13)项目资助。作者简介：刘欣，女，1985年生，硕士生，环境工程专业；E-mail：Lxinl985@126．com。通讯作者：冯流，男，教授。环境工程专业；E—marl：fengliu-buct@vip．sina．com。790中国地质2010年国有些州甚至把标准降到了0．002mg／L。中国最新的《生活饮用水卫生标准GB5749—2006}修订稿中砷的最大限值为0．01mg／L．但对于农村小型集中式供水和分散式供水部分仍沿用了以往0．05m

7、g／L的规定(《生活饮用水卫生标准GB5749—85》)。砷在环境中极为活泼．水和环境中不同地质成分的交互作用。火山喷发后粉尘的沉降．土壤侵蚀。垃圾渗滤液．雨水冲刷和工业排放都可能引起水源中砷含量提高。中国大多数地下水源砷污染的报道出现在以地下水为水源的地区。自1983年在新疆首次报告以来。此后在内蒙、山西发现饮用水型砷中毒。在贵州发现燃煤型砷中毒。迄今．中国已发现饮水型地方性砷病病区或高砷区有13个省区．分别是新疆、山西、内蒙古、宁夏、青海、安徽、北京、山东、四川、吉林、黑龙江