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科研进展
  

天津市水资源与水环境重点实验室柳听义团队在《EnvironmentalResearch》上发文揭示了过硫酸盐耦合零价铁去除污水中三价砷的过程与机理


发布时间:2020-11-09

天津市水资源与水环境重点实验室柳听义团队联合华东师范大学、自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心在期刊《EnvironmentalResearch》上发表论文:Pivotaleffects of external Fe2+ on remediation of arsenite byzero-valent iron/persulfate: Efficiencies and mechanism。该研究为高效快速去除水体中三价砷提供了一种新的思路。

类金属砷引起的水体污染已成为一个全球性的环境问题。据估计,世界上每年有11万吨砷通过人为排放和自然途径进入地球水圈。自然水环境中,砷主要以亚砷酸根(AsO33-)和砷酸根(AsO43-)形态存在,其中亚砷酸根(三价砷)毒性最大。水体砷污染带来了恶劣的环境影响及严重的经济损失,并对人类健康造成巨大危害。因此,高效去除水体中三价砷污染成为当前亟待解决的科学问题。针对此问题,柳听义团队利用Fe2+活化过硫酸盐/零价铁体系(Fe2+-SP-ZVI)实现了快速高效去除水相中的三价砷。通过改变实验条件可以调控三价砷的去除效率。Fe2+-SP-ZVI去除水相中三价砷复合反应动力学方程。铁的腐蚀产物Fe2+可以提高硫酸根自由基的产生效率,而硫酸根自由基又能明显促进铁的腐蚀。通过分析光电子谱图可以看出As-O壳处于As(III)-O As(V)-O壳之间,外源Fe2+可以提高三价砷转化为五价砷的效率。针铁矿作为铁腐蚀产物的主要成分在Fe2+-SP-ZVI去除三价砷的过程中起着重要作用。本研究提出的这种实用型水体砷污染处理技术,可以有效处理工业废水,具有十分重要的现实意义和应用前景。

Scheme 1 Schematic diagramshowing the removal mechanism of As (III) using Fe2+-SP-ZVI system.

Figure 10 As K-edge XANES (A) and Fourier transformation EXAFS (B)spectra for As-bearing SP-ZVI and Fe2+-SP-ZVI system, CAs(III)= 20 mg/L.

该工作近期被《EnvironmentalResearch》接收发表(https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935120308173)。该研究工作得到了国家自然科学基金青年项目稳定型纳米铁球构建可渗透反应墙去除电镀废水中重金属的研究(21307090)”和天津市自然科学基金面上项目纳米铁基材料对土壤中镉环境行为的驱动作用及调控机制研究(18JCYBJC96600)”的资助。


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