【摘 要】
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地下水污染由于隐蔽性、持久性、复杂性,一直备受研究者们的关注。其中Cr(Ⅵ)和三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)之间的混合污染在地下水中具有代表性,这些污染物以致密的非水相液体(TCE)和溶解的重金属(Cr(Ⅵ))的形式存在,在环境中难以降解。纳米零价铁(Nanoscale zero-valent iron,nZVI)具有同时去除废水中混合污染物的潜力,并被认为是一种有前景的原
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地下水污染由于隐蔽性、持久性、复杂性,一直备受研究者们的关注。其中Cr(Ⅵ)和三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)之间的混合污染在地下水中具有代表性,这些污染物以致密的非水相液体(TCE)和溶解的重金属(Cr(Ⅵ))的形式存在,在环境中难以降解。纳米零价铁(Nanoscale zero-valent iron,nZVI)具有同时去除废水中混合污染物的潜力,并被认为是一种有前景的原位修复土壤及地下水的材料。但是其本身所具有的高反应性,导致nZVI极易在水介质中发生析氢反应,在实际应用中存在极大的缺陷。近年来,提出了硫化纳米零价铁(Sulfidated nanoscale zero-valent iron,S-nZVI)来克服nZVI易被水氧化的问题,其表面形成的硫化铁壳可以有效抑制析氢反应,拥有更强的吸附能力和脱氯效率。但是S-nZVI在降解Cr(Ⅵ)和TCE的复合污染时,Cr(Ⅵ)极易与S-nZVI表面发生钝化,严重抑制了TCE的降解。为了解决上述问题,本研究使用基于硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB)的生物硫化法制备硫化纳米零价铁(Biological precipitation sulfidated nanoscale zero-valent iron,BP-S-nZVI),降解Cr(Ⅵ)和三氯乙烯的复合污染。与化学法制备的硫化纳米零价铁(Chemical precipitation sulfidated nanoscale zero-valent iron,CH-S-nZVI)相比,BP-S-nZVI表面带有负电荷,可以降低S-nZVI颗粒表面对Cr(Ⅵ)的吸附。更重要的是,BP-S-nZVI表面黏附的SRB胞外聚合物也为Cr(Ⅵ)去除提供了额外的途径,可以在高效去除Cr(Ⅵ)的同时使更多的Fe~0用于TCE的去除。本研究考察了Cr(Ⅵ)共存下不同硫铁比的BP-S-nZVI对TCE的脱氯效率,并通过调节材料在菌液中的暴露时间来,来控制材料表面黏附的SRB胞外聚合物的量,以探究其影响,同时对反应系统内的Cr(Ⅵ)的去除路径进行了探究。实验结果表明,在复合污染中BP-S-nZVI有效克服了Cr(Ⅵ)的抑制作用,最佳S/Fe摩尔比1.0的BP-S-nZVI取得了最优降解效果,对Cr(Ⅵ)的去除率达到94.8%的同时,对TCE的去除效率为83.1%,是CH-S-nZVI的1.52倍。BP-S-nZVI提高了在Cr(Ⅵ)-TCE共污染中对TCE的电子选择性,材料表面黏附的SRB胞外聚合物也为Cr(Ⅵ)的去除提供了额外的途径,有效避免了Cr(Ⅵ)与S-nZVI发生钝化的问题,能够更高效的降解Cr(Ⅵ)-TCE的复合污染。
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