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nZVI/PMS去除污染物机制及应用过程中控制参数对去除效果的影响

2021-07-25关英红张天禹孙维敬

东北农业大学学报 2021年6期
关键词:体系效果

关英红,张天禹,孙维敬,丁 红

(1.东北农业大学水利与土木工程学院,哈尔滨 150030;2.黑龙江水利科学研究院,哈尔滨 150050)

阿特拉津(ATZ),又名莠去津,1952年由瑞士Geigy公司研发,是一种高效除草剂[1]。研究表明ATZ是一种毒性内分泌干扰物[2],对人和哺乳类生物有致癌作用[3-4]。土壤中ATZ易通过降水作用进入地表水和地下水[5]。水中残留ATZ危害人类饮用水安全。ATZ结构稳定难以自然降解,常规氧化降解工艺效果不佳,研究表明基于过氧化氢、过硫酸盐的高级氧化技术均可实现对水中ATZ的高效降解[6-7]。

铁是地球上最常见过渡金属元素,其化学性质活泼,价格低廉,广泛用于环境修复[8]。Fe2+活化过硫酸盐是降解有机污染物有效方式,然而Fe2+在中性和碱性条件下易沉淀,同时Fe2+浓度难以控制,过量Fe2+会消耗·SO4-,影响污染物降解效果,限制Fe2+均相活化过硫酸盐在工程实践中应用[9]。零价铁催化剂在非均相活化过硫酸盐氧化体系中被广泛使用。零价铁催化剂具有磁性,方便回收利用,节约成本[10]。

本文通过液相还原法制备纳米尺寸零价铁(nZVI)并对其表征,分析nZVI与PMS反应前后结构和元素价态变化;以ATZ为目标污染物,甲醇(MA)和叔丁醇(TBA)为自由基捕获剂,结合反应过程中PMS浓度变化分析nZVI/PMS体系降解ATZ反应机理;研究零价铁在应用过程中控制参数(颗粒尺寸和循环使用次数)对ATZ去除效果的影响。为nZVI/PMS体系降解自然水体中ATZ提供理论依据。

1 试剂与方法

1.1 试验试剂与仪器

1.1.1 试验试剂

主要试剂如下:磷酸、阿特拉津、氢氧化钾、单过硫酸盐化合物均购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;……

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