氧化石墨烯对沉积物中重金属Cu的稳定固化研究

以一种新型碳基材料--氧化石墨烯(GO)为吸附剂,以乌梁素海表层沉积物中重金属Cu为研究对象,考察了GO投加量、沉积物pH值、有机质种类及其质量分数在35 d老化时间内对Cu稳定固化效果的影响。实验中利用电位法测定沉积物的pH值和氧化还原电位值(ORP),通过BCR连续提取法分析Cu各形态含量的分布。研究结果表明,随着GO投加量(2%、4%、6%、8%和10%)的增加,GO可以有效地将Cu从不稳定状态转化为稳定状态。在质量分数为10%时,Cu的酸可提取态较原始状态减少3.76%,残渣态增加28.16%。另外在不同pH(6、7、8和9)下,GO对Cu的稳定效果不同,表现出pH=9>pH=8>pH=7>pH=6的递减关系;并且当pH=9时,沉积物的ORP值在整个老化时间内最低。选用腐殖酸(HA)和富里酸(FA)两种有机质研究其对GO稳定沉积物中Cu的影响。结果发现,加入HA和FA后,GO对沉积物中Cu的稳定效果明显提高,且随着HA和FA质量分数(1%、5%、10%和15%)的增加而增加,当质量分数为15%时固定效果最好。GO+15%HA使重金属Cu的残渣态增加了34.95%,GO+15%FA使重金属Cu残渣态增加了32.96%。以上实验数据表明,GO可以有效地将沉积物中Cu从不稳定态转化为稳定合态,降低沉积物中Cu向上覆水释放的风险。该研究围绕乌梁素海上覆水环境开展实验,以期望对高寒地区重金属污染沉积物的修复提供一种新的思路。

Study on Stable Curing of Heavy Metal Cu in Sediments by Graphene Oxide

LIN Zhipeng;SONG Lei;HAN Baohong;LI Hao;WANG Qian(Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China)