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电活性微生物激活生物质炭/零价铁协同钝化Cr(Ⅵ)及机制
引用本文:廖聪坚,赵晓蕾,刘凯,钟松雄,李芳柏,方利平,叶挺进,石虎砚.电活性微生物激活生物质炭/零价铁协同钝化Cr(Ⅵ)及机制[J].环境科学,2021,42(9):4520-4526.
作者姓名:廖聪坚  赵晓蕾  刘凯  钟松雄  李芳柏  方利平  叶挺进  石虎砚
作者单位:中国科学院广州地球化学研究所,广州510640;广东省科学院生态环境与土壤研究所,广东省农业环境综合治理重点实验室,广州 510650;华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心,广州510650;中国科学院大学,北京100049;广东省科学院生态环境与土壤研究所,广东省农业环境综合治理重点实验室,广州 510650;太原理工大学环境科学与工程学院,太原030024;广东省科学院生态环境与土壤研究所,广东省农业环境综合治理重点实验室,广州 510650;华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心,广州510650;佛山市环境保护投资有限公司,佛山528100
基金项目:国家重点研发计划项目(2020YFC1808702,2016YFD0800404);国家自然科学基金项目(21876161);国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(41420104007);广东省珠江人才计划创新科研团队项目(2017BT01Z176)
摘    要:纳米零价铁(nZVI)具有对六价铬[Cr(Ⅵ)]还原去除能力,但其存在易老化和易团聚的问题,会大大降低对Cr(Ⅵ)反应活性.本文将具有异化铁还原能力的MR-1引入到老化生物质炭负载纳米零价铁(nZVIB)除Cr(Ⅵ)的反应体系中.研究厌氧条件下老化后nZVI/B与MR-1之间对Cr(Ⅵ)去除存在的协同效应机制,以及反应体系中pH条件,初始Cr(Ⅵ)浓度和MR-1菌浓度对这种协同效应的影响.结果表明,在pH为7时体系有明显协同效应,去除率提高51.3%.并且该协同效应随初始Cr(Ⅵ)增加而减弱,随着MR-1浓度增加而增强.固相分析结果表明Cr(Ⅵ)主要以还原为Cr(Ⅲ)的形式被固定.MR-1的异化铁还原能力起到了重要的作用,通过零价铁表面铁氧化物老化层还原,为反应体系提供了大量还原性的Fe(Ⅱ),同时也释放了内部nZVI的反应活性位点,而生物质炭不仅分散了nZVI还介导MR-1的胞外电子传递过程,从而增强了体系对Cr(Ⅵ)协同钝化能力.本研究为有效解决nZVI长期使用过程中的老化问题提供了新思路.

关 键 词:老化纳米零价铁  MR-1  还原  协同效应  生物质炭
收稿时间:2020/10/7 0:00:00
修稿时间:2020/11/14 0:00:00

Reactivation of Passivated Biochar/Nanoscale Zero-Valent Iron by an Electroactive Microorganism for Cooperative Hexavalent Chromium Removal and Mechanisms
LIAO Cong-jian,ZHAO Xiao-lei,LIU Kai,ZHONG Song-xiong,LI Fang-bai,FANG Li-ping,YE Ting-jin,SHI Hu-yan.Reactivation of Passivated Biochar/Nanoscale Zero-Valent Iron by an Electroactive Microorganism for Cooperative Hexavalent Chromium Removal and Mechanisms[J].Chinese Journal of Environmental Science,2021,42(9):4520-4526.
Authors:LIAO Cong-jian  ZHAO Xiao-lei  LIU Kai  ZHONG Song-xiong  LI Fang-bai  FANG Li-ping  YE Ting-jin  SHI Hu-yan
Institution:Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;Guangdong Key Laboratory of Integrated Agro-environmental Pollution Control and Management, Institute of Eco-environmental and Soil Sciences, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China;National-Regional Joint Engineering Research Center for Soil Pollution Control and Remediation in South China, Guangzhou 510650, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;Guangdong Key Laboratory of Integrated Agro-environmental Pollution Control and Management, Institute of Eco-environmental and Soil Sciences, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China;College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China;Foshan Environmental Protection Investment Co., Ltd., Foshan 528100, China
Abstract:
Keywords:aged nZVI  MR-1  reduction  synergistic effects  biochar
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