Environmental application and ecological significance of nano-zero valent iron

Toxicity studies considering both the bare and stabilized forms of zero valent iron nanoparticles (nZVI) could be timely, given that ecological risks identified are minimized through modification or with substitution of approaches in the synthesis, development and environmental application of the nanoparticles before succeeding to volume production. This review is focused on the fate, transport and toxicological implications of the bare nZVI and surface modified particles used for environmental applications.     

铁碳微电解-微波强化Fenton联合工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

利用铁碳微电解-微波强化Fenton联合工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,探讨了微波功率、微波作用时间、H2O2投加量对微电解出水处理效果的影响。同时将铁碳微电解出水COD浓度、微波功率、微波作用时间、H2O2投加量对处理效果的影响建立了正交试验,结果表明:各因素对COD去除率影响的主次关系为:微电解出水COD微波功率H2O2投加量微波作用时间。     

铸铁管输配再生水铁溶出颗粒物特征研究

针对输配水过程中产生的"红水"现象及铁颗粒物溶出对水质的影响,开展了初步的模拟管网中试研究.实验采用内径为100 mm的铸铁管搭建了120 m长管网中试模拟系统,并以北京某再生水厂生产的再生水为水源,进行了单向连续流动和密闭循环流动模拟管网输配实验,并对管网出水水质进行了的连续跟踪监测.中试结果表明,两种方式的实验都发生了"红水"现象;出水水质的p H、总溶解性固体(TDS)、电导率及总铁都有明显升高;实验过程中得到的两种不同颜色颗粒物,它们都包括α-Fe OOH、γ-Fe OOH、Fe CO3、Fe2O3、Fe3O4及Fe O等矿物质;颗粒物颜色可能与颗粒中羟基氧化铁与碳酸亚铁的含量有关;水流速度对于管网中颗粒物的沉积和释放要一定影响;不带内衬的铸铁管不适合作为输配腐蚀性极强水质再生水的管材.     

生物表面活性剂改性对纳米铁/炭去除地下水中NO3--N的影响

纳米铁由于其反应活性强、来源广泛等优点被广泛应用在去除地下水NO-3-N污染中.利用生物表面活性剂对纳米铁进行改性可以避免采用化学表面活性剂改性对环境造成的二次污染.本研究采用鼠李糖脂、茶皂素、无患子3种生物表面活性剂对纳米铁进行改性后附着在活性炭上构成改性纳米铁/炭复合材料,通过批试验、沉降试验、迁移试验等研究生物表面活性剂对纳米铁/炭复合材料的改性作用.结果表明:鼠李糖脂、茶皂素、无患子对纳米铁/炭改性后去除NO-3-N效果最佳时的投加量分别为0.7%、1.0%、0.7%,此时对比三者改性作用,鼠李糖脂改性纳米铁/炭去除NO-3-N效果最佳,无患子改性纳米铁/炭迁移效果最佳;鼠李糖脂投加量在0.1%到1.3%范围内时,改性纳米铁/炭迁移能力随投加量的增加而增大.     

塔儿山铁矿区土壤重金属污染评价及来源分析

通过采样分析山西省临汾市塔儿山铁矿区土壤中重金属元素的含量,揭示塔儿山铁矿区土壤中重金属污染的程度和来源,为矿区土壤污染治理修复提供参考依据。在尾矿区、复垦区、当地原始农业土壤区、处理污灌农地土区分别随机采集土壤样品,并进行9种重金属含量测定,采用地累积指数法和变异系数进行污染等级评价分析,并测定了土壤p H值。矿区As、Se、Zn、Pb 4种元素达到强度污染标准,Cd、Cr、Cu、Ni 4种元素为轻中度污染,无Hg元素污染;铁矿区土壤的p H值高于8.0,属于强碱性,不利于农作物的正常生长发育。粗放的铁矿开采活动是产生重金属污染的主要原因。     

铁离子与其他金属离子间共效应对生化反应处理效果的影响研究

采用海绵铁填充的SBR反应器,以模拟生活污水为处理对象,通过实验研究外加Mg2＋、Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋和Al3＋等金属离子对生物海绵铁体系去除污水中COD、NH3－N、TP等效果的影响。结果表明,低浓度的Mg2＋、Al3＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N、TP的去除效率一直保持在一个稳定的、较良好的水平;Zn2＋对体系去除NH3－N及低浓度的Mn2＋对体系对TP的去除都存在时间－浓度累积效应;Cu2＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N特别是对TP的去除有很强的抑制作用。     

高含铁废酸液处置工程实例

某煤业有限公司清洗锅炉产生的废液中含有大量的铁离子与H^+,具有腐蚀性危险特性,属于危险废物。本工程实例利用酸碱中和及氧化絮凝沉淀的原理,消除了该废酸液的腐蚀性危险特性,同时降低了废酸液中的铁离子以及废酸液的色度、浊度,为后续的深度治理提供了便利。对高含铁废酸液的治理有一定的借鉴意义。     

Biogeochemistry of two types of permeable reactive barriers, organic carbon and iron-bearing organic carbon for mine drainage treatment: Column experiments

Permeable reactive barriers (PRBs) are an alternative technology to treat mine drainage containing sulfate and heavy metals. Two column experiments were conducted to assess the suitability of an organic carbon (OC) based reactive mixture and an Fe⁰-bearing organic carbon (FeOC) based reactive mixture, under controlled groundwater flow conditions. The organic carbon mixture contains about 30% (volume) organic carbon (composted leaf mulch) and 70% (volume) sand and gravel. The Fe⁰-bearing organic carbon mixture contains 10% (volume) zero-valent iron, 20% (volume) organic carbon, 10% (volume) limestone, and 60% (volume) sand and gravel. Simulated groundwater containing 380 ppm sulfate, 5 ppm As, and 0.5 ppm Sb was passed through the columns at flow rates of 64 (the OC column) and 62 (the FeOC column) ml d^− 1, which are equivalent to 0.79 (the OC column) and 0.78 (the FeOC column) pore volumes (PVs) per week or 0.046 m d^− 1 for both columns. The OC column showed an initial sulfate reduction rate of 0.4 µmol g (OC)^− 1 d^− 1 and exhausted its capacity to promote sulfate reduction after 30 PVs, or 9 months of flow. The FeOC column sustained a relatively constant sulfate reduction rate of 0.9 µmol g (OC)^− 1 d^− 1 for at least 65 PVs (17 months). In the FeOC column, the δ³⁴S values increase with the decreasing sulfate concentration. The δ³⁴S fractionation follows a Rayleigh fractionation model with an enrichment factor of 21.6‰. The performance decline of the OC column was caused by the depletion of substrate or electron donor. The cathodic production of H₂ by anaerobic corrosion of Fe probably sustained a higher level of SRB activity in the FeOC column. These results suggest that zero-valent iron can be used to provide an electron donor in sulfate reducing PRBs. A sharp increase in the δ¹³C value of the dissolved inorganic carbon and a decrease in the concentration of HCO₃⁻ indicate that hydrogenotrophic methanogenesis is occurring in the first 15 cm of the FeOC column.     

冻融交替处理下湿地土壤可溶性铁的动态变化研究

通过原位土柱模拟实验,对比研究了冻融交替下(-10℃冻结1d后5℃融化7d作为1个冻融周期,共5个周期,并以5℃恒温培养为对照)三江平原典型环形湿地土壤可溶性铁的动态变化.结果表明,冻融交替处理导致了环形湿地3种典型湿地土壤(毛苔草群落的腐殖质沼泽土、乌拉苔草群落的草甸沼泽土和小叶章群落的草甸白浆土)溶液中的pH和Eh在经过第1个冻融周期后大都先升高,而在后4个周期后再逐渐降低;在整个实验过程中冻融组的pH有84.4%低于对照,而Eh则有82.2%的高于对照;各土壤溶液中的可溶性铁都以Fe3+为主,而Fe3+的还原受到冻融交替处理的抑制,无论Fe2+、Fe3+或总铁(TFe)的含量大都低于对照,其中TFe从(1.25±0.16)mg·L-1减少到(0.62±0.08)mg·L-1;不同土类之间,腐殖质沼泽土的pH、Eh和可溶性铁含量变化趋势与草甸白浆土的变化趋势差异显著,处于过渡带的草甸沼泽土则在pH的变化趋势上更接近于草甸白浆土,而在Eh和可溶性铁含量的变化趋势上更接近于腐殖质沼泽土;各土类不同土层之间,冻融交替对湿地上层土壤的影响要小于深层土壤.     

纳米零价铁及其双金属体系对菲的降解研究

以实验室合成的纳米零价铁(n ZVI)及其双金属(n ZVI/Cu和n ZVI/Ni)为反应材料,对菲(Phenanthrene)的去除进行研究.表征结果表明:纳米颗粒平均粒径均为80~100 nm,主要以α-Fe0的形式存在.批实验结果表明,5 g·L-1的n ZVI,n ZVI/Cu和n ZVI/Ni对菲溶液均有去除效果,其去除效率依次为n ZVI/Nin ZVI/Cun ZVI.溶液初始p H为7.5时,5 g·L-1的n ZVI/Ni去除88%0.5 mg·L-1的菲只需3 h,而n ZVI/Cu和n ZVI分别需要29 h和40 h.3种纳米铁对菲的去除率均随着n ZVI投加量的增加而升高,随着菲溶液初始浓度的增加而降低.反应温度的升高可提高n ZVI/Ni对菲的去除效率,高温时(≥30℃)菲的降解遵循一级反应动力学模型.p H对反应影响不大.GC-MS结果表明,n ZVI/Ni降解菲溶液主要为催化加氢反应,而n ZVI/Cu和n ZVI对菲溶液的去除主要为吸附作用.