碱性条件下Cr(Ⅵ)和腐殖酸对赤铁矿胶体在多孔介质中迁移过程的机理研究

碱性条件下Cr(Ⅵ)和腐殖酸对赤铁矿胶体在多孔介质中迁移
过程的机理研究
高羽;卢合峰;秦雪芬;吕媛;杨潇;商建英;阎秀兰
【期刊名称】《环境科学研究》
【年(卷),期】2024(37)4
【摘要】赤铁矿胶体是一种广泛存在于土壤中的活性组分,可与重金属Cr(Ⅵ)发生吸附、沉淀、络合等多种化学作用,从而影响Cr(Ⅵ)在土壤中的迁移富集.探究赤铁矿胶体-Cr(Ⅵ)-腐殖酸(HA)三元体系在多孔介质中的共迁移过程,对于深入理解
Cr(Ⅵ)污染过程和防控原理具有重要意义.该研究通过吸附、聚集和柱迁移实验,探
究了碱性条件下Cr(Ⅵ)和HA对赤铁矿胶体的聚集动力学和迁移能力的影响.结果
表明:与不加Cr(Ⅵ)相比,加入0.25~10 mg/L Cr(Ⅵ)会提高赤铁矿胶体的ζ电势,降低胶体与石英砂之间的最大排斥势垒,阻滞赤铁矿胶体在砂柱中迁移,穿透峰值从61%降至50%左右.引入HA会增加赤铁矿胶体表面负电荷,增强Cr(Ⅵ)与赤铁矿胶体之间的静电斥力,且与Cr(Ⅵ)竞争吸附赤铁矿胶体表面的结合位点,抑制Cr(Ⅵ)在赤铁
矿胶体上的吸附,导致胶体与石英砂之间的最大排斥势垒升高.Cr(Ⅵ)和HA的吸附
先后顺序对赤铁矿胶体稳定性和迁移性有显著影响.赤铁矿胶体在HA-Cr(Ⅵ)体系
中的ζ电势和水合粒径(分别为−30 mV和200~300 nm)比Cr(Ⅵ)-HA体系(分别为−28 mV和400~500 nm)要小,且在HA-Cr(Ⅵ)体系中穿透峰值更高.研究显示,
在碱性条件下,尽管HA会抑制Cr(Ⅵ)在赤铁矿胶体表面上的吸附,但会增加赤铁矿胶体在环境中的稳定性和迁移性,使得吸附在赤铁矿胶体表面的Cr(Ⅵ)随胶体发生
共迁移的可能性增加,具有潜在的环境风险.
【总页数】7页(P901-907)
【作者】高羽;卢合峰;秦雪芬;吕媛;杨潇;商建英;阎秀兰
【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所;中国科学院大学;邢台市生态环境局邢东新区分局;中国农业大学土地科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】X53
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