砷存在下鐵（羥基）氧化物的形成及砷固定機制的研究.pdf

1、亞鐵離子的非生物氧化是自然界鐵（羥基）氧化物形成的重要途徑，但水環(huán)境中砷對該過程的影響卻鮮有研究，并且生成的鐵（羥基）氧化物通過何種方式固定砷也尚不清楚。本文模擬自然界近中性pH的水環(huán)境中含砷含鐵體系發(fā)生氧化和水解反應(yīng)的過程，采用XRD、FT-IR和TEM等手段，詳細探討了水環(huán)境中所形成的鐵（羥基）氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、形貌以及形成機制，并對溶液中鐵和砷的氧化和去除動力學(xué)進行分析，進而探究鐵（羥基）氧化物對砷的固定機制。
　　中性pH

2、環(huán)境中，Lepidocrocite是Fe(Ⅱ)非生物氧化途徑最易大量形成的鐵（羥基）氧化物。在pH6.0和7.0條件中會有少量的Goethite形成，而在pH8.0條件下，會優(yōu)先形成Magnetite。在As(V)存在的體系中，pH6.0條件下會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)致密的砷酸鐵的形成；在pH7.0條件下會傾向于形成帶有空心結(jié)構(gòu)鐵（羥基）氧化物；而在pH8.0條件下會有利于形成結(jié)構(gòu)疏松的砷酸鐵。
　　As(Ⅲ)的存在可以抑制Goethite和M

3、agnetite等鐵（羥基）氧化物的形成，縮短Lepidocrocite的晶體長度，并且使鐵（羥基）氧化物的形成較無As(Ⅲ)條件下變得更加緩慢。體系中的Fe(Ⅱ)發(fā)生的類芬頓反應(yīng)可將As(Ⅲ)氧化為As(V)，而不同pH條件下形成的As(V)其歸宿不同。在pH6.0條件下，形成的As(V)與Fe(Ⅲ)逐漸發(fā)生共沉淀而形成砷酸鐵；在pH7.0與8.0條件下，形成的As(V)主要吸附在所形成的Lepidocrocite表面。As(V)和A

4、s(Ⅲ)影響鐵（羥基）氧化物形成的原理在于體系中單體、二聚體、多聚體Fe(O,OH)6單元的形成速率與相對含量，以及As(V)、As(Ⅲ)與Fe(O,OH)6單元彼此之間的競爭性結(jié)合。
　　此外本文發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e(Ⅱ)氧化絮凝過程對As(V)和As(Ⅲ)具有良好的去除效果。對于初始濃度為0.5 mmol·L-1的As(V)和As(Ⅲ)溶液，在As/Fe摩爾比為0.5條件下，其As(V)和Astotal去除率分別可達到87.5％和82.