硫酸根對(duì)零價(jià)鐵降解1，1，1-三氯乙烷的影響.pdf

1、大部分有機(jī)氯化物具有生物毒性和難降解性，環(huán)境危害性大。大量的研究證明了零價(jià)鐵(Fe0)對(duì)有機(jī)氯化物的有效降解性，這種有效性取決于零價(jià)鐵的活性，而水中的電解質(zhì)陰離子對(duì)零價(jià)鐵的活性有顯著影響。無(wú)論是滲透鐵墻(PRB)原位修復(fù)地下水還是零價(jià)鐵處理工業(yè)廢水，硫酸根都是一種常見(jiàn)的電解質(zhì)陰離子，但是硫酸根對(duì)零價(jià)鐵降解有機(jī)氯化物的影響并不清楚。
　　 本文以1，1，1-三氯乙烷(TCA)為目標(biāo)污染物，研究零價(jià)鐵對(duì)水溶液中TCA的降解效果，討論

2、TCA的降解機(jī)理和動(dòng)力學(xué)；對(duì)比研究硫酸根對(duì)水溶液中零價(jià)鐵降解TCA速率的影響，分析其作用機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)零價(jià)鐵在中性水溶液中降解TCA較快；初始pH6.0時(shí)，0.1 mM的TCA被80 g/L的零價(jià)鐵降解420 min后去除率達(dá)到99.4％。TCA降解過(guò)程中，溶液中Cl-濃度不斷增加，溶解態(tài)鐵濃度逐漸升高到2.5 mg/L。初始pH10.0時(shí)，隨著TCA的去除，溶液pH逐漸降低到9.1；當(dāng)初始pH為6.0時(shí)

3、，溶液pH穩(wěn)定在6.6，表明TCA通過(guò)以脫氯化氫為主、還原脫氯為次的方式降解。
　　 (2)零價(jià)鐵在中性水溶液中降解TCA的動(dòng)力學(xué)符合假一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。硫酸根對(duì)零價(jià)鐵降解TCA具有抑制作用，50 mM的Na2SO4使TCA降解的假一級(jí)速率系數(shù)K1由9.0×10-3min-1減小到1.0×10-3min-l。
　　 (3)硫酸根存在時(shí)，零價(jià)鐵降解TCA過(guò)程中溶液pH由6.0迅速升高到9.5，溶解態(tài)鐵濃度僅為0.07mg/L

4、。脈沖實(shí)驗(yàn)表明，一旦加入Na2SO4，TCA降解速率立即降低、溶液pH由6.6快速上升到9.5、溶解態(tài)鐵濃度迅速降低到0.07mg/L，說(shuō)明硫酸根抑制TCA脫氯化氫。XPS和XRF分析表明硫酸根被吸附或嵌入到鐵表面。
　　 (4)沒(méi)有硫酸根的情況下，TCA通過(guò)氫鍵與Fe(OH)ads結(jié)合從而被降解。而有硫酸根存在的情況下，SO42-置換鐵溶解中間產(chǎn)物Fe(OH)ads中的OH-，生成Fe2(SO4)ads，而Fe2(SO4)ad