錳和鐵對有機酸還原六價鉻的影響研究.pdf

1、由于鉻(Cr)的特殊物理和化學性質，鉻及其化合物在冶金、電鍍、制革、顏料、油漆、印染和化工等行業(yè)中得到廣泛應用。在這些行業(yè)的生成過程中產(chǎn)生的大量含鉻廢渣、廢氣和廢水因不能有效地控制或不合理的排放，導致了我國許多地區(qū)存在著嚴重的土壤鉻污染問題。土壤中廣泛存在小分子有機酸和腐殖酸等有機物，它們均可直接將土壤中的Cr(VI)還原為Cr(III)，從而降低Cr(VI)在土壤中的遷移性和生物的可利用性，達到減輕鉻污染的危害。鐵是土壤中含量較高的金

2、屬元素，占土壤含量的3.8％，土壤中錳的含量盡管遠少于鐵，但同鐵一樣，對于鉻在土壤中的化學行為有重要影響。研究錳和鐵對小分子有機酸和腐殖酸還原六價鉻的影響，對進一步了解土壤中六價鉻的化學行為具有重要的意義。 本試驗主要研究了高嶺石和蒙脫石表面吸附態(tài)的Mn2+和Fe3+對草酸、檸檬酸和酒石酸還原六價鉻的影響以及水溶態(tài)的Mn2+和Fe3+對腐殖酸還原六價鉻的影響。主要研究結果如下： 通過批式試驗著重研究了高嶺石表面吸附態(tài)

3、Mn2+對草酸、檸檬酸和酒石酸還原Cr(VI)速率的影響。結果表明，高嶺石表面吸附態(tài)Mn2+對3種有機酸還原Cr(VI)均展示出良好的催化作用，其效果為：草酸＞檸檬酸＞＞酒石酸。酒石酸為還原劑，初始濃度≤2.0 mmol/L時，高嶺石表面吸附態(tài)Mn2+對酒石酸還原Cr(VI)的催化作用不顯著，但其催化作用隨酒石酸初始濃度的增加而明顯提高。溫度和pH對高嶺石表面吸附態(tài)Mn2+催化草酸和檸檬酸還原Cr(VI)有顯著影響，溫度越高，反應速率越

4、快；pH=3.5-4.5范圍內(nèi)，草酸對Cr(VI)的還原反應隨pH的降低而顯著升高；然而，檸檬酸對Cr(VI)的還原作用卻在pH=4.0時為最快。 通過批式試驗研究高嶺石表面吸附態(tài)Fe3+對草酸、檸檬酸和酒石酸還原Cr(VI)速率的影響。結果表明，高嶺石表面吸附態(tài)Fe3+對3種有機酸還原Cr(VI)均展示出良好的催化作用，其效果為：酒石酸＞草酸＞檸檬酸。本試驗條件下草酸、檸檬酸和酒石酸3種有機酸自身光解的速度比較慢，因此該三種

5、有機酸自身光解產(chǎn)生的還原性自由基對Cr(VI)的還原作用不占主導地位。Fe3+光催化還原Cr(VI)的速率與有機酸分子中羧基的數(shù)量并不存在線性相關。pH對高嶺石表面吸附態(tài)Fe3+催化草酸還原Cr(VI)有顯著影響，pH=3.5-4.5范圍內(nèi)，草酸對Cr(VI)的還原反應隨pH的降低而顯著升高。然而草酸濃度在2mmol/L-10mmol/L范圍內(nèi)，對于該反應無明顯影響。25℃和pH=2.0-6.0條件下，研究了外加的Mn2+和Fe3+對腐