过硫酸盐氧化合成纳米施氏矿物修复砷污染土壤的应用研究
编号:2886
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更新:2023-04-12 17:29:54 浏览:508次
口头报告
摘要
无机砷(As(III)和As(V))是世界卫生组织癌症研究中心认定的一类致癌物,具有很强的致癌致畸作用。采矿、冶炼和农业生产过程向土壤环境排放了大量的含砷物质,对人体健康和生态安全产生威胁。施氏矿物是一种具有微孔结构的羟基硫酸铁矿物,可以通过离子交换等作用吸附固定As(III)和As(V)。本研究以羧甲基纤维素钠(CMC)为分散剂,过硫酸盐为氧化剂合成纳米施氏矿物,并应用于As(V)污染土壤修复,研究了纳米施氏矿物对污染土壤中As(V)的稳定化效率以及修复过程对土壤理化性质和微生物的影响。结果表明:过硫酸盐氧化法可以合成纳米级的施氏矿物,平均粒径为138 nm,平均水动力学直径为296 nm。过硫酸盐氧化法将合成体系中 Fe3+ 的沉积率提高到了84.1%,显著高于传统过氧化氢(H2O2)氧化法(63.2%),有效提高了施氏矿物的合成效率。不同pH条件下纳米施氏矿物对As(V)的吸附量为60.7 ~ 94.3mg/g,比H2O2氧化合成的施氏矿物高1.45 ~ 2.37倍。纳米施氏矿物与As(V)污染土壤混合后,能在15天内快速稳定土壤中98.6% 的可浸出As(V),土壤中不稳定的吸附态As转化为稳定的铁氧化物结合态,纳米施氏矿物的应用有效降低了土壤中As(V)的迁移性和生物可利用性。修复60天后,土壤的pH值由6.17降低至5.42,土壤有机质含量增加了8.26%。修复过程中土壤脱氢酶含量降低了22.9 ~ 30.3%,表明纳米施氏矿物的使用降低了原始土壤中微生物的活性。根据16s rRNA的测序分析结果,修复后的土壤中细菌多样性和菌落丰度均有所降低,以变形菌门(Proteobacteria,58.7%)和髌骨细菌门(Patescibacteria,32.6%)为主。
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