研究报告
贺勇,彭乐,魏贺,黄艳凤,黄卫健,娄伟,张可能.高岭土负载纳米铁在含水层的运移行为及重金属污染修复效能研究[J].环境科学学报,2023,43(2):192-203
高岭土负载纳米铁在含水层的运移行为及重金属污染修复效能研究
- The migration behavior and remediation efficiency of kaolin-supported zero-valent iron in aquifer
- 基金项目：国家自然科学基金（No.42072318，41972282，41807253）；国家重点研发计划（No.2019YFC1805905）；环境地球化学国家重点实验室开放课题（No.SKLEG2021208）；湖南省自然科学基金（No.2019JJ50763）；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金（No.2021zzts0254）
- 作者
- 单位
- 贺勇
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 彭乐
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 魏贺
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 黄艳凤
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 黄卫健
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 娄伟
- 湖南省和清环境科技有限公司，长沙 410221
- 张可能
- 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学），长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理学院，长沙 410083
- 摘要：为克服重金属污染物修复过程中纳米零价铁易氧化、团聚等缺陷，本研究将其负载于高岭土表面合成负载型纳米零价铁复合材料 （K-nZVI），并利用批次试验、沉降试验及模拟柱试验研究了K-nZVI在含水层中的运移行为及其对地下水重金属污染的修复效能.结果表明，K-nZVI对Pb、Cu、Cd均有很好的去除效果，去除率随着初始浓度的增加、反应温度的升高、反应时间的延长而升高，且在弱碱性条件下修复效果最好.此外，K-nZVI在含水层中表现出较好的分散和稳定性能，运移行为可通过一维对流-弥散-沉积模型描述，其运移能力随着初始浓度的 增加、砂颗粒粒径的减小、地下水流速的降低和离子浓度的升高而逐渐减弱.
- Abstract：Supported nano-zero-valent iron composite （K-nZVI） was synthesized by coating nZVI on the surface of kaolin to avoid the defects of oxidation and agglomeration of nano-zero-valent iron （nZVI） during the process of heavy metal remediation. In this study， batch test， settlement test， and column test were respectively carried out on K-nZVI to study the remediation efficiency of heavy-metal contamination and the transport behaviors in porous media. Experimental results demonstrated that K-nZVI showed good effects on removing Pb（II）， Cu（II）， and Cd（II）， especially in the weak acidic condition. Also， the removing rate of K-nZVI increased with the increases of its initial concentration， the reaction temperature and the reaction time. In addition， K-nZVI presented a good dispersion and stability in aquifers， and its migration behavior could be well described by the one-dimensional convection-dispersion-deposition model. The transport capacity of K-nZVI gradually reduced with the increases of its initial concentration and ion concentration， and it also decreased with the decreases of sand size and groundwater flow rate.
- Key words：kaolin-supported nano-zero-valent iron groundwater remediation porous media the migration behavior
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