零价铁去除污染物机理
(1)--环境化学期末考试(试卷1)
示范试卷一一 、名词解释（本题共18分，每小题 3 分）1. 环境化学2. 大气的温度层结3.K OW及其环境学意义4. 持久性有机污染物5.水体富营养化6. 绿色化学二 、填空（本题共16分，每小题 0.5 分）1、在对流层中，当大气的温度随着高度的增加而，则出现了逆温现象。
2. 大气颗粒物湿沉降去除包括 和 两个过程。
3. 大气中主要氧化性自由基为 OH，请用方程式表达其主要反应途径； 。
4. 请列举一种CO2以外的温室气体 。
5. 颗粒物在酸雨的形成过程中具有双重作用：1）催化SO2的氧化；2）。
6. 冰的密度 水，是因为在两种状态下，水分子形成 的结构不一样。
7. 写出水体总酸度的表达式 。
8. p E的一般表达式为 。
9. CH3OCONHC6H5的水解反应产物为 、 和 。
10.林丹是 ，与其外消旋混合物相比，林丹具有较 的生物富集性。
11. 土壤颗粒是以为骨架，附着着和 的混合体，其中有机质因为结构不均一，在研究吸附时，有学者提出将其分为和 ，来表示其结构变化的难易性。
12. 土壤的理化性质主要通过影响重金属在土壤中 而影响重金属的生物有效性。
土壤的理化性质主要包括土壤的质地、有机质含量、 、pH等。
(尚有很多答案)13. 土壤胶体是主要的吸附剂，农药在其上的吸附机理很复杂，包括 、、范德华作用力、氢键作用等。
14. 是产生肿瘤细胞的分子基础。
15. QSAR的全称是 ；其中一个结构参数E lumo的含义为 ；代表分子 电子能力。
16. 例举一个可被还原有机污染物 。
17. 写出一个表面活性剂的结构式 。
18. 影响Fenton反应的主要条件有：pH值、H2O2浓度、 、反应温度。
19. 重金属污染土壤的植物修复技术可分为：植物提取、植物稳定、 。
20. 为了提高修复现场的微生物修复效率，接种活性微生物，并为其提供适宜条件，这一技术称为 。
21. 请例举一个绿色溶剂 等 。
三 、简答题及计算题（本题共66分，每小题 6 分）1.简述光化学烟雾与硫酸型烟雾的区别2.用方程式表达氟利昂破坏臭氧的机理，“无氟”制冷剂为什么可避免臭氧层的破坏3.综合论述汞的来源、危害，并图示其形态转化与相间分布4. 图示DDT主要生物代谢途径5.当土壤环境pH增高时，怎样影响砷和镉的吸附，为什么？6.请写出生物积累微分表达式及方程中各项的意义7.综合论述零价铁去除各类污染物的机理，并写出相关方程式8．请简述植物修复有机污染物的过程和机理四综合及计算题（每题7分，共3题，21分）1. 图示碳的生物地球化学循环主要过程，论述从哪些环节可以降低大气中的二氧化碳。
零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究
山东化工SHANDONGCHEMCCALCNDUSTRY・262・2021年第50卷零价铁改性生物碳材料去除废水中六价锯的研究刘合印1* ,郭奎1,陈凡立3，彭成法3(1•滕州市主要污染物总量控制中心，山东滕州277500；2.滕州市环境监测站，山东滕州277500；3•济南天正环境科技有限公司，山东济南250014)摘要:含珞废水由于毒性大，难降解的特点而成为当下水处理技术研究的重点之一。
该研究采用生物质为原料制备生物炭，并引入铁基及催化剂合成制备还原性吸附材料，用于处理含/—VI)废水。
该研究探索了生物炭的制备，铁基生物炭材料的合成过程。
其次研究了铁基生物炭吸附/—VC)的机理，再通过动力学和及pH值对吸附量的影响。
结果表明铁基生物炭材料对/—VC)的吸附符合拟二级动力学方程，平衡吸附时间为420mi—,最适pH值为3；吸附质在炭材料的表面的分布符合La—gmuls模型，其中最大吸附量q m=19.41m—/ (318.15K),是生物炭吸附量的65倍;是硝酸改性活性炭的55倍。
这是由于除生物炭的吸附作用外，零价铁对六价珞的还原作用增加了对/—VC)的去除°关键词:六价珞废水;零价铁改性生物炭;动力学模型中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1008-011X(1011)05-0161-05Research on the Removai of Hexavalent Chromium from Wastewaterby Zero-valent Iron Modifed Biologicai CarUon MateriaiLiu Heyii*,Guo K u U,Chen.FanlC,Peng Chengfa3( 1.Main Po e u tantsContooeCenteootTengehou City,Tengehou277500,China；2.TheEneioonmentaeMonitooingStation otTengehou City,Tengehou277500,China；3.Jinan TianehengHuanJingTechnoeogyCo.,Ltd.,Jinan250014,China)Abstract:Chromium-conmining wastewater has become one of the focuses of current water Weatment technology research due to itshigh toiicityand di t icuetdegoadation chaoacteoistics.Theoeseaoch usesbioma s asoaw mateoiaestopoepaoebiochao,and int eoduces i eon-based and cataeystsynthesistopeepaeeeeducingadsoeption mateeiaestoetheteeatmentotCe(VC)-containing wastewatee.Thiseeseaech eipeoeed thepeepaeation otbiochaeand thesynthesispeocessotieon-based biochaemateeiaes.Secondey, themechanism otieon-based biochaeadsoeption otCe(VC)isstudied,and then thee t ectotkineticsand pH on theadsoeption capacity.Theeesuetsshowthattheadsoeption otCe(VC)byieon-based biocha emate eia es con to ems to the pseudo-second-o ede e kineticequation,theequieibeium adsoeption timeis420min,and theoptimum pH is3；thedisteibution otadsoebateson the suWace of the carbon mate/als conforms to the Langmuir model,with the Nrgest The adsorption capacity q m=29.41m—/(31805 K),which is6.9timestheadsoeption capacit otbiochaeand5.5timesthatotniteicacid moditied actieated caebon.Thisis becausein addition totheadsoeption otbiochae,theeeduction otheiaeaeentcheomium bPeeeo-eaeentieon inceeasestheeemoeae otCe(VC).Key words:hexavalent ch—mium wastewater；zero-vaOnt i—n modified biochar；Kinetic model=及其化合物广泛被应用于冶金，电镀,制革等众多行业。
蒙脱石零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究 环境科学-毕业论文
蒙脱石零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究环境科学-毕业论文内蒙古大学本科毕业论文分类号_________ 单位代码 _________学号00814065 密级 __________本科毕业论文蒙脱石/零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究院(系)名称：环境与资源学院专业名称：环境科学年级：2008级姓名：景贵东指导教师：樊明德2012年6月1日蒙脱石/零价铁纳米复合材料处理模拟废水中Zn2+研究摘要纳米材料具有许多异于本体物质的独特物理、化学性质，已在基础研究和诸多实际应用中得到广泛关注。
零价铁纳米颗粒更是以其卓越的磁性能和巨大的应用潜力备受瞩目。
然而，零价铁纳米颗粒容易团聚，严重影响了其实际应用性能。
本文以蒙脱石为载体和稳定剂，研究通过硼氢化钠化学液相还原法制备蒙脱石/零价铁纳米复合材料的可行性，并将该复合材料用于废水中Zn2+污染物的去除，结合X射线衍射分析、电镜分析、元素分析等多种手段，得出以下结论：1、通过NaBH4化学液相还原Fe3+可成功制备蒙脱石/零价铁纳米复合材料，蒙脱石作为载体和分散剂可以起到良好的分散作用，有效降低铁纳米颗粒团聚程度。
制备所得的铁颗粒尺寸较为均匀，具核－壳结构，大体呈球状形貌，在蒙脱石表面分散良好。
2、在室温且pH中性条件下，蒙脱石/零价铁纳米复合材料对Zn2+吸附率达89%以上，而单纯蒙脱石对Zn2+的吸附率只有50%左右；吸附Zn2+的动力学过程符合准二级模型，热力学过程符合Freundlich经验吸附模型。
复合材料对Zn2+吸附作用本质较为复杂，主要是蒙脱石的阳离子交换作用，并可能存在由零价铁衍生的羟基化的氧化铁表面对溶液中Zn2+的吸附作用。
关键词：纳米复合材料；蒙脱石；零价铁；Zn2+；吸附Montmorillonite/Zero Valent Iron Nanocomposite for Removing Zn2+from Simulated WastewaterAuthor JING GuidongTutor FAN MingdeAbstractNanomaterials exhibit novel physical and chemical properties that differ considerably from those of the bulk state, and consequently have attracted much attention both in academic study and in practical application. Zerovalent iron nanoparticles (ZVINs), as a nanomaterials, are important for their prominent magnetic properties and great potential in application. Nevertheless, ZVINs are easy to agglomerate and to oxidize, which makes them difficult to prepare, study, and apply. In the present study, ZVINs have been successfully synthesized using sodium borohydride solution reduction of Fe3+in the presence of montmorillonite (Mt) as an effective protective reagent and support as well; and thus obtained Mt/ZVINs nanocomposite is used for removing Zn2+ from simulated wastewater. With a combination of X-ray diffraction, electron microscopic, and elemental analyses, the main conclusions of this study are made as follows:1. Mt/ZVINs nanocomposite has been successfully synthesized using sodium borohydride solution reduction of Fe3+ in the presence of Mt. With high monodispersity and spherical morphology, these hybridized ZVINs are well dispersed on Mt surface and have α-Fe core-iron oxide shell structure.2. Under room temperature and neutral pH conditions, the obtained Mt/ZVINsnanocomposite is more effective than Mt for removing Zn2+ from simulated wastewater. The removal efficiency as to the nanocomposite reaches ~90%, whereas the removal efficiency as to Mt was ~50%. The adsorption of Zn2+ onto the nanocomposite can be fitted with pseudo-second order kinetics model and Freundlich isotherm, respectively. The related mechanisms would involve the cationic exchange reaction of Mt with Zn2+ and the adsorption of Zn2+ on the surface hydroxyl groups of iron oxide derived from the corrosion of ZVINs.Keywords: Nanocomposite; Montmorillonite; Zerovalent Iron; Zn2+; Adsorption.目录摘要 (ii)Abstract (iii)1 引言 (1)2 实验部分 (4)2.1 实验样品 (4)2.2 复合材料制备 (4)2.3 吸附实验 (4)2.4 表征手段 (5)3 结果与讨论 (6)3.1 蒙脱石/零价铁纳米复合材料 (6)3.2 复合材料处理模拟废水中Zn2+ (7)3.2.1 复合材料吸附Zn2+动力学研究 (7)3.2.2 Zn2+初始浓度对吸附的影响 (10)3.2.3 蒙脱石与复合材料吸附性能比较 (14)3.2.4 反应温度对吸附的影响 (15)4 结论 (16)致谢 (17)参考文献 (19)1 引言锌是一种应用广泛的重金属[1]，也是人体所必需的微量元素，正常人每天需摄取10～15mg锌。
铁碳微电解技术原理介绍及应用分析
铁碳微电解技术原理介绍及应用分析1微电解又称内电解、铁碳法、铁屑过滤法、零价铁法等等，被广泛应用到重金属、印染、造纸、皮革、制药废水的处理中。
微电解工艺的原理是将铁屑（铁屑一般为铁-碳合金）和惰性碳粒（石墨、焦炭、活性炭、煤等）浸没在酸性废水中，由于电极电位差，废水中会形成无数的微型腐蚀电池（微观电池）。
同时，铁屑和投加的碳颗粒又构成了无数的微型电解电极(宏观电池)，电位高的碳为阴极，电位低的铁为阳极。
电解电极（宏观电池）与腐蚀电池（微观电池）在酸性溶液中构成无数的微型电解回路，因而被称作微电解反应。
在铁阳极上，纯铁失去电子生成Fe2+进入溶液中，电子在电极电位差的作用下从阳极流向碳阴极。
在阴极附近，溶液中的溶解氧吸收电子生成OH-。
在偏酸性溶液中，阴极反应生成新生态氢，进而生成氢气从溶液中逸出。
微电解通过氧化还原作用、电化学富集作用、物理吸附作用、絮凝和沉淀作用、电子传递作用达到去除污染物的目的。
(1)氧化还原作用金属铁、电极反应产生的Fe2+和酸性条件下阴极产生的新生态氢均具有还原性，能与一些有机物发生氧化还原反应，如将含硝基有机物还原为氨基有机物，所以铁碳微电解技术对废水中的硝基苯有很好的去除效果。
Fe2+能将偶氮型染料的发色基团还原，因而该技术具有脱色作用，同时能提高废水的可生化性。
(2)电化学富集作用当铁与碳化铁之间形成一个个小的原电池的时候，其周围会产生一个电场，废水中的胶体颗粒和带电荷的细小污染物处在原电池电场下时，产生电泳从而在电极上凝聚沉积下来得到去除。
(3)物理吸附作用反应体系中的铁屑比表面积大并显示出较高的表面极性，能够对金属离子起到去除的作用；同时铁屑表面活性较高，能够吸附水体中的污染物，从而净化废水。
另外体系反应过程中产生的络合物，能够吸附、共沉、裹挟大量的污染物质，从而使污染物得到去除。
(4)絮凝和沉淀作用电极反应产生的Fe2+及部分氧化生成的Fe3+，在碱性且有氧气存在的条件下，会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝沉淀。
纳米零价铁 氟离子
纳米零价铁（Nanoscale Zero-Valent Iron，NZVI）是一种由纳米级铁颗粒组成的材料。
NZVI具有很高的比表面积和反应活性，广泛应用于环境修复领域，特别是在污染物的去除和降解方面。
氟离子（Fluoride ion）是氟原子带一单位负电荷的离子形式。
在环境和水资源管理中，氟离子的浓度控制和移除非常重要，因为高浓度的氟离子可以对人体健康和生态系统造成负面影响。
在环境修复中，NZVI被广泛研究和应用于氟离子的去除。
NZVI通过与氟离子发生化学反应，将其转化为固态或难溶的氟化物沉淀物，从而将氟离子从水中去除。
这个过程被称为铁还原-氟化物沉淀（Iron Reduction-Fluoride Precipitation，IRFP）。
NZVI材料通过其高比表面积和活性表面上的零价铁颗粒，有效地与溶解的氟离子发生反应。
通过封装NZVI或将其固定在适当的载体上，可以实现更好的处理效果和操作性。
此外，它还可以结合其他环境修复技术（如吸附、沉淀、生物降解等）一起使用，以达到更好的去除效果。
需要注意的是，为了确保NZVI的应用安全和有效性，需要进行充分的前期研究和实验室规模试验。
此外，实际应用时还需要考虑到环境条件、水质特性、处理量等因素，以确保处理效果和环境效益的最大化。
零价铁法处理染料废水脱色效果研究
由上 图可 以看 出 ， ５分钟 到 ２ 在 ０分钟 区间 内 ， 脱
色率随着时间的延 长而升 高， 直接艳红和直接大红 的脱色率 可 达 ９ ％ ， 明反 应基 本 进行 完 全。在 ９ 说
水中的染料分子交联在一起， 形成具有较高表面能的以 Ｆ２和 的水解产 物为胶 凝 中心 的胶粒 或微絮体 ， ｅ 进 步吸附废水中的污染物以降低其表面能， 最终凝结成较 大的絮体沉淀 ， 降低废水 中的 Ｃ Ｄ和色度。 从而 Ｏ
条件 下 的脱 色效 果进 行 了研究 。
１ 实验部分
１ １ 染料 废水 配 制 ．
图１ 不同 ｐ Ｈ条 件 对 废 水 脱 色 影 响
由图 １ 可以看出， ｐ ２ ５时， 在 Ｈ＝ ． 色度去除率较 称取 直 接 大 红 、直 接 艳 红 、 活 性 红 染 料 各 好 。在 ｐ １ Ｈ＝ 时由于酸性较强 ， 的表面被钝化 ， 铁 生 ００２ ， ．６５ｇ分别放入到 ２０ｍ ５ Ｌ容量瓶中， ２ ℃加蒸 成一层保护膜 ， 在 ０ 阻止 了反应继续进行 ， 色度去除率较
第４ ４卷第 ４期
２ ３ 反应 时间对废 水处 理效 果的 影响 ．
淡， 且易被氧化分解 ， 故可使废水中色度得 以降低 。
在ｐ Ｈ值为 ２５ 铁屑投加量 ５ｇ 不同搅拌时 间 ３ ２ 微 电解作 用 ．， ， ． 铁 具 有 电化 学 性 质 Ｊ 。其 电极 反 应 的产 物 中新 条件 下对 染料废 水 的脱色 率见 图 ３ 。 生态 ［ 和 Ｆ 能与废水 中很多组分发生氧化还原 Ｈ］ ｅ 作用 ， 可破坏染料 的发色 团或助色 团， 之断裂 ， 使 失 去发 色能 力 。
脱色率 ：
Ｖ０
由上图可 以得 出， 在加铁量 ２ｇ ５ 到 ｇ区间内， 三 × ０％ ， １０ 其中 Ｖ 为染料废水原 种染料废水的色度去除率基本随着加铁量 的增加而 ｏ
零价铁／天然沸石对氯酚污染地下水的净化效果研究
（ 兰州交通大学 环境与市政工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ７ ） ３ ０ ０
摘
要 ： ２４ 二 氯 苯 酚 污 染 的 地 下水 为研 究 对 象 ， 别 用 零 价铁 屑 、 然 沸 石 及 其 组 合 作 为 反 应 介 质 ， 计 了 ６ 以 ，一 分 天 设
种地下可渗透反应器（ ＲＢ ， Ｐ ） 进行 实验室净化模拟研 究． 果表 明 ： 独采用零价铁屑 、 结 单 沸石 为反 应介质 时 ， ，一 ２ ４二
性．
实 验所 用 砂 土取 自黄河 边 ， 筛后 粒 径 范 围为 过 ０ ６ ． ． ～０ ８ｍｍ， 去离子 水洗 涤干 净 ， 干备用 ． 用 烘 ２ ４二氯苯 酚为 分 析 纯 ， 验 中所 用 水 均 为 去 ，一 实
离子水 ．
理 技术时 ， 都是单 独使 用零 价 铁或 沸石 ， 将这 两 种 而 介 质联合使用 以修 复污染 地 下水 或土 壤 的研究 报道 极少． 文 以甘肃省分布较广 的天然沸 石 与低廉 的零 本
为 ４ ５ 比 重 为 ２ １． 要 矿 物 成 分 ： 发 沸 石 ～ ， ． ６主 斜 ４ 、 英 ３ 、 ５ 石 ５ 方解 石 １ 、 长石 ６／、 伊利石 ５ 、 ９ ６
发 展潜力 的一 种原位 修 复技术 ， Ｐ 因 ＲＢ技术 采 用被 动 处理 ， 以投资 少 、 环境 影 响 小 、 长期 连 续 对 所 对 可 污 染含水 层 和土壤进 行净 化处 理口 ．Ｐ ］ ＲＢ一般 将零
氯 苯 酚 的 去 除 率 分 别 为 ２ 和 ４ ； 屑 与 沸 石 联 合 作 为 反 应 介 质 时 ， 除 率 可提 高 ２ ～ ３ ． 地 下 含 水 层 ６ Ｏ 铁 去 Ｏ Ｏ 在
应用零价铁＋沸石的组合填 充去 除有机 污染物 时， 应沿水 流方 向依 次先填入 零价铁 ， 填入 沸石方 可达到最佳去 再
污染地下水可渗透反应墙(PRB)技术
污染地下水可渗透反应墙(PRB)技术近年来，我国工业化进程的加速导致城市地下水受到严重污染。
原环境保护部公布的《2013年中国环境状况公报》表明，全国200个城市地下水水质监测点中较差-极差水质的比例为59.6%，地下水污染问题日趋严峻。
人群长期饮用受污染的地下水会造成健康危害，工业活动采用污染地下水会降低产品质量，影响正常生产，农业生产使用污染地下水将影响土壤性质，抑制农作物生长。
因此，地下水污染的治理修复和风险管控工作迫在眉睫。
地下水污染修复技术和风险管控措施主要包括抽出处理技术、化学氧化∕还原技术、生物技术、曝气技术、可渗透反应墙(permeablereactivebarrier，PRB)技术、监测自然衰减技术、双∕多相抽提技术等。
其中，PRB技术不涉及地下水的抽提，避免了传统抽出处理(pump-and-treat)的地下水泵取和处理工程消耗大，费用昂贵以及需定期维护和监测等问题，是一种基于原位的被动系统，具有无需外源动力，不占用地面空间，造价低廉，修复填料可更换，对污染物的去除具有普适性，安装完毕后几乎不需要运行费用，对生态环境影响较小等特点。
美国国家环境保护局(USEPA)于1982年提出PRB技术，并于1998年发布了?污染物修复的PRB技术?手册。
加拿大Waterloo大学于1989年创建一套完整的PRB系统，并采用该技术成功修复了污染地下水。
此后，欧美一些国家和地区对PRB技术做了大量的试验研究和工程探索，有效地去除了污染地下水中的重金属、有机物、放射性核素和无机离子。
一、PRB技术简介1.1 PRB技术及其原理PRB技术是在地下含水层安装填充透水反应介质的连续墙体，当地下水流在天然水力梯度作用下通过该反应介质时，利用物理、化学和生物降解等方法将地下水中的污染组分转化为环境可接受的形式或直接截留在墙体内，达到处理或阻隔污染羽的一种地下水原位修复技术。
PRB技术去除污染物的原理主要分为降解、沉淀和吸附。