纳米金属铁处理难降解有机物的研究进展.pdfVIP

2008年第1期 山东教育学 院学报 总第125期 纳米金属铁处理难降解有机物的研究进展 杜 淼 任海萍 (1．山东教育学院化学与化工系， 山东 济南 250013；2．济南大学化学化工学院， 山东 济南 250022) 摘要：纳米金属铁颗粒表现了新一代环境修复技术的特点，能为一些具有挑战性的环境治理问题提供性价比较高的解决 方法。纳米金属铁具有很大的比表面积和很高的表面活性，因此还原降解能力很强。研究表明纳米金属铁颗粒能有效转化种 类繁多的常见环境难降解污染物并降低其毒性。本文阐述的主要内容包括：(1)纳米金属铁的发展过程及其处理难降解污染物 的现状和进展；(2)纳米金属铁在原位修复技术及被污染水体和土壤中的应用。 关键词：纳米金属铁；PRB；有机氯化物 中图分类号：X703．1 文献标识码：A 文章编号：l00 28l6(20o8)0l—o07 卜 3 难降解有机物是指被微生物分解时速度很慢且分解不 空气接触易形成氧化膜，影响反应活性等)，限制了零价铁 彻底的有机物。这类有机物主要包括多环芳烃、卤化烃、杂 技术的进一步发展，其改进成为该领域研究的新方向。 环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染 随着纳米技术的迅速发展，纳米材料所具有的优良表 料等；它们的特点是含有毒性，稳定性强，易在生物体内富 面吸附和化学反应活性使其在水处理领域有广阔的应用前 集，难以用常规的物理、化学及生物方法处理。由于这些物 景。近年来，研究人员开始探索利用纳米金属铁对含氯有 质严重污染环境和威胁人类的身体健康，因此有关难降解 机物进行脱氯处理，其效果比用零价铁要好得多。纳米金 有机污染物的治理研究已引起国内外专家的重视。近年来 属铁颗粒不仅尺寸小，利用生锈原理释放出的电子能有效 非生物方法降解此类物质的研究逐渐增多，有些方法已被 分解多种有机、无机环境污染物，是绝佳的除污剂。在众多 成功应用。利用纳米金属铁还原难降解污染物是非生物降 纳米技术中，纳米金属铁应用于土壤与地下水修复是最为 解方法的新发展。铁是活泼金属，具有还原性，可将氧化性 成熟的技术之一。另外，用纳米金属铁或纳米双金属还原 较强的离子、化合物或某些有机物还原。据文献报道，纳米 难降解有机物、重金属离子等也将成为新的研究热点。 金属铁对被污染的地下水和土壤、染料废水、含多氯有机物 2 纳米金属铁在治理环境污染方面的应用 废水有很好的效果，成为该领域的研究方向。本文主要对 2．1原位修复技术(PRB) 纳米金属铁处理污水和土壤中难降解有机物的应用情况进 相对于成熟的废水处理技术来讲，地下水的治理技术 行论述。 是比较贫乏的。在1990年之后，以零价铁为主要处理原料 1 纳米金属铁的研究及发展 的透水性反应墙(Permeable Reactive Barrier)的开发成功，以 2O世纪70年代，有学者提出用零价铁去除水中的有机 及同一时期大量其他的研究(如现场深度氧化，H2(】2／ 污染物 』( 。20世纪80年代，美国科学家Sweeny[2](棚 K／~O,注入法等)，使得地下水处理有了较多的选择。PRB 首次报道了用金属铁还原氯代脂肪烃的稀溶液。他们及 处理技术是由美国环保局在1982年提出的，直到1989年才 Senzaki早期的工作主要集中在地上水处理的反应器设计方 首先在加拿大滑铁卢大学得到深入研究 』( 。此后在 面。随后，Gillham课题组b Jl蝴一 提出将零价铁用于地下 实验的基础上，在加拿大Borden等地建立了完整的PRB系 水的原位修复，并进一步发展推广，如Gillbam公司朋 利 统。1998年，通过对世界各