1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
砷广泛分布于自然界的空气、水和土壤中，而砷(包括单质和大多化合物)又是一种剧毒物质(如砒霜)。
在世界各国的很多工业生产如炼铜氧化锌生产、硫酸生产、农药厂、玻璃厂和矿山排水等,都会产生大量的含砷超标废水。
除工业生产外,来源于地壳的天然地下水和地表水中都可能含有砷,在中国、澳大利亚、加拿大、智利、美国、阿根廷、墨西哥、孟加拉、日本、原苏联等国,都有高砷中毒的报导。
2. 研究的基本内容和问题
1、研究目标： 研究nZVZ对典型环境污染物砷的降解效果、主要影响因素，反应动力学及降解机理；最终为开发应用经济高效、环境友好的砷处理新技术提供重要的理论基础和科学依据。2、研究内容：（1）通过批次试验研究nZVZ降解模拟污水中砷的处理效果；并考察增效材料硅胶投加量、pH以及污染物初始浓度等因素对nZVZ降解砷的影响及其反应动力学规律和动力学参数。（2）在上述试验中，分析检测反应体系中污染物残留量、污染物降解产物、以及溶液pH值及产物Zn2 浓度等的动态变化；结合pH测定与化学软件MINEQL 4.6模拟及分析反应过程中Zn2 的形态转化及其处理砷的效果，并采取有效方法控制Zn2 的溶出；对应实验反应前nZVZ的表征结果，对反应后的固体表面进行SEM和XPS等分析，综合结果分析推理纳米锌降解水中砷的机理。
3、拟解决的关键问题：（1）揭示纳米锌还原降解砷的降解路径和机理 （2）控制反应体系中的Zn2 ，有效避免二次污染。
3. 研究的方法与方案
研究方法：（1）As(III)的浓度用紫外分光光度计法测定。（2）Zn2 浓度用原子吸收分光光度法（AAS）测定；反应前后的nZVZ固体材料比表面积、孔径分布以及颗粒形貌、结构性质分析表征分别利用全自动氮吸附比表面测试仪、扫描电镜(SEM )、衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析（XPS）等测试手段。
实验方案： 在典型有机污染物降解批次试验中，据一般实际有机污水的酸度，溶液的初始酸度范围设为pH 4-8。称取所需量的nZVZ及硅胶至反应瓶中，并将调好pH的模拟污染物废水注入反应瓶中，将准备好的反应瓶置于摇床上或通氮气磁力搅拌反应仪上，在一定温度下以固定频率振荡搅拌，定时用注射器取样，样品溶液经滤膜过滤后滤液待测。其中不通氮气的反应体系存在一定量的顶空，为了研究溶解氧对降解过程中纳米锌表面氧化膜形成的影响。可行性分析：（1）如立项依据中所述，零价铁是最常用的一种治理水体中多种污染物的零价金属，而零价金属锌的氧化还原电位（-0.76 V）比铁的氧化还原电位（-0.44 V）更低，具有更高的金属活性，是强还原剂，所以零价锌从理论上也能够处理多种环境污染物。（2）文献表明零价金属颗粒的比表面积对污染物的降解具有重要的影响，随着粒度减小，比表面积增大，反应介质与污染物的接触机会增加，因而加快了反应速率，所以本项目用到的纳米零价锌较之前期研究所采用的微米级锌粉对目标污染物的去除效果势必会大大增强。（3）指导教师前期的研究工作中将微米级零价锌粉用于降解偶氮染料甲基橙和卤代烃四氯化碳，降解效果较好。（4）指导教师所在课题组近几年来也一直从事金属还原降解去除多种环境污染物及光催化氧化有机污染物的研究，已先后发表11篇相关研究论文，其中9篇发表在国外SCI源期刊上，从而积累了对污染物及其中间产物分析检测和对固体形貌及成分表征分析的丰富经验和技术，对完成本项目研究奠定了坚实的基础。再者，小组成员认真积极，相互配合，一定能按期完成相关研究内容，达到预期的研究目标。 由此可见，本项目提出的相关研究内容是完全可行的，因为不仅有充分的理论基础和广大科研人员相关的研究基础作保证，更有指导教师及其课题组前期的研究结果作支撑。
4. 研究创新点
本项目所开展的纳米锌对典型污染物的降解效果和机理研究目前为止均未见文献报道。
该方法从技术上讲环保高效，应用性强；从理论上讲，零价锌体系（Zn(0)和Zn(II)两种价态）与研究较多的零价铁体系（Fe(0)、Fe(II)和Fe(III)三种价态）是两种不同的理论模型，在零价金属去除污染物机理研究上是一个很有必要的补充。
5. 研究计划与进展
项目研究计划：2016.03-2016.06 分析测试条件的确定，试验研究nzvz用于降解偶氮染料甲基橙。2016.09-2016.12降解去除污染物实验摸索阶段，试验研究nzvz去除模拟污水中砷的处理效果。2017.02-2017.05 最佳降解去除条件的确定以及机理探索，试验分析nzvz反应前后材料表征和反应的产物及中间产物。2017.05-2017.06二次污染物去除，综合结果分析nzvz对典型难降解有机污染物的降解效果及反应动力学并撰写研究论文，最终提交结题报告。
预期研究成果：
（1）探明nzvz对典型环境污染物的降解效果。（2）影响其效果的主要因素及反应动力学。（3）揭示nzvz降解典型环境污染物的路径和机理。（4）明确硅胶对nzvz去除重金属污染物的增效机制。
