针铁矿和无定形铁氧化物吸附水中砷的性能研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科学技术的迅速发展,砷污染已成为世界面临的环境污染难题之一。砷是一种类金属元素,在化学元素周期表中位于第4周期、第va族,原子序数33,元素符号as,单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷广泛存在于自然界(主要为岩石层)和人类生产生活(除草剂、杀虫剂、化肥、燃料、颜料、饲料、材料防腐剂和半导体等)中。它主要通过岩石的风化、侵蚀、溶解等自然作用和化工、采矿、冶炼、农业等人为活动进入水环境中,引发砷污染事件,危害人体健康,破坏生态系统的正常发展。砷常以有机和无机两种形式存在于环境中,其中无机砷的毒性大于有机砷[1],无机砷在水环境中以as(-iii)、as(0)、as (iii)、as(v)四种价态存在。其中最常见的是as (iii)和as(v),且三价砷的毒性大于五价砷,三价砷比五价砷更难以去除[2,3]

砷是一种对生物圈中很多生物体有毒性作用的致癌甚至致死的物质,砷对人体有极大的健康威胁,长期饮用高砷水,会引起黑脚病、神经痛、血管损伤以及末梢神经炎甚至致癌[1,4]。砷中毒可分为两种:急性中毒和慢性中毒。急性砷中毒大多是因为不注意导致含砷物质的摄入。慢性砷中毒一般表现为环境中砷释放到水中或是其他动植物体内,通过饮水或者是人体食用食物链底端的家禽、蔬菜等方式摄入微量砷,极少量的砷逐渐积累,慢慢危害人体内部的各种器官,引起了极高的发病率。最近几年来,我国的台湾、内蒙、宁夏、山西、青海、吉林、北京等数个省都报道过水中砷的含量超出标准的事件[5]。外国的很多发展中国家和发达国家如孟加拉、墨西哥、印度、日本、意大利、美国等地都报导了砷污染引起的地砷病的事例[6]

1993年,世界卫生组织(who)将人体饮用水中砷的最大容许浓度调整到了10μg/l[7]。2002年,美国将人体饮用水中砷的最大容许浓度修订至10μg/l,有些州甚至把砷的最大容许浓度降到了2μg/l。我国最新的《生活饮用水卫生标准》中规定的砷的最大容许浓度由之前的0.05mg/l降低到了0.01mg/l。同时根据《污水综合排放标准》中规定的砷的最高外排浓度必须降低至500μg/l以下,而目前大部分工厂待处理的废水中砷的含量都高于规定的标准。因此,砷的去除迫在眉睫。

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2. 研究的基本内容与方案

研究目标:

本文通过人工合成制备了两种多孔含铁氧化物材料,即无定形铁氧化物和针铁矿,用于三价砷和五价砷的吸附研究。吸附材料的物理化学性质用激光粒度分析仪,xrd,bet进行表征。通过吸附动力学和吸附热力学来比较其对砷的吸附效果的差异,并用zeta电位和xps进一步研究对砷的吸附机理。

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3. 研究计划与安排

2016年2月--2016年3月13日:收集与阅读整理资料阶段、翻译英文文献;

2016年3月14日--2016年3月20日:拟写开题报告;

2016年3月21日--2016年3月27日:制定实验方案;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]韩彩芸, 张严严, 许思维, 等. 除砷吸附剂的研究进展[j]. 上海环境科学, 2012 (5): 195-201.

[2]赵维梅.环境中砷的来源及影响[j].科技资讯,2010,(8):146-146.

[3]d. mohan, c.u. pittman, arsenic removal from water/wastewater using adsorbents-a critical review, j. hazard. mater. 142 (2007) 1–53. doi:10.1016/j.jhazmat.2007.01.006.

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