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近年来,Fe0-PRB技术成为处理污染地下水原位修复的研究热点,它可以处理多种污染物质,如重金属、无机离子、氯代有机物、硝基苯、石油烃等。地下水中的各种无机组分之间,以及它们与Fe0腐蚀产物之间的相互作用,都极易产生沉淀物附着在Fe0表面,影响Fe0的活性和PRB的渗透性,进而影响PRB的运行寿命。碳酸盐是地下水中主要的阴离子,Fe0-PRB在运行过程中,由于受到CO32-影响,容易产生碳酸盐沉淀,如FeCO3、Fe2(OH)2CO3、Fe6(OH)12CO3等,沉淀或覆盖在零价铁表面的活性位点,降低零价铁的活性,或在零价铁与污染物之间作为电子传递中间体,或作为链引发剂引发更多沉淀生成,在控制Fe0-PRB运行方面可能有重要的作用。本文以NaOH、Na2CO3·10H2O、FeCl2·4H2O为反应物,考察了不同离子比例及OH-浓度对不同种类铁的碳酸盐沉淀生成的影响;并采用硝基苯为污染物,利用合成的FeCO3、Fe2(OH)2CO3、Fe6(OH)12CO3处理硝基苯,探究了其对硝基苯的作用效果;同时研究了pH值及硝基苯浓度对沉淀还原硝基苯的影响;此外研究了沉淀还原硝基苯的动力学过程,结果表明:(1)实验条件下检测到的铁碳酸盐种类有FeCO3、Fe2(OH)2CO3及Fe6(OH)12CO3。Fe6(OH)12CO3在低浓度[OH-]=0.02mol/L条件下生成,高浓度的[OH-]=0.06、0.1mol/L条件下,不能生成Fe6(OH)12CO3;Fe2(OH)2CO3在[OH-]=0.02、0.06、0.1mol/L时均可以生成,[OH-]=0.06mol/L的体系更利于Fe2(OH)2CO3的生成,高浓度的Fe2+及CO32-浓度有利于生成结晶效果较好的沉淀;FeCO3的生成需要较高的R及R’条件,即体系中的Fe2+及CO32-浓度要远高于OH-浓度。(2)三种沉淀均能不同程度还原硝基苯,还原能力Fe6(OH)12CO3>Fe2(OH)2CO3>FeCO3。Fe6(OH)12CO3及Fe2(OH)2CO3主要依靠沉淀本身结构中的二价铁对沉淀进行还原,而FeCO3主要是依靠溶解的Fe2+还原硝基苯。(3)硝基苯的浓度越高,三种沉淀体系中硝基苯的还原速率越快,苯胺生成量越多。在Fe2(OH)2CO3及FeCO3体系中,受到初始投加的沉淀量的影响,最高浓度硝基苯体系(371mg/L)中的硝基苯降解率低于中等浓度的硝基苯体系(184mg/L);pH对三种沉淀还原硝基苯的影响效果不同,随着pH由7增加到9,Fe6(OH)12CO3体系中硝基苯的还原所受影响不大,Fe2(OH)2CO3及FeCO3体系中,硝基苯降解率随着pH值增加而增大。Fe6(OH)12CO3在pH值为7-9时,均能较稳定的存在,Fe2(OH)2CO3在弱碱性条件下能更稳定的存在,而FeCO3在较高的pH值体系中容易溶解生成更多的Fe2+。(4)三种沉淀还原硝基苯的反应遵循一级反应动力学,Fe6(OH)12CO3、Fe2(OH)2CO3、FeCO3三种沉淀还原硝基苯的反应速率常数分别为0.0068、0.0054、0.0051mg/(L·h)。硝基苯浓度在48-371mg/L范围内,反应速率常数变化趋势均是随着硝基苯初始浓度增加先升高后降低。pH值由7-9范围内,Fe6(OH)12CO3体系反应速率常数随pH值变化不大,Fe2(OH)2CO3及FeCO3体系反应速率常数随pH值增大而增大,Fe2(OH)2CO3由0.0027增加至0.0039mg/(L·h),FeCO3体系由0.0022增加至0.0048mg/(L·h)。