极端酸性环境下硫杆菌促进形成的施氏矿物Schwertmannite及其在地下水除砷上的意义

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

20677028

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

周立祥

完成单位：

南京农业大学

中文关键词：

施氏矿物; 氧化亚铁硫杆菌; 地下水; 砷; 吸附;

其他语种关键词：

schwertmannite; A.ferrooxidans; groundwater; As; adsorption

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2007-01-01

结束日期：

2009-12-31

中文摘要：

施氏矿物是酸性矿山废水环境中普遍存在的结晶度较差的羟基硫酸铁矿物，但其形成与影响因素以及该矿物能否用在地下水除砷上还知之不多。本项目采用实验室模拟试验和过滤柱试验，研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A.f）促进下施氏矿物的形成和地下水除砷的效果等。结果表明，当A.f密度在107个/ml时,起始硫酸亚铁的浓度在0.1-0.2M时矿物的产率较高（铁转化率达30%左右），矿物为"海胆"状球形颗粒，直径为200-500nm，比表面积68m2/g，pHzpc为5.4。反应体系pH介于 1.6-3.4, 铁与钾摩尔比大于35时为纯施氏矿物，溶液中水溶性有机质的存在有利于施氏矿物相的稳定。施氏矿物对As(III)最大吸附达122mg/g，且在60min内即可达到吸附平衡，吸附机理包括As(III)与矿物表面金属羟基的表面络合、及与矿物SO42-的配位体交换。地下水中其他阴阳离子对施氏矿物吸附As(III)影响较小且矿物相不易发生相转变。施氏矿物填充柱试验证明，1mg/L模拟含As(III)地下水通过滤柱可被有效去除，吸附饱和后过滤柱可用稀NaOH再生再使用3-4次。因此在地下水除砷上有较好的应用前景。