天然錳砂濾料可以去除水中的砷

天然錳砂濾料是一種廉價(jià)、高效的水處理用材料,可以用于水中砷的去除。實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)時(shí)間、砷形態(tài)、初始砷濃度、溫度、溶液初始pH對(duì)吸附過程的影響。結(jié)果表明,天然錳砂對(duì)As(Ⅲ)的吸附能力大于As(Ⅴ)。25℃時(shí),固液比為10 g/L的條件下,天然錳砂對(duì)初始濃度為5.0 mg/L的砷溶液吸附過程經(jīng)72 h基本達(dá)到平衡,平衡時(shí)對(duì)As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分別達(dá)到94.5%和85.9%。吸附過程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和假二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。相比之下,假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合程度更高。對(duì)As(Ⅲ)和As(Ⅴ),45℃時(shí)的吸附量均大于25℃時(shí)。不同溫度下,天然錳砂對(duì)As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附過程更符合Freundlich等溫吸附模型。在溶液初始pH為3~10范圍內(nèi),錳砂對(duì)砷的吸附能力受pH的影響較小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,天然錳砂是一種具有實(shí)際應(yīng)用潛力的除砷材料。

天然過程所致的原生高砷地下水是當(dāng)前國際社會(huì)面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題之一。長期飲用高砷地下水會(huì)引起皮膚癌、腎癌、肺癌等嚴(yán)重疾病。實(shí)際水環(huán)境中砷的主要形態(tài)是無機(jī)砷As(Ⅲ)和As(Ⅴ)并且前者的毒性更大，約為后者的60倍。然而，通常情況下高砷地下水中砷以As(Ⅲ)為主，其含量可占總砷的96%。

吸附法是一種常用的除砷方法。常見的吸附劑，如鐵鋁氧化物、活性炭、功能樹脂等，其表面因存在有正電荷，對(duì)以非離子形態(tài)存在的As(Ⅲ)缺少靜電引力而吸附效果不佳。針對(duì)這一問題，開發(fā)兼?zhèn)溲趸�與吸附功能的除砷材料成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。不少新型吸附劑已經(jīng)被開發(fā)出來，如鐵錳復(fù)合氧化物、鈦改性錳礦、納米二氧化鈦、改性菱鐵礦等。然而，這些吸附劑都存在技術(shù)過程復(fù)雜、工藝成本過高等問題，對(duì)實(shí)際應(yīng)用造成一定限制。