养殖业发达区域的地下水,常出现砷和磺胺类抗生素的复合污染。铁锰双金属氧化物(FeMnOₓ)胶体悬浮液作为一种复合功能的原位修复剂被注入地下。MnO₂具有强氧化能力,能快速将高毒、易迁移的As(III)氧化为低毒、易吸附的As(V),同时能氧化分解磺胺类抗生素分子。反应过程中,MnO₂被消耗,释放出Mn²⁺。原位生成的As(V)以及抗生素降解产生的羧酸等中间产物,被同时存在的大量FeOOH(水合氧化铁)胶体通过形成内层络合物而强烈吸附固定。
注入FeMnOₓ胶体后,地下水中As和磺胺抗生素的浓度同步、快速下降了95%以上,且效果持久,未出现反弹。该研究巧妙利用了两种廉价金属氧化物的氧化与吸附功能互补。MnO₂组分负责将高毒的As(III)氧化为低毒的As(V)并降解抗生素,FeOOH组分则负责将生成的As(V)和抗生素降解产物牢牢固定。这种氧化-吸附协同机制,实现了两种性质迥异的污染物的同步原位固定和降解。
通过柱实验模拟了该材料在可渗透反应墙中的应用,在长达90天的运行中,出水As和抗生素浓度始终低于标准限值。反应后材料的XPS和EXAFS分析证实了As(V)与FeOOH的内层络合。该研究为处理地下水中无机-有机复合污染提供了一种简便、高效的注入式原位修复技术。该技术操作简单,药剂成本低廉,修复效果长效稳定,在受养殖业和工业复合污染的地下水修复中具有广阔的应用前景。
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