【摘 要】
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随着人类对肉制品需求的逐渐增大,作为禽畜饲料添加剂的阿散酸应用越来越广泛。然而,阿散酸排出禽畜体外后以有机砷和无机砷形式存在于环境中,容易造成砷污染,进而威胁环境安
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随着人类对肉制品需求的逐渐增大,作为禽畜饲料添加剂的阿散酸应用越来越广泛。然而,阿散酸排出禽畜体外后以有机砷和无机砷形式存在于环境中,容易造成砷污染,进而威胁环境安全与人类健康。因此,需研究和开发高效的阿散酸去除技术。本研究以水中阿散酸为目标污染物,制备生物炭负载铁酸锰新型复合材料(MFB-MCs),通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对其微观结构和表面形貌进行表征,分析其结构和性能特点;在不同p H值(2.0~11.0)、材料投加量(0.20 g/L~1.80 g/L)、温度(25℃~45℃)等参数条件下,研究MFB-MCs对溶液体积50 mL、20 mg/L阿散酸的吸附效果,并确定最佳经济效益条件;探讨分析氧化剂投加量(0~10.00 g/L)、MFB-MCs投加量(0~3.00 g/L)、不同pH值(2.0~11.0)、温度(25℃~55℃)等单因素条件下,MFBMCs对溶液体积50 mL、20 mg/L阿散酸氧化降解最佳效果,确定主要活性自由基;分析材料修复阿散酸的社会效益、经济效益和生态环境效益,为MFB-MCs去除水中阿散酸的实际应用提供理论依据和数据参考。研究结果表明:(1)通过不同的方法分析MFB-MCs表征研究发现,铁酸锰材料与生物炭结合良好,材料具有良好的磁选性能;(2)吸附试验结果表明,MFB-MCs吸附阿散酸过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温线方程,在温度25℃、pH=2.0、MFB-MCs投加量1.00 g/L的试验条件下反应1440分钟后,去除效果最佳,阿散酸去除率达到82.27%;(3)在类芬顿试验结果表明,在pH=7.0、温度25℃、MFB-MCs投加量1.00 g/L、过硫酸钠0.50 g/L情况下,阿散酸去除效果最佳,其中羟基自由基(·OH)起了主要作用。MFB-MCs能够有效的氧化阿散酸为As(Ⅴ),同时材料能够很好地吸附去除As(Ⅴ),使得砷浓度基本去除;(4)材料修复阿散酸结果产生良好的社会效益、经济效益以及生态效益。处理一吨20 mg/L阿散酸所需化学试剂成本费用为6.58元和电费大约为2290.91元。在实地应用中,可以利用MFB-MCs处理阿散酸污染水体,完全符合社会可持续发展理念。
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