摘要：通過批次實驗，研究了不同pH值對零價鐵還原模擬地下水中硝基苯的影響。結(jié)果表明：零價鐵通過還原反應(yīng)可有效降解地下水中的硝基苯，在控制pH值為3-12的硝基苯還原降解試驗中，反應(yīng)的最佳pH值為3；隨著反應(yīng)的進行pH值呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢；在各種pH值條件下，硝基苯的還原速率符合假一級動力學模型，表觀速率常數(shù)kobs隨pH值的降低而增加；硝基苯的還原速率和苯胺的生成速率都隨pH值升高而減小；另外，零價鐵還原硝基苯的最終還原產(chǎn)物為苯胺。
1.引言
據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計硝基苯生產(chǎn)廢水中一般含有硝基苯300mg/L左右，全世界每年排入環(huán)境中的硝基苯超過10000噸。由于硝基的缺電子性，使得硝基苯很難被微生物礦化，僅靠普通的生物處理難以達到理想的處理效果。
近年來，地下水污染的原位修復，如滲透反應(yīng)墻（PRB）技術(shù)已經(jīng)成為處理地下水有機污染的研究熱點。盡管有多種金屬可用于PRB，但零價鐵（ZVI）的應(yīng)用最為廣泛，它可以有效地還原水中的芳香化合物。硝基在零價鐵的作用下轉(zhuǎn)化為氨基,可有效地降低硝基芳香化合物對微生物的毒性，從而為其在自然界中的進一步生化降解創(chuàng)造了有利條件。
本文通過考察不同環(huán)境條件下零價鐵對硝基苯的還原降解效果，特別是pH值的變化對還原反應(yīng)的影響，分析和探討還原產(chǎn)物物種和反應(yīng)途徑，為地下水中硝基苯的原位修復提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
2．材料與方法
2.1材料和試劑
采用分析純的鐵粉為還原鐵粉，鐵粉顆粒未經(jīng)進一步處理，其比表面積為3.15697m2·g-1.酸性緩沖溶液由乙酸和乙酸鈉配制，堿性緩沖溶液由氯化銨和氨水配制。將0.15g鐵粉和10ml已配制好的硝基苯溶液置于40ml硅酸鹽瓶中(配以聚四氟乙烯螺紋帽瓶蓋密封)，用緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值，在30℃的恒溫水浴振蕩器上振蕩，每隔一定時間測定其pH值，然后用0.22μm濾膜過濾，過濾后的溶液用于測定硝基苯和苯胺。每組設(shè)計三個平行樣重復試驗以增加數(shù)據(jù)的可信度。
2.2分析方法
硝基苯的測定采用島津SPD-10AVP高效液相色譜儀，UV-VIS紫外檢測器，色譜柱C18(250mm×4-6mm，5μm)，柱溫30℃，流動相：乙腈：水(V：V=70：30)，等梯度淋洗，流速為1.0ml·min-1。
還原產(chǎn)物分析采用安捷倫氣-質(zhì)聯(lián)機GC6890-MS5973N，色譜柱為DB-5ms，(0.25mm×30m×0.25μm)，ECD檢測器,初始柱溫40℃,保留5min,由15℃·min-1升到150℃,保留10min，柱流量1.0ml·min-1。
還原率=(初始硝基苯濃度-剩余硝基苯濃度)/初始硝基苯濃度
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