不同pH环境下CMS改性纳米铁在异质多孔介质中的迁移

纳米铁在污染土壤和地下水的修复中受到广泛关注.为进一步探究其在多孔介质的迁移行为,本研究采用羧甲基淀粉钠(CMS)对纳米零价铁(nZVI)进行包覆,进行了改性纳米零价铁的沉降试验,测量zeta电位与粒径分布探究其分散性;进行了不同pH条件下改性纳米零价铁在酸洗砂与水洗砂的柱实验,分析了化学异质性与pH对纳米铁在多孔介质迁移的影响.结果表明,CMS包覆纳米铁不仅使纳米颗粒本身稳定,而且还减少其在多孔介质表面沉积,大大提高了迁移性.pH=6～8时,nZVI的zeta电位由18.3mV减小到2.9mV,有效粒径由685nm增大到880nm,稳定性变差;而CMS-nZVI的zeta电位值由-19.7mV增大到-53.5mV,颗粒间静电排斥力增强稳定性变好.经能量色散X射线光谱(EDS)分析,水洗砂表面存在碳、铝、铁等氧化物杂质,这些杂质带有正电荷,会增强与带负电的CMS-nZVI的吸附作用,不利于其迁移;而经过酸洗后的石英砂,其表面杂质大大减少,在pH=8时,CMS-nZVI在酸洗砂最大迁移率为77.0％要好于水洗砂的63.0％.此外较高pH环境有助于增加石英砂介质的表面负电荷,减少颗粒与介质的吸附,促进纳米颗粒的迁移.