铁硅复合材料固定砷的酸释放特征

作     者：鞠琳 郭湘 姚爱军 仇荣亮 汤叶涛 JU Lin;GUO Xiang;YAO Ai-jun;QIU Rong-liang;TANG Ye-tao

作者机构：中山大学地理科学与规划学院广东广州510275 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 中山大学广东省环境污染控制与修复重点实验室广东广州510275 华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：2329-2335页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家重点研发计划重点专项(SQ2018YFD0800700) 国家自然科学基金资助项目(41877121) 

主　　题：铁硅复合材料 砷 酸稳定性 土壤 

摘      要：为评估酸化条件下铁硅复合材料(IS)对砷(As)钝化的环境稳定性,以酸滴定法结合X射线衍射分析技术(XRD)对铁硅复合材料固持态砷(IS-As)的酸释放特征开展研究.结果表明,IS具有较强的应对环境酸化的酸缓冲能力;IS-As对酸最为敏感的pH值区间介于7.68~11.48,在该区间内随酸的加入,AsO_(4)^(3-)快速溶出,该非酸稳态砷占总As的37.5%;而在pH值7.68~4.10区间,As溶出速率相对缓慢,该弱酸稳态As约占总As的7%.酸化条件下稳定存在、释放微弱的As为酸稳态,该部份约占总As的55.5%.XRD结果表明,在加入H^(+)过程中,铁硅材料主要固砷矿物随pH值由高到低溶解的顺序依次为Ca_(3)(AsO_(4))_(2)AlAsO_(4)As_(2)O_(3)Ca_(4)SiAs_(4)FeAs_(3)O_(9)·4H_(2)OMn_(2)As_(2)O_(7)/SiAs_(2).酸化条件下IS-As元素溶出率依次为S(94.8%)Na(93.0%)Ca(78.8%)As(44.5%)Mg(41.7%)Al(37.6%)Mn(37.5%)Fe(5.5%).IS-As中主要含砷矿物pH值稳定区间与伴生元素酸溶解特征结果表明,非酸稳态砷主要为钙结合态砷,弱酸稳性As主要为镁、锰、铁弱结合态,酸稳态As主要为铁锰硅强结合态.研究结果为铁硅复合材料修复土壤砷的安全利用风险评估及揭示其修复稳定机理提供了依据,并为土壤砷修复材料选择及形态研究方法方面提供新的参考.