腐植酸改性強化磁鐵礦吸附水體中鉛鎘的實驗研究

邵坤， 趙改紅， 趙朝輝

(中國地質科學院礦產綜合利用研究所， 四川 成都 610041)

鉛鎘在土壤、地下水和地表水中檢出濃度較高，已成為備受關注的環境污染問題。工業廢水和礦山廢水是環境中鉛鎘的主要來源[1]。由于鉛鎘具有生物富集性、持久性和高毒性等特征，嚴重危害公眾健康和生態安全，因此是優先控制的重金屬污染物。常見廢水中鉛鎘的處理方法有化學沉淀、螯合沉淀、離子交換、膜分離、電化學、浮選、吸附等[2]。其中，吸附法因操作簡單、成本低廉、穩定高效等優點受到廣泛青睞，常用的吸附材料有合成樹脂[3]、納米材料[4]、礦物材料[5]、微生物[6]、生物炭[7]等。

自然界中，礦物材料廣泛存在并且價廉易得，大多具備比表面積大、吸附容量高、環境相容性好及毒性低等特征，已成為重金屬吸附材料的重點研究對象之一[8]。已報道的礦物吸附材料有蛭石[9]、沸石[10]、鳥糞石[11]、褐鐵礦[12]、黃鐵礦[13]、針鐵礦[14]、磁鐵礦[15]等。磁鐵礦是以Fe3O4為主的金屬變價氧化礦物，表面富含水合羥基[16]，易與重金屬離子通過靜電作用、離子交換和氧化還原等形式發生吸附反應。此外，其特有的磁性易于被外部磁場分離，避免了吸附劑與水體難以快速有效分離而造成二次污染的潛在風險，因此是一種非常難得的環境友好型吸附材料。但是，天然磁鐵礦在吸附時易出現吸附容量偏低、選擇性差、礦粒易團聚等現象，實際應用時需要進行改性以提高其吸附性能。目前對天然磁鐵礦的改性方式有兩種：一是無機改性法，即通過無機酸堿、鹽類、焙燒等方法改變磁鐵礦表面形態和微觀結構，從而改善其吸附性能[17]，但是靶向識別重金屬離子的能力不強，如大量吸附位點易被堿金屬或堿土金屬占據。……