草酸光還原Cr(VI)體系中稻秸稈的催化作用

孫 潔,黃敏輝,張 玲

(上海大學 環境與化學工程學院,上海200444)

1 前 言

電鍍、制革、金屬加工等產業的迅猛發展導致世界范圍內的水體重金屬污染日益嚴重。其中，水體重金屬鉻的超標不但危害了漁業、農業，而且威脅到了人類的健康，對水體中重金屬鉻污染的去除已成為一個備受關注的全球性問題。鉻在自然水體中主要以六價鉻(hexavalent chromium，Cr(VI))和三價鉻(trivalent chromium，Cr(III))2種穩定的價態存在。其中，Cr(VI)具有高度的致癌致畸性，水溶性強，遷移量大，并且不易被分解。而Cr(III)是人體需要的微量營養元素之一。因此，選擇合適的方法將Cr(VI)還原為Cr(III)是最有效的水體重金屬鉻污染控制手段之一[1]。

亞硫酸鈉等常用的還原劑，可以將高毒性Cr(VI)轉化成低毒性Cr(III)[2]，但需要投加大量的化學藥劑，容易造成二次污染,同時還產生大量難以處置的化學含鉻污泥，增加了廢水處理成本和難度，并且加入的化學藥劑本身就對水體存在一定的危害。自然環境中的低分子量有機酸，尤其是草酸(oxalic acid，Ox)，具有較高的還原性。但是自然條件下用Ox 還原Cr(VI)需要數天甚至數年。紫外光照(ultraviolet light，UV)可以促進Ox產生還原性自由基而提高還原Cr(VI)的速率，但效率仍需提高。借助TiO2等半導體的催化作用，可以大大強化Ox 光還原的過程[3]。但這些催化劑存在成本高、可見光利用率低和載流子復合率高等問題。

農業廢棄物秸稈每年產量巨大，但大部分秸稈被丟棄或燃燒，造成了資源的浪費和對生態環境的污染，亟需有效處置。秸稈不僅富含纖維素等有機組分，還分布有硅、鎂和鈣等無機成分?！?br>