硝酸改性活性炭对赤铁矿生物可利用性的强化效果与影响因素分析

摘要

赤铁矿生物可利用性弱、污染物去除效率低,但因其具有价格低廉、存在广泛的特点而常被用于环境污染治理与修复.本研究通过向赤铁矿生物还原体系中添加硝酸改性后的活性炭,以强化矿石中Fe(Ⅲ)的生物可利用性.同时,以Fe(Ⅲ)还原率与有机物降解率为响应值,通过响应曲面法探究了赤铁矿浓度、有机物浓度与硝酸改性剂浓度对赤铁矿生物可利用性的影响机制.结果表明,硝酸改性活性炭可以提高赤铁矿的生物可利用性,促进有机物的降解,赤铁矿浓度对反应的影响最为显著.生物反应过程的最佳条件为:赤铁矿初始浓度8.35mmol·L-1、有机物初始浓度13.41mmol·L-1、硝酸改性剂浓度5.07%.硝酸改性活性炭强化赤铁矿生物体系虽能降解高浓度有机物,但有机物去除效率仅为20%~50%,证明该体系适用于低有机物浓度的水环境.本研究对促进水、土壤环境中有机物的降解具有重要科学意义.