Mn2+对草酸还原Cr(Ⅵ)的强化效果及机理研究

摘要

地下环境中普遍存在的金属离子和小分子有机酸可以共同还原降解对环境和人体有害的Cr(Ⅵ).通过探讨不同影响因素(体系组分、初始pH值、有机酸浓度、金属离子浓度)下,Cr(Ⅵ)的还原转化效果及其规律,确定了最佳反应组合,并探讨了 Mn2+对草酸还原Cr(Ⅵ)的强化效果及机理.结果表明:通过对比5种常见的小分子有机酸和5种常见的金属阳离子,确定了 Mn2+/草酸对Cr(Ⅵ)的还原效果最为显著;Mn2+和草酸同时存在的反应体系中,Cr(Ⅵ)的还原反应分为缓慢诱导期和自动加速期,两个阶段均符合拟一级动力学;随着反应体系初始pH值的增大,Cr(Ⅵ)的还原反应速率逐渐减小;草酸和Mn2+浓度分别上升时,明显加速了 Cr(Ⅵ)的还原;在Mn2+/草酸反应体系中引入乙二胺四乙酸(EDTA)对Mn2+强化草酸还原Cr(Ⅵ)有较强的抑制作用;通过3次Cr(Ⅵ)循环还原试验,证实了 Cr(Ⅵ)还原过程中Mn2+/草酸/Cr(Ⅵ)和Mn3+/草酸/Cr(Ⅵ)两种中间体络合物的重要作用,并且测定了 Cr(Ⅵ)还原的最终产物为Cr(Ⅲ).该研究结果对揭示地下环境中铬的形态变化及其迁移转化规律具有重要的环境意义.