不同pH环境下CMS改性纳米铁在异质多孔介质中的迁移

纳米铁在污染土壤和地下水的修复中受到广泛关注。为进一步探究其在多孔介质的迁移行为，本研究采用羧甲基淀粉钠（CMS）对纳米零价铁（nZVI）进行包覆，进行了改性纳米零价铁的沉降试验，测量zeta电位与粒径分布探究其分散性；进行了不同pH条件下改性纳米零价铁在酸洗砂与水洗砂的柱实验，分析了化学异质性与pH对纳米铁在多孔介质迁移的影响。结果表明，CMS包覆纳米铁不仅使纳米颗粒本身稳定，而且还减少其在多孔介质表面沉积，大大提高了迁移性。pH=6～8时，nZVI的zeta电位由18.3mV减小到2.9mV，有效粒径由685nm增大到880nm，稳定性变差；而CMS-nZVI的zeta电位值由-19.7mV增大到-53.5mV，颗粒间静电排斥力增强稳定性变好。经能量色散X射线光谱（EDS）分析，水洗砂表面存在碳、铝、铁等氧化物杂质，这些杂质带有正电荷，会增强与带负电的CMS-nZVI的吸附作用，不利于其迁移；而经过酸洗后的石英砂，其表面杂质大大减少，在pH=8时，CMS-nZVI在酸洗砂最大迁移率为77.0%要好于水洗砂的63.0%。此外较高pH环境有助于增加石英砂介质的表面负电荷，减少颗粒与介质的吸附，促进纳米颗粒的迁移。