生物成因与化学成因施氏矿物的合成、表征及其对As(Ⅲ)的吸附

羟基硫酸铁矿物Schwertmannite(简称施氏矿物)作为一种新型环境矿物材料对重金属的迁移和钝化有重要作用.借助X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、离子色谱(Ic)及比表面积测定仪(BET)等方法对H2O2氧化亚铁(化学法)和氧化亚铁硫杆菌氧化亚铁(生物法)合成的矿物成分、结构和比表面积进行了分析与表征,同时对As(Ⅲ)吸附性能进行了研究.结果表明,两种方法合成矿物均为纯施氏矿物.化学法合成的黄棕色矿物产量在24h达到稳定,总铁沉淀率为43.1%;生物法合成的红棕色矿物产量在48～60h达到稳定,总铁沉淀率为36.7%,对应化学式为Fe8O8(OH)3.78(SO4)2.11和Fe8O8(OH)4.06(SO4)1.97.生物合成施氏矿物颗粒均匀、分散性好、且矿物比表面积(45.63m2.g-1)远远高于化学合成(3.17m.2g-1).吸附试验表明,在本试验条件下(pH=7,25℃),生物合成矿物吸附As(Ⅲ)的效果明显优于化学合成矿物,当As(Ⅲ)浓度为1、10和30mg·L-1时,生物合成矿物对As的去除率分别为97.83%、85.96%与61.49%,而化学合成矿物的去除率为95%、62.96%与41.97%.