热处理工艺对混凝絮体中纳米银形态迁移的影响

【作者】 范梅霞； 王燕； 王子阳； 王苗苗； 张聪； 赵艺； 郑莹；

【机构】 山东大学环境科学与工程学院；

【摘要】 在不同环、境条件下,纳米银颗粒物（AgNPs）所转化成的各种形态具有不同的生态毒性。最近,污泥处置过程中AgNPs形态的迁移转化被认为是AgNPs生命周期的重要一环。混凝工艺作为一种应用最为广泛的水处理工艺,可以通过电中和和吸附作用将AgNPs聚集分离至污泥当中。但是,对于AgNPs在混凝污泥热处理前后中形态迁移转化研究尚较少。因此,本文通过测定分析AgNPs模拟水样的混凝絮体热处理前后沉淀态银、纳米颗粒态银和溶解态银的含量,探讨了混凝剂、水样pH、水体硬度、腐植酸浓度和热处理温度与絮体中AgNPs形态组成关系,进而明确了混凝污泥热处理对AgNPs生态毒性的影响。实验结果表明,对于工业AgNPs （AgNPs-C）和自制AgNPs （AgNPs-L）,无论是絮体还是灰样,银大都以沉淀态银（>90%）的形式存在,但是经过热处理后,部分沉淀态银将转化为可迁移银（纳米颗粒态银和溶解态银）,其中溶解态银的转化率更高。这说明煅烧过程不利于工业AgNPs在污泥中的固定。AgNPs形态迁移还与混凝剂种类、水体硬度、水样pH、腐植酸（HA）浓度和热处理温度有关。在不同条件下,AgNPs-C絮体热处理后溶解态银转化率大小顺序如下:PAC>TiCl₄>PFS,Ca²⁺=1000 mg/L> Ca²⁺=200mg/L> Ca²⁺=0,pH=4>pH=7> pH=9,HA=100 mg/L> HA=10 mg/L> HA=0,750℃> 600℃> 400℃。而AgNPsL污泥中形态迁移规律略有不同,其热处理后污泥中纳米颗粒态银含量反而变少,具体为HA=0> HA=10 mg/L>HA=100 mg/L,PAC>PFS>TiCl4,Ca²⁺=1000 mg/L> Ca²⁺=200mg/L> Ca²⁺=0,pH=4> pH=7> pH=9,600℃>750℃。更多还原