地下水中硒污染的原位纳米材料修复研究

引言1
参考文献2
章概论4
1．1放射性核废物概述4
1．1．1放射性核废物来源4
1．1．2放射性核废物分类5
1．1．3高水平放射性废物的处理处置方式6
1．2硒元素的地球化学性质7
1．2．1硒元素的物理化学性质7
1．2．2硒元素的生理功能21
1．2．3环境中硒元素的存在形态22
1．3硒元素污染现状23
1．3．1土壤污染23
1．3．2水体污染23
1．3．3大气污染24
参考文献24
第2章地下水原位修复方法及进展27
2．1原位修复的方法27
2．1．1原位氧化法27
2．1．2原位微生物修复法27
2．1．3原位冲洗法27
2．1．4可渗透反应墙技术28
2．1．5原位反应带修复技术29
2．2国内外研究进展31
2．2．1硒污染治理技术研究现状31
2．2．2可渗透反应墙技术研究现状33
2．2．3黄铁矿在地下水污染修复中的研究现状36
2．2．4原位反应带技术研究现状37
2．2．5纳米零价铁在地下水污染原位固定修复中应用研究现状37
参考文献40
第3章黄铁矿原位固定79Se的地球化学模拟46
3．1地球化学模型概述46
3．1．1PHREEQC模型47
3．1．2EQ3/6模型47
3．1．3MINTEQA2模型48
3．1．4GWB模型48
3．2黄铁矿原位还原固定79Se的地球化学模拟49
3．2．1研究思路的可行性验证49
3．2．2实验室条件下的反应路径模拟51
3．2．3野外现场条件下的反应路径模拟67
参考文献72
第4章纳米材料的表征74
4．1氮吸附法74
4．1．1氮吸附法测定BET比表面积74
4．1．2氮吸附法测定孔容、孔径分布76
4．2散射法（光散射、X射线、中子散射）77
4．2．1光和材料的作用原理77
4．2．2光散射79
4．2．3原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜82
4．2．4拉曼光谱（RS）84
4．2．5X射线衍射（XRD）84
4．2．6纳米颗粒跟踪分析（NTA）87
4．3吸收光谱90
4．3．1紫外/可见光谱92
4．3．2X射线吸收光谱（XAS）94
4．4X射线光电子谱（XPS）96
4．4．1XPS测量原理96
4．4．2样品制备96
4．4．3纳米应用97
4．5电子显微镜98
4．5．1操作原理99
4．5．2样品制备100
参考文献101
第5章纳米材料的制备102
5．1纳米粒子的常规制备102
5．1．1物理法102
5．1．2化学法103
5．2金属纳米材料的制备104
5．2．1化学法104
5．2．2物理法111
5．2．3机械力化学法112
5．3半导体纳米材料的制备113
5．3．1水热法113
5．3．2有机溶剂热法115
5．3．3超声化学法117
5．3．4辐射合成法119
5．4纳米氧化物材料的制备121
5．4．1溶胶-凝胶法121
5．4．2水解法123
5．4．3沉淀法125
参考文献126
第6章纳米粒子在多孔介质中的运移131
6．1渗流理论131
6．1．1基本概念131
6．1．2渗流基本定律——达西定律136
6．1．3渗流连续方程138
6．1．4渗流基本微分方程140
6．1．5溶质运移机制142
6．2纳米粒子运移建模148
6．2．1数学模型148
6．2．2实例156
6．3纳米粒子迁移率和优选迁移距离对其原位应用的重要性161
6．4稳定剂和介质表面化学作用对纳米粒子迁移率的影响162
6．4．1稳定剂及其对纳米粒子迁移率的影响162
6．4．2介质表面化学作用及其对纳米粒子迁移率的影响163
参考文献165
第7章纳米黄铁矿对地下水硒污染的修复应用研究168
7．1纳米黄铁矿制备和表征168
7．1．1纳米黄铁矿的制备168
7．1．2纳米黄铁矿性能表征169
7．2纳米黄铁矿制备机理175
7．2．1天然黄铁矿晶体晶格能计算175
7．2．2晶格畸变能177
7．3纳米黄铁矿颗粒原位固定地下水中Se(Ⅳ)的实验及机理分析178
7．3．1批实验方法179
7．3．2柱实验方法180
7．3．3实验结果与分析181
7．3．4各影响因素的动力学分析197
7．3．5柱实验研究202
参考文献209
第8章纳米铁锰矿对水中硒污染的修复应用研究212
8．1铁锰矿粉体的制备和表征212
8．1．1铁锰矿粉体的制备212
8．1．2铁锰矿的表征212
8．2铁锰矿对Se(Ⅳ)的吸附217
8．2．1Se(Ⅳ)吸附实验方法217
8．2．2吸附实验结果与分析219
8．3Se(Ⅳ)解吸实验225
8．3．1解吸实验方法225
8．3．2解吸实验结果与分析226
8．4铁锰矿吸附除 Se(Ⅳ)性能及机理研究228
8．4．1吸附等温线229
8．4．2吸附动力学230
8．4．3铁锰矿吸附 Se(Ⅳ)的XPS分析233
参考文献236
第9章纳米零价铁制备和表征及其在介质中迁移性研究238
9．1实验部分238
9．1．1纳米零价铁的制备方法238
9．1．2羧甲基纤维素稳定的纳米零价铁（CMC-ZVI）迁移性实验方法238
9．1．3CMC-ZVI迁移影响因素实验研究239
9．2结果与分析240
9．2．1纳米零价铁的表征240
9．2．2不同浓度CMC对纳米零价铁的稳定效果研究243
9．2．3CMC-ZVI迁移影响因素的研究244
9．2．4CMC稳定的纳米零价铁在介质中迁移动力学研究248
9．2．5CMC稳定的纳米零价铁迁移机理研究249
参考文献253
0章CMC-ZVI原位还原固定地下水中Se(Ⅵ)应用研究255
10．1实验方法255
10．1．1Se(Ⅵ)初始浓度的影响实验方法255
10．1．2稳定剂对还原Se(Ⅵ)效果的影响实验方法256
10．1．3pH值的影响实验方法256
10．1．4有机质的影响实验方法256
10．2实验结果与分析256
10．2．1Se(Ⅵ)初始浓度的影响分析256
10．2．2稳定剂对CMC-ZVI还原Se(Ⅵ)的影响分析258
10．2．3pH值对CMC-ZVI还原Se(Ⅵ)影响分析259
10．2．4有机质对还原Se(Ⅵ)影响分析261
10．3各影响因素的动力学分析263
10．3．1CMC-ZVI与Se(Ⅵ)非均相反应的动力学模型263
10．3．2Se(Ⅵ)初始浓度对速率的影响研究263
10．3．3稳定剂对速率的影响研究264
10．3．4pH值对速率的影响研究265
10．3．5有机质对速率的影响研究266
10．4CMC-ZVI还原固定地下水中Se(Ⅵ)的反应机制探讨267
参考文献271