1 引言(Introduction)

　　砷作為一種公認(rèn)的劇毒元素, 由于各種自然和人為的原因, 目前已廣泛地出現(xiàn)在人類生存的環(huán)境中, 對(duì)人類的健康造成了巨大威脅.近年來(lái), 世界各地砷污染事件時(shí)有發(fā)生, 例如, 孟加拉國(guó)和西孟加拉州受砷污染水域超過(guò)75%, 最高濃度達(dá)到1000 μg·L-1;土耳其西部地表水砷最高濃度達(dá)到7754 μg·L-1;中國(guó)甘肅徽縣作為飲用水的冷泉水最高砷濃度達(dá)到482 μg·L-1.為了解決慢性砷中毒問(wèn)題, 我國(guó)于2007年7月1日實(shí)施了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006), 新國(guó)標(biāo)中將砷的標(biāo)準(zhǔn)濃度值由原來(lái)的50 μg·L-1降低至10 μg·L-1, 這也給除砷技術(shù)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn).

　　砷按照存在形態(tài)可以分為有機(jī)砷和無(wú)機(jī)砷, 在自然水體中主要以無(wú)機(jī)砷的形式存在, 其中又以As(V)、As(Ⅲ)為主體.雖然As(Ⅲ)的毒性是As(V)的60倍, 且比As(V)更難以去除(Zhang et al., 2011), 但As(Ⅲ)易于氧化變成As(V), 因此, 去除As(V)才是除砷的主要研究方向.

　　目前除砷的方法可以分為物理化學(xué)方法和生物法, 其中, 物理化學(xué)法包括混凝沉淀、吸附、離子交換、膜過(guò)濾和滲透反應(yīng)等;生物法包括植物修復(fù)和活性污泥/生物濾池技術(shù).吸附法由于其經(jīng)濟(jì)可行性而成為目前廣泛研究和使用的方法.除砷的吸附劑種類繁多, 從人工合成的樹脂、礦物到自然存在的各種礦物都有相關(guān)研究與應(yīng)用, 而吸附劑的效率和成本是制約吸附法應(yīng)用的重要因素, 也是除砷研究的重點(diǎn).

　　磁黃鐵礦是地球上最常見的硫鐵礦物之一, 廣泛存在于各種內(nèi)生礦床之中, 主要用于提取硫和生產(chǎn).相關(guān)研究證明, 硫鐵礦能夠用來(lái)去除水中的砷和其他重金屬，這說(shuō)明磁黃鐵礦也很可能用來(lái)除砷, 同時(shí)作為一種廣泛分布的天然礦物相比人工合成的吸附劑要簡(jiǎn)單易得、成本低廉, 因此, 磁黃鐵礦很有可能成為一種極具應(yīng)用前景的除砷材料.因此, 本文利用天然磁黃鐵礦作為除砷材料, 研究其對(duì)As(V)的吸附特性與相關(guān)機(jī)理, 以期為利用天然磁黃鐵礦去除水中的砷污染提供科學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)基礎(chǔ).

　　2 材料與方法(Materials and methods)2.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)所用砷為Na2HAsO4·12H2O(分析純, 南京化學(xué)試劑有限公司), 天然磁黃鐵礦來(lái)自安徽銅陵.礦物粒度采用8~100目(150~180 μm), 使用前置于10%的鹽酸浸泡2 h, 再用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性, 最后在30 ℃真空干燥箱中烘干.

　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法2.2.1 天然磁黃鐵礦對(duì)砷的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

　　于42 mL棕色螺紋瓶中加入所需濃度的砷溶液40 mL, pH用1 mol·L-1的HCl和1 mol·L-1的NaOH調(diào)整, 加入一定量的天然磁黃鐵礦后置于垂直旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤上, 在10 r·min-1、一定溫度下反應(yīng).實(shí)驗(yàn)設(shè)3組平行樣, 每間隔一段時(shí)間取樣.

　　時(shí)間對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：砷初始濃度為30 mg·L-1, 溫度為303 K, 加入礦量0.5 g, 每隔2 h取一次樣, 考察時(shí)間對(duì)天然磁黃鐵礦吸附砷的影響.

　　溫度對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：砷初始濃度為30 mg·L-1, 加入礦量0.5 g, 分別在不同溫度下(283~323 K, 每5 K一個(gè)區(qū)段)反應(yīng)24 h后取樣, 考察溫度對(duì)天然磁黃鐵礦吸附砷的影響.

　　pH對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：砷初始濃度為30 mg·L-1, 溫度為303 K, 加入礦量0.5 g, 調(diào)節(jié)不同pH(3~11), 每隔24 h取樣, 考察pH對(duì)天然磁黃鐵礦吸附砷的影響.

　　投加量對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：砷初始濃度為30 mg·L-1, 溫度為303 K, 加入不同礦量(0.2、0.5、1.5、2.0、4.0 g), 每隔24 h取樣, 考察投加量對(duì)天然磁黃鐵礦吸附砷的影響.

　　陰離子對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：砷初始濃度為30 mg·L-1, 溫度為303 K, 加入礦量0.5 g, 設(shè)置PO43-、SiO32-、CO32-、F-、NO3-、SO42-、Cl-濃度分別為砷濃度的1、2、8倍, 每隔24 h取樣, 考察陰離子對(duì)天然磁黃鐵礦吸附砷的影響.

　　吸附動(dòng)力學(xué)和等溫線實(shí)驗(yàn)：吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中, 砷初始濃度為30 mg·L-1, 溫度為303 K, 加入礦量0.5 g, 每隔2 h取一次樣;吸附等溫線實(shí)驗(yàn)中, 初始砷濃度分別為10、20、30、40、50 mg·L-1, 溫度分別為288、303、318 K, 吸附時(shí)間為24 h, 加入礦量0.5 g.

　　2.2.2 動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

　　利用玻璃砂芯層析柱進(jìn)行動(dòng)態(tài)小柱(Φ1 cm×30 cm)吸附研究, 礦物填充高度10 cm, 用去離子水沖洗兩次趕去氣泡, 然后在室溫293 K、As(V)濃度為2 mg·L-1時(shí), 以恒定流速自上而下通過(guò)吸附床進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn).每隔2 h取樣并測(cè)定砷濃度, 設(shè)定流出濃度大于10 μg·L-1時(shí)達(dá)到吸附穿透點(diǎn).

　　2.3 分析方法2.3.1 樣品分析方法

　　反應(yīng)后的水樣先經(jīng)過(guò)0.22 μm的濾膜過(guò)濾, 其中, 磷酸鹽采用鉬酸鹽分光光度法(GB-11893-89)測(cè)定, 硝酸鹽利用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)測(cè)定, 其他陰離子利用離子色譜分析測(cè)定, pH利用實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)測(cè)定, 砷利用色譜-原子熒光聯(lián)用測(cè)定.實(shí)驗(yàn)所用儀器見表 1.

　　表 1 實(shí)驗(yàn)所用儀器表

　　2.3.2 數(shù)據(jù)分析方法

　　動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分別利用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(1)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(2) 擬合(Demiral et al., 2010).吸附等溫線數(shù)據(jù)分別采用Langmuir方程(3)(Deng et al., 2005)和Freundlich方程(4)(Ho et al., 2002)進(jìn)行擬合.

(1) (2) (3) (4)

　　式中, t為吸附作用時(shí)間(h);qt為t時(shí)刻礦物對(duì)砷的吸附量(mg·g-1);qe為理論平衡吸附容量(mg·g-1);K1、K2分別為準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù);ce為吸附平衡濃度(mg·L-1);Q為理論最大飽和吸附容量(mg·g-1);KF、KL為方程特征參數(shù);n為常數(shù).

　　3 結(jié)果與討論(Results and discussion)3.1 磁黃鐵礦分析

　　實(shí)驗(yàn)所用磁黃鐵礦粒徑為150~170 μm, 密度為4.63 g·cm-3, 比表面積為8.315 cm2·g-1(BET, N2, 77 K).通過(guò)X射線熒光光譜(XRF)分析可得礦物元素組成為：Fe 58.46%、S 38.87%、Si 0.74%、Cu 0.46%、Ca 0.18%、Mg 0.12%、Al 0.11%、Cl 0.05%、W 0.02%、K 0.02%、Zn 0.01%、Mn 0.02%、Cr 0.005%, 剩下的是O及其他微量金屬.通過(guò)化學(xué)計(jì)算可得此磁黃鐵礦理論分子式Fe0.86S, 其中, 礦物中硫和鐵的質(zhì)量占97.33%.

　　3.2 各因素對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響3.2.1 時(shí)間對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響

　　圖 1為在不同吸附時(shí)間下磁黃鐵礦吸附As(V)的變化過(guò)程.由圖可知, 去除過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段(0~20 h)去除速度增長(zhǎng)較快, 第二階段(20 h后)去除速度逐漸平緩, 大約在24 h后基本達(dá)到穩(wěn)定, 最大去除率達(dá)到98%, 出水濃度(0.56 mg·L-1)接近污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8978-1996) 中的總砷值0.5 mg·L-1, 因此, 本實(shí)驗(yàn)采用24 h作為實(shí)驗(yàn)時(shí)間.4 d以后出水砷濃度為0.0055 mg·L-1(圖中未顯示), 達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn), 而3周以后砷濃度為0.0061 mg·L-1, 基本保持不變, 說(shuō)明磁黃鐵礦去除砷的效果比較徹底.

　　圖 1吸附時(shí)間對(duì)磁黃鐵礦除As(V)的影響

　　3.2.2 溫度對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響

　　圖 2所示為溫度對(duì)磁黃鐵礦去除As(V)的影響, 可知溫度對(duì)磁黃鐵礦去除As(V)的影響較大, 首先在較廣泛的溫度范圍內(nèi)都有較高的去除效率;在283 K時(shí)就有75%的去除率, 隨著溫度的升高去除率不斷上升, 到323 K時(shí)接近100%.這說(shuō)明較高的溫度有利于磁黃鐵礦對(duì)As(V)的去除.

　　圖 2溫度對(duì)磁黃鐵礦除As(V)的影響

　　3.2.3 pH對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響

　　由圖 3可知, 隨著pH值的不斷升高, As(V)的去除率呈現(xiàn)先升高后逐漸下降的過(guò)程, 在pH為3~4時(shí)去除率都在98%以上, pH小于3時(shí)去除率急劇下降, pH大于4時(shí)去除率緩慢減低.磁黃鐵礦的ξ電位隨著pH的增大逐漸減小, 等電點(diǎn)為3.83(由于表面存在部分氧化使得等電點(diǎn)偏小);磁黃鐵礦在pH小于3.83時(shí)帶正電, 有利于對(duì)H2AsO4-的吸附去除, 但隨著pH的降低磁黃鐵礦開始溶解(Li et al., 2013), 以及H2AsO4-逐漸轉(zhuǎn)變成電中性的H3AsO4(Mamindy et al., 2009), 使得磁黃鐵礦對(duì)As(V)去除率反而越來(lái)越小;當(dāng)pH大于3.83時(shí)磁黃鐵礦帶負(fù)電, 由于靜電相斥不利于吸附去除進(jìn)行, 隨著pH增大, OH-的競(jìng)爭(zhēng)吸附效果逐漸變大, 造成As(V)去除率緩慢變小.因此, 磁黃鐵礦在靜電作用最弱的3.83左右有最高吸附效率.

　　圖 3 pH對(duì)磁黃鐵礦的ξ電位和除As(V)效果的影響

　　3.2.4 磁黃鐵礦用量對(duì)砷去除的影響

　　從圖 4可以看出, 隨著磁黃鐵礦投加量的增加, As(V)的去除效果會(huì)有明顯的增加, 投加量為0.2 g時(shí)去除率為58%, 投加量大于2 g時(shí), 去除率接近100%, 出水可以達(dá)到10 μg·L-1的國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn).隨著磁黃鐵礦投加量的增加, 單位磁黃鐵礦的吸附量下降, 在4 g時(shí)只有0.28 mg·g-1.當(dāng)As(V)濃度為30 mg·L-1時(shí), 磁黃鐵礦投加量從0.2 g增至1.5 g時(shí), 其去除率提高了43%;當(dāng)投加量繼續(xù)增加時(shí), As(V)去除效果提升趨勢(shì)趨于平緩.因此, 在實(shí)際應(yīng)用中磁黃鐵礦的投加量應(yīng)該根據(jù)所需出水濃度來(lái)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整, 以節(jié)約成本.

　　圖 4吸附劑投加量對(duì)磁黃鐵礦吸附As(V)的影響

　　3.2.5 陰離子對(duì)磁黃鐵礦吸附砷的影響

　　圖 5結(jié)果顯示, 陰離子NO3-、SO42-、Cl-、F-對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響不大;而PO43-、SiO32-、CO32-對(duì)吸附有較強(qiáng)的抑制作用, 表明這些無(wú)陰離子與As(V)之間可能存在較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用, 其對(duì)磁黃鐵礦除As(V)影響的大小順序?yàn)椋篜O43-> CO32->SiO32-, 在摩爾比為8時(shí), 磁黃鐵礦對(duì)As(V)的去除率分別下降了80%、28%和21%, 這是因?yàn)檫@些陰離子都能與鐵形成難溶性化合物, 故PO43-、CO32-、SiO32-能對(duì)磁黃鐵礦除As(V)產(chǎn)生影響, 且鐵鹽溶度積Ksp的大小順序?yàn)椋篎e3(AsO4)2 PO4->CO32->SiO32-, 因此, 它們對(duì)磁黃鐵礦除砷影響的大小順序?yàn)镻O43-> CO32->SiO32-, 這已經(jīng)在許多研究中得到證實(shí)(Zhao et al., 2001;Violante et al., 2002;Meng et al., 2000;Hussain et al., 2011).天然水體中的無(wú)機(jī)陰離子濃度通常為10~250 mg·L-1, 在這個(gè)范圍內(nèi)一些陰離子可能會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生影響, 故建議把吸附過(guò)程放在合適的前處理之后, 以有利于吸附的有效進(jìn)行.

　　圖 5陰離子對(duì)磁黃鐵礦除As(V)的影響(1~8分別代表H2AsO4-、PO43-、SiO32-、CO32-、F-、NO3-、SO42-、Cl-)

　　3.3 吸附動(dòng)力學(xué)和等溫線的研究3.3.1 吸附動(dòng)力學(xué)研究

　　圖 6為磁黃鐵礦吸附As(V)及溶液pH的變化過(guò)程.由圖 6可知, 隨著反應(yīng)時(shí)間的增加, 被磁黃鐵礦吸附的砷逐漸增加, 大約在24 h后基本達(dá)到其平衡吸附量(1.88 mg·g-1);溶液的pH從初始的7.02迅速下降到5.82, 再逐漸回升穩(wěn)定在6.60左右.由于礦物表面的部分氧化形成的三價(jià)鐵離子水解和砷酸鐵沉淀造成了溶液pH的急劇下降, 具體反應(yīng)方程如式(5)~(6) 所示.監(jiān)測(cè)到實(shí)驗(yàn)溶液中總鐵(TFe)的濃度增加, 說(shuō)明上述反應(yīng)確實(shí)存在.同時(shí), 吸附后溶液變渾濁, EDS分析得到過(guò)濾后的懸浮物中含有砷也說(shuō)明了反應(yīng)(6)的存在;鐵氧化物和羥基氧化鐵吸附砷是一種配位體交換吸附的反應(yīng), 反應(yīng)中Fe—O(H)鍵斷裂, 形成Fe—O—As鍵.因此, 有理由推測(cè)在磁黃鐵礦除砷的過(guò)程中有Fe—S鍵斷裂, Fe—O—As鍵形成, 反應(yīng)方程見式(7).

(5) (6) (7)

　　圖 6磁黃鐵礦吸附砷(V)動(dòng)力學(xué)

　　同時(shí), Han等(2000)的研究也證明了這一過(guò)程的存在, 此過(guò)程產(chǎn)生的HS-水解方程如式(8)所示.HS-水解造成了溶液pH的上升, 這也可以解釋溶液pH隨著砷吸附量的增加而上升, 當(dāng)吸附平衡時(shí)溶液pH同樣趨于穩(wěn)定.

(8)

　　利用偽一、二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)反應(yīng)進(jìn)行擬合, 結(jié)果見表 2.由表 2可知, 偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程有更好的契合度, 說(shuō)明在整個(gè)吸附過(guò)程不是簡(jiǎn)單地由單一的外部質(zhì)量擴(kuò)散因素所控制(Raven et al., 1998), 還存在化學(xué)吸附或者內(nèi)部基質(zhì)擴(kuò)散(Anawar et al., 2004), 而較小的礦物顆粒比表面積說(shuō)明顆粒表面孔隙率很低.因此, 本反應(yīng)是一個(gè)化學(xué)吸附過(guò)程, 同時(shí)反應(yīng)(6)說(shuō)明也存在著部分混凝共沉淀的作用.

　　表 2 磁黃鐵礦除As(V)動(dòng)力學(xué)參數(shù)

　　3.3.2 吸附等溫線研究

　　圖 7為在288、303、318 K下分別利用Langmuir和Freundlich吸附等溫線的擬合結(jié)果.可知, 隨著砷濃度的增加吸附量也相應(yīng)增加, 這是因?yàn)榉磻?yīng)物濃度的增加自然推動(dòng)吸附反應(yīng)進(jìn)行.由擬合結(jié)果還可知, Langmuir和Freundlich模型都能模擬吸附的過(guò)程, 但Langmuir模型的效果更好, 這說(shuō)明As(V)在磁黃鐵礦表面的吸附過(guò)程更符合單層吸附理論.

　　圖 7 Langmuir(a)和Freundlich(b)吸附等溫線

　　由表 3可知, 隨著溫度的增加吸附量也隨之增加, 這是因?yàn)樯槲�附的�?shí)質(zhì)不僅僅是As(V)吸附在礦物表面, 而是一個(gè)H2AsO4-取代礦物上S2-的配位離子交換過(guò)程, 而這樣的一個(gè)離子交換過(guò)程是一個(gè)吸熱過(guò)程(Han et al., 2000).磁黃鐵礦吸附As(V)的理論飽和吸附量在15~45 ℃時(shí)為2.1~2.8 mg·g-1.KL是與吸附劑、吸附質(zhì)和溫度有關(guān)的量, 反映了吸附劑與吸附質(zhì)之間的吸附親和力, KL越大表示親和力越強(qiáng).由表 3可知, 隨溫度增加磁黃鐵礦對(duì)As(V)的親和力越強(qiáng).n與吸附強(qiáng)度有關(guān), n大于1表示吸附容易進(jìn)行, n小于0.5表示吸附很難進(jìn)行.由表 3可知, n在各個(gè)溫度下均遠(yuǎn)大于1, 說(shuō)明磁黃鐵礦對(duì)砷的吸附反應(yīng)很容易進(jìn)行.

　　表 3 各溫度下Langmuir和Freundlich吸附等溫常數(shù)

　　3.4 機(jī)理討論

　　利用吸附實(shí)驗(yàn)前后的磁黃鐵礦物進(jìn)行掃描電鏡-電子能譜儀(SEM-EDS)和X射線電子能譜分析(XPS), 以觀察礦物表面吸附前后元素的變化來(lái)研究磁黃鐵礦吸附砷(V)的機(jī)理.由圖 8可知, 反應(yīng)前附著在礦物表面上的細(xì)小顆粒和氧化物在反應(yīng)后消失了, 說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中這些顆粒可能脫離固相轉(zhuǎn)移到溶液之中.而表 4中EDS的數(shù)據(jù)顯示, 礦物中鐵相對(duì)含量減少, 說(shuō)明部分鐵轉(zhuǎn)移進(jìn)入水相, 這也證實(shí)了上面的說(shuō)法和反應(yīng)(5)、(6)的存在;但EDS中沒(méi)有顯示As的存在, 這可能是由于吸附量太小低于檢測(cè)限所致.因此, 對(duì)礦物反應(yīng)前后的表面元素含量做XPS分析, 結(jié)果見表 5.由表 5可知, 礦物表面在反應(yīng)后出現(xiàn)了As, 說(shuō)明As確實(shí)吸附到了礦物表面.通過(guò)之前XRF測(cè)得數(shù)據(jù)可知, 碳氧元素可能是XPS刻蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)受到空氣中CO2和氧氣的污染.表 5中顯示在吸附后出現(xiàn)砷, 說(shuō)明As(V)確實(shí)吸附在礦物表面上;反應(yīng)前Fe:S為0.82, 反應(yīng)后變成0.98, 說(shuō)明磁黃鐵礦表面的部分硫被砷取代, 這也證實(shí)了之前配位離子交換吸附的結(jié)論.

　　圖 8吸附前(a)、后(b)磁黃鐵礦SEM-EDS圖

　　表 4 吸附前后磁黃鐵礦除As(V)的EDS結(jié)果

　　表 5 吸附前、后磁黃鐵礦除砷(V)的XPS結(jié)果

　　圖 9 As(V)動(dòng)態(tài)吸附穿透曲線

　　3.5 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)

　　利用磁黃鐵礦為吸附劑的固定床動(dòng)態(tài)吸附處理含砷溶液.由圖 7可知, 在動(dòng)態(tài)吸附情況下, 前45 h即(150個(gè)BV)出水砷濃度小于10 μg·L-1, 達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn).在前324個(gè)BV出水砷濃度小于0.5 mg·L-1, 達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn).出水達(dá)標(biāo)的單位BV所需成本遠(yuǎn)低于其他人工合成吸附劑, 這說(shuō)明價(jià)格低廉的磁黃鐵礦在處理含砷廢水方面具有相當(dāng)好的應(yīng)用前景.具體參見污水寶商城資料或http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　4 結(jié)論(Conclusions)

　　1) 采用磁黃鐵礦對(duì)As(V)進(jìn)行吸附去除具有良好的效果, 在30 ℃、As(V)初始濃度為30 mg·L-1的條件下, 24 h就可以達(dá)到90%以上的去除效果.溫度對(duì)去除過(guò)程的影響顯著, 在283 K時(shí)有75%的去除率, 313 K以上時(shí)去除率達(dá)到99%.在pH=2~11的范圍內(nèi)磁黃鐵礦對(duì)As(V)的去除率先增后減, 在pH=3~9之間去除率都在80%以上, 在pH為4左右時(shí)吸附效果最好, 此時(shí)磁黃鐵礦對(duì)As(V)的去除率達(dá)到99%.投加量對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響顯著, 投加量為0.2時(shí)As(V)去除率為58%, 投加量大于2 g時(shí), As(V)去除率接近100%, 實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)出水濃度調(diào)節(jié)投料比.NO3-、SO42-、Cl-、F-對(duì)磁黃鐵礦除砷的影響不大, 而PO43-、SiO32-、CO32-對(duì)砷吸附有較強(qiáng)的抑制作用, 表明這些無(wú)機(jī)陰離子與As(V)之間可能存在較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用, 工業(yè)應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意預(yù)先脫鹽處置.在2 mg·L-1砷初始濃度下的動(dòng)態(tài)吸附結(jié)果顯示, 在前150個(gè)BV的As(V)出水濃度能達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn).

　　2) Langmuir和Freundlich吸附等溫線方程都可以模擬磁黃鐵礦吸附As(V)的過(guò)程, 而Langmuir方程的擬合效果更好, 說(shuō)明磁黃鐵礦吸附As(V)的過(guò)程可以用單層吸附模型進(jìn)行描述.偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)和偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程都能對(duì)磁黃鐵礦吸附As(V)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行模擬, 但偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的模擬效果更佳, 說(shuō)明吸附是一個(gè)吸熱的化學(xué)吸附過(guò)程.

　　3) 磁黃鐵礦除砷是一個(gè)吸熱的配位離子交換過(guò)程, 同時(shí)伴隨一些化學(xué)沉淀反應(yīng), 其吸附砷之后的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到砷的釋放, 表明磁黃鐵礦吸附是一種有效的除砷手段, 磁黃鐵礦作為除砷吸附劑極具應(yīng)用前景.