吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (1): 342-351.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250174

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

地下水常见阴离子影响双重改性纳米零价铁降解硝基苯的机制及效果

秦传玉1, 2,尤凯鸿1, 2,李小奇1, 2,张成武1, 2,于丽娟1, 2   

  1. 1.吉林大学新能源与环境学院,长春 130021
    2.石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室(吉林大学,长春 130021
  • 收稿日期:2025-07-18 出版日期:2026-01-26 发布日期:2026-02-09
  • 作者简介:秦传玉(1981—),男,教授,博士生导师,主要从事土壤、地下水污染控制与治理方面的研究,E-mail: qincyu@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    吉林省自然科学基金项目(20230101132JC)

Effects of Common Groundwater Anions on Nitrobenzene Degradation by Dual-Modified Nano Zero-Valent Iron and Underlying Mechanisms

Qin Chuanyu1,2, You Kaihong1,2, Li Xiaoqi1,2, Zhang Chengwu1,2, Yu Lijuan1,2   

  1. 1. College of New Energy and Environment, Jilin University, Changchun 130021, China
    2. National and Local Joint Engineering Laboratory for Petrochemical Contaminated Site Control and Remediation Technology
    (Jilin University), Changchun 130021, China
  • Received:2025-07-18 Online:2026-01-26 Published:2026-02-09
  • Supported by:
    the Natural Science Foundation of Jilin Province (20230101132JC)

摘要: 硫化和羧甲基纤维素稳定化双重改性纳米零价铁(S-CMC-nZVI)具有反应活性高和迁移能力强等特点,在修复有机污染地下水领域具有较强的应用潜力,然而地下水中常见阴离子对其表面改性层及降解性能的影响尚不清楚。本文以硝基苯为目标污染物,探究地下水中常见阴离子(SO2-4、HCO-3、NO-3、Cl-)对S-CMC-nZVI降解硝基苯的影响机制及效果。结果表明:NO-3、Cl-的存在不会影响S-CMC-nZVI表面改性层的硫化程度和硝基苯降解效率;当体系中加入SO2-4、HCO-3时,表面改性层的硫化程度降低,硫化层被剥蚀,溶液中Fe2+和S2-增加,材料实际硫铁摩尔比分别下降至0.013 2、0.019 1;硫化层脱落产生的FeS、Fe2+可促进硝基苯的降解,但SO2-4会导致S-nZVI表面产生铁氧化物,抑制硝基苯持续降解;HCO-3具有加速氧化层分解的作用,有利于硝基苯持续降解,降解率最高可达99.6%。

关键词: 地下水, 阴离子, S-CMC-nZVI, 硝基苯

Abstract: Sulfide and carboxymethyl cellulose (CMC) stabilization dual-modified nano zero-valent iron (S-CMC-nZVI) exhibits high reactivity and strong mobility, demonstrating significant potential for remediating organically contaminated groundwater. However, the effects of common groundwater anions on its surface-modified layer and contaminant degradation performance remains unclear. This study investigated the mechanisms and effects of common groundwater anions (SO2-4, HCO-3, NO-3, Cl-) on the degradation of nitrobenzene by S-CMC-nZVI, using nitrobenzene as the target pollutant. The results showed that the presence of NO-3 and Cl- did not affect the sulfidation degree of the S-CMC-nZVI surface modified layer or the degradation efficiency of nitrobenzene. The addition of SO2-4 or HCO-3 led to a reduction in the sulfidation degree of the surface modification layer, causing peeling and increase in the content of Fe2+ and S2- in the solution. Consequently, the actual n(S)/n(Fe) molar ratios of the material decreased to 0.013 2 and 0.019 1, respectively. The FeS and Fe2+ produced by the peeling of the sulfide layer can promote the degradation of nitrobenzene. However, SO2-4 will cause the formation of iron oxides on the surface of S-CMC-nZVI, thereby inhibiting the sustained degradation of nitrobenzene. In contrast, HCO-3 accelerated the decomposition of the oxide layer, facilitating the sustained degradation of nitrobenzene, with a maximum efficiency of 99.6%. This study provides a theoretical reference for the efficient application of S-CMC-nZVI in groundwater remediation.

Key words: groundwater, anion, S-CMC-nZVI, nitrobenzene

中图分类号: 

  • X523
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