泡沫强化多孔介质中纳米零价铁迁移试验
2015-11-19张文静梁秀春秦传玉李璐璐赵勇胜吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春10021吉林大学环境与资源学院吉林长春10021环境保护部环境规划院北京100012吉林市水利水电勘测设计研究院吉林吉林1201
苏 燕,张文静,梁秀春,秦传玉,李璐璐,赵勇胜*(1.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林 长春 10021;2.吉林大学环境与资源学院,吉林 长春 10021;.环境保护部环境规划院,北京 100012;.吉林市水利水电勘测设计研究院,吉林 吉林 1201)
泡沫强化多孔介质中纳米零价铁迁移试验
苏 燕1,2,张文静3,梁秀春4,秦传玉1,2,李璐璐1,2,赵勇胜1,2*(1.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林 长春 130021;2.吉林大学环境与资源学院,吉林 长春 130021;3.环境保护部环境规划院,北京 100012;4.吉林市水利水电勘测设计研究院,吉林 吉林 132013)
通过批量模拟试验考察了纳米零价铁(NZVI)在水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液与SDS泡沫3种流体中的沉降性能,以及3种流体输送作用下NZVI在多孔介质中的迁移分布特性.结果表明:NZVI在SDS溶液中的稳定性远大于其在水中的稳定性;搅拌速度为3000r/ min时,NZVI在泡沫中的分布较均匀且泡沫对NZVI携带量较大;NZVI对泡沫稳定性影响不大.水、SDS溶液、SDS泡沫分别作为输送流体时,NZVI迁移的最大距离分别为0.8m,7.9m和2.1m,SDS溶液和泡沫均显著促进了其在多孔介质中的运移.当NZVI由SDS溶液和泡沫输送时,其在介质中的分布范围(33.5%和42.5%)大于水(12.8%);由于重力作用,SDS溶液携带NZVI的迁移主要集中在垂向上,水平迁移能力有限;而泡沫受重力影响较小,其携带的NZVI在水平和垂直方向上的分布更为均匀.可见泡沫作为NZVI的输送流体具有明显优势.
泡沫;强化迁移;纳米零价铁;多孔介质
近年来,NZVI(纳米零价铁)以其高效的反应活性和较大比表面积等优势逐渐应用于地下水环境修复领域,并在实际场地修复过程中具有较好的应用前景[1-4].由于地下水中离子强度、NZVI颗粒间磁吸引力、范德华力以及密度等因素,导致NZVI颗粒极易聚合成较大颗粒、沉积并附着在多孔介质颗粒表面或截留在多孔介质孔隙中,从而使其在多孔介质中的迁移严重受阻[5-7].针对NZVI在多孔介质中易聚合的现象,许多学者[8-10]提出利用聚乙烯醇乙酸乙烯酯衣康酸(PV3A)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶等聚合物将NZVI进行表面改性,以此降低颗粒之间的范德华力、增大空间位阻、降低其在介质中的聚合几率,从而提高NZVI在介质中的迁移性.此外,如何将NZVI在可控制条件下运送至污染区域成为成功修复地下水和包气带的关键,也逐渐成为针对该技术的研究重点.Schrick等[11]于2004年提出“媒介”的概念,即利用聚丙烯酸溶液作为携带NZVI的流体,该流体与NZVI形成一定的键桥作用,结果发现,在该流体作用下,NZVI在多孔介质中的迁移距离远大于水溶液作为流体时的迁移距离,从而有效促进了NZVI在多孔介质中的运移.研究[3-5]表明,在水溶液携带作用下NZVI在多孔介质中的迁移距离为几cm或者十几cm,即使在实际场地研究中,NZVI的迁移距离也局限在几cm甚至更小的范围.Kanel等[12]将PAA溶液作为运送NZVI的流体,探究注入流量和PAA浓度对NZVI迁移的影响,结果表明,当PAA的浓度为6g/L、流量为2mL/min时,NZVI在多孔介质中的迁移距离最大.然而,这些基于水的运输方式存在重力流和优先流等弊端,其中重力流导致NZVI悬浊液在重力作用下垂向迁移,从而限制悬浊液的水平运移,降低其影响范围;在非均匀介质中,优先流会导致NZVI悬浊液绕过渗透性低的区域,优先进入高渗透区域,从而使低渗透区域中的污染物难以去除.
综上,研究人员提出利用泡沫作为输送微颗粒的流体,将微颗粒悬浊液通过高速搅拌或者多孔介质形成微颗粒负载泡沫,通过对泡沫施加压力将其运送至污染区域.研究[13-15]表明,泡沫输送较溶液输送更能有效促进微颗粒的水平迁移、增加微颗粒的影响范围.Zhong等[16]利用泡沫运输多硫化钙对污染土壤中Cr(VI)进行固定时发现,当多硫化钙由泡沫输送时,Cr(VI)的固定率为90%,而多硫化钙由水输送时,Cr(VI)的固定率仅为25%.Shen等[17]分析了在泡沫携带作用下,羧基改性聚苯乙烯胶体微颗粒在包气带中的迁移分布情况,结果显示,泡沫对微颗粒具有较好的携带能力,微颗粒的存在并没有降低泡沫的稳定性,从而实现了泡沫输送时微颗粒在介质中的顺利迁移;通过比较表面活性剂溶液和表面活性剂泡沫对微颗粒在介质中的输送效果发现,泡沫对微颗粒的输送可有效增大微颗粒的影响范围.
鉴于泡沫作为输送流体需要有足够的稳定性,本课题组于试验前期对阴离子表面活性剂—十二烷基硫酸钠(SDS)泡沫和非离子表面活性剂—Tween 80泡沫的稳定性进行了考察,研究表明,SDS泡沫具有较高的稳定性,且对NZVI颗粒具有较好的携带能力[18].此外,由于环境介质表面主要携带有负电荷,而SDS为阴离子表面活性剂,因此可以降低环境介质对SDS表面活性剂的吸附量.国内外针对纳米铁在多孔介质中的迁移主要集中在一维模拟柱中,探究基于液体的改性纳米铁浆液在多孔介质中的迁移,而对于泡沫携带纳米铁在二维空间上的迁移特征尚不明确.鉴于此,本研究选择SDS泡沫(质量浓度w为0.25%)作为携带NZVI的流体,并设置对照试验,研究在不同流体(水,SDS溶液,SDS泡沫)作用下,NZVI在模拟柱和模拟槽中的迁移特性.
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验试剂及介质 所用试剂均为分析纯.SDS、七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)、聚乙烯吡咯烷酮-30[(C6H9NO)n,PVPK-30]、硫氰酸钾(KSCN)与过硫酸铵((NH4)2S2O8)均购自北京化工制药厂;硼氢化钾(KBH4)与盐酸(HCl)购自天津百世精细化学试剂厂;高纯氮气购自长春市巨洋气体有限公司.将过筛的石英砂(0.5~0.9mm)在体积比为1:1的盐酸中清洗浸泡12h,用自来水洗净,直至清洗水的pH值为7左右,风干后备用.1.1.2 NZVI悬浊液与SDS-NZVI悬浊液的制备 称取8.34g FeSO4·7H2O和5g(PVPK-30)溶解于250mL去氧水中,机械搅拌使其充分溶解.称取6.48g KBH4溶于250mL去氧水中,充分搅拌溶解;用一次性滴管将KBH4溶液逐滴加入FeSO4-PVP的混合溶液中,边滴加边搅拌,溶液变成黑色时,继续搅拌30min,形成NZVI悬浊液.然后用磁选法将形成的NZVI分选出来,用无氧水冲洗3次,保存于600mL无氧水中[19-20].该方法制备悬浊液的NZVI浓度即ρ(NZVI)理论值为2.8g/L.称取1.5g SDS置于上述NZVI悬浊液中,氮气保护下搅拌30min,形成SDS质量浓度即w(SDS)理论值为0.25%的悬浊液.
1.2 试验方法
1.2.1 模拟柱试验 模拟柱的填充和预处理:模拟柱为有机玻璃柱(内径2cm,高20cm)(图1).向模拟柱中均匀填满0.5~0.9mm粒径石英砂,填充密度为1.465g/cm3;介质孔隙度为0.41;该研究选择悬浊液的注入速率为5mL/min,因此由模拟柱横截面积和液体注入速率计算得出悬浊液通过模拟柱的达西流速为1.59cm/min.模拟柱的顶端和底端分别装入纱网以保证布水的均匀性.待石英砂装填完毕后,向模拟柱中通入高纯氮气15min,以去除其中的氧气.
图1 模拟柱试验装置Fig.1 Schematic of column experiment
模拟柱试验步骤:选择搅拌速度为3000r/ min,w(SDS)为0.25%.通过蠕动泵控制液体流量为5mL/min,NZVI悬浊液、SDS-NZVI悬浊液和NZVI负载泡沫的泵入液体体积均为7孔隙体积(PV)(1PV=26.5mL).试验每隔2.6min进行一次取样并用硝酸溶解,待NZVI完全溶解在硝酸中,取该硝酸溶解液1mL利用硫氰酸盐比色法测定其中的ρ(NZVI),计算出水中NZVI的相对浓度(出水与原始悬浊液中ρ(NZVI)的比值),并绘制其随时间的变化曲线.待试验完成后,将模拟柱内石英砂介质拆分成等质量(10g)样品,加入10mL硝酸消解24h后,测定其中总铁离子的含量,从而计算多孔介质中NZVI的质量浓度w(NZVI,mg/kg).分析出水中NZVI的相对浓度变化以及模拟柱介质中NZVI的空间分布情况.
1.2.2 模拟槽试验 模拟槽的填充和预处理:模拟槽为有机玻璃槽(长、宽、高分别为50,2.5,40cm)(图2).向模拟槽中均匀填入0.5~0.9mm石英砂,填充密度和孔隙度均与模拟柱相同.填充完毕后向模拟槽中通入高纯氮气15min,以去除其中的氧气.密封模拟槽以避免泡沫注入过程中多孔介质发生隆起和断裂.在模拟槽顶端密封玻璃板上设置2个孔与大气相连用以保证流体为重力流.
图2 模拟槽试验装置Fig.2 Schematic of sand box experiment
模拟槽试验步骤:选择搅拌速度为3000r/ min,w(SDS)为0.25%.通过蠕动泵控制液体流量为17mL/min,分别泵入0.15PV(1PV=1900mL)的NZVI悬浊液、SDS-NZVI悬浊液和NZVI负载泡沫.NZVI与SDS-NZVI悬浊液的注入点位置与模拟槽左端和上端距离分别为15cm和12cm,NZVI负载泡沫的注入点位置与模拟槽左端和上端的距离分别为25cm和22cm.观察并用摄像机(Canon LE GRIA FS46,佳能中国有限公司,中国)记录NZVI的迁移过程.待试验结束后,将模拟槽分成2cm×2cm网格并提取介质样品,用10mL硝酸溶解测定总铁离子含量,计算每个网格介质中的w(NZVI),将该数值设为网格中心点的w(NZVI),并用Suffer 8.0绘制其空间分布曲线.
2 结果和讨论
2.1 NZVI的表征
NZVI的X射线衍射(XRD)图谱如图3所示.在30°~90°范围内,衍射角2θ分别在44.75°和82.6°处出现了体心立方为α-Fe0的(110)晶面和(211)晶面弥散衍射峰,由于Fe3O4和Fe2O3均在2θ为35.32°处有衍射峰并且区分度欠佳,因此35.32°处的次级峰对应的均为铁的氧化物.对照α-Fe0标准谱图可知,试验室制备的NZVI主要成分为α-Fe0.
图3 NZVI的XRD图Fig.3 XRD pattern of NZVI particles
图4 不同SDS浓度下NZVI 颗粒的透射电镜(TEM)Fig.4 TEM images of NZVI particles with different SDS dosages
SDS改性NZVI的透射电镜(TEM)图如图4所示.大部分NZVI颗粒尺寸介于20~100nm之间.当w(SDS)为0%时,由于NZVI颗粒间的磁吸引力和范德华力作用,NZVI颗粒团聚成热力学稳定性较强的链状或块状结构.而当加入SDS时,NZVI颗粒表层会包覆一层透明的薄膜,使NZVI颗粒之间的磁吸引力降低,并提高颗粒之间的空间位阻,从而使NZVI较均匀地分散于SDS溶液中,可见SDS是一种可以有效抑制NZVI聚合的表面活性剂.
2.2 NZVI在一维模拟柱中的迁移
当NZVI悬浊液、SDS-NZVI悬浊液以及NZVI负载泡沫的注入体积(以液体计)分别为0.5PV和1PV时,模拟柱中NZVI的迁移情况如图5所示.
图5 三种输送流体作用下NZVI的迁移情况Fig.5 Transport photograph of NZVI in column under three vehicles
由图5(a)可见,当3种流体的注入体积均为0.5PV时,对于NZVI悬浊液,NZVI与水分离,水的迁移速度远大于NZVI,大部分NZVI被截留在模拟柱底端2cm范围内,水迁移至模拟柱中间;对于SDS-NZVI悬浊液,NZVI与SDS溶液同时快速向上迁移达到模拟柱中间位置;相比于SDS溶液和水作为输送流体时,泡沫携带作用下NZVI的迁移速度更大,当注入液体量为0.4PV时,NZVI迁移出模拟柱.由图5(b)可见,3种流体注入体积均为1PV时,对于NZVI悬浊液,NZVI迁移至模拟柱中间位置;而对于SDS-NZVI悬浊液与NZVI负载泡沫,NZVI已经迁移出模拟柱.由于泡沫组成大部分为气体,在气体拖拽作用下,NZVI在模拟柱中迁移性增强,此外在相同液体注入量情况下,泡沫的注入体积更大,也是导致泡沫输送的NZVI在模拟柱中迁移较快的原因.
当w(SDS)为0.25%时,NZVI在3种输送流体携带下,注入体积分别为7PV时,出水和介质中ρ(NZVI)和w(NZVI)的变化情况如图6所示.
图6 三种输送流体作用下NZVI在出水中的相对浓度变化以及在介质中的空间分布Fig.6 Curves of relative concentration of NZVI in effluent and the spatial distribution of NZVI in media under three vehicles at 7PV liquid injection
对于NZVI悬浊液,由图6(a)可知,出水中NZVI相对浓度初始值为0,当注入体积为2PV时,其相对浓度仅为0.27%;持续注入NZVI悬浊液,出水中NZVI的相对浓度缓慢增大;直至注入体积为7PV时,出水中NZVI的相对浓度为32%.当NZVI悬浊液注入体积为7PV时,计算可得,51.12%的NZVI残留在模拟柱底端6cm区域内,NZVI在介质中的残留率为78.97%,溢出率是17.43%.由图6(b)可知,距离注入点位置越远,介质中w(NZVI)越低.当注入体积为7PV时,模拟柱顶端处w(NZVI)骤升主要是因为模拟柱出水管变径导致阻力升高,从而拦截了部分NZVI.可见,由于NZVI聚合形成大颗粒而被截留在多孔介质孔隙中以及附着于其表面,导致NZV的迁移受阻.NZVI的TEM图(图4a)也印证了该结论.
对于SDS-NZVI悬浊液,初始出水中NZVI的相对浓度为28%;随着SDS-NZVI悬浊液的持续注入,NZVI的相对浓度逐渐升高,注入体积为7PV时,其相对浓度达到89%.由图6(b)可知,当SDS-NZVI悬浊液注入体积为7PV时,NZVI均匀分布在多孔介质中,其在模拟柱中的残留率为24.49%,累积溢出率为70.96%.在多孔介质中,影响NZVI运移的主要因素是介质和NZVI颗粒之间的范德华力和静电力、悬浊液在介质中的拖拽力以及水气之间的界面张力.当加入表面活性剂时,水与气之间的界面张力降低,同时SDS具有很强的分散作用,因此降低了NZVI颗粒聚合的几率以及NZVI附着在介质中的可能性,从而减少了NZVI在介质中的残留.
对于NZVI负载泡沫,当注入体积为0.9PV时,出水中NZVI的相对浓度达到30%,并呈稳定升高的趋势;当注入液体体积为7PV时,介质中w(NZVI)沿泡沫注入方向而逐渐降低,NZVI的残留率为39.53%,累积溢出率为53.97%.由于SDS降低了水气之间的界面张力,此外,泡沫中气体的速率远大于液体的速率,因此其在介质中的拖拽力也促进纳米颗粒的运移[17].当注入SDS-NZVI悬浊液与NZVI负载泡沫时,在测定范围内,出水中ρ(NZVI)均高于NZVI悬浊液注入时出水中ρ(NZVI).由此可见,输送流体为SDS溶液和SDS泡沫时,NZVI的迁移性显著增强,NZVI在介质中的分布较水输送时更加均匀.
颗粒在介质中的迁移与附着主要由接触效率(α)与单一捕集器效率(η0)决定[21],计算公式:
式中:ηr为实际的捕集系数;U为流体注入速率,mL/min;dc为单一捕集器的直径,mm;ω为多孔介质的孔隙度;L0为多孔介质的长度(模拟柱长,mm);C和C0是距离注入点为L和L=0处NZVI的浓度,mg/L;kd为沉积速率系数.将式(2)与式(3)合并:
式中:Ci为出水中NZVI的平衡浓度,mg/L.
假设迁移方向上NZVI的滞留率相同,粒子在各向同性孔隙介质中的迁移距离与其出、入口浓度比值的自然对数成正比:
式中:L为某时刻NZVI迁移距离,m;Cf为当NZVI迁移距离为L时,NZVI的浓度,mg/L.当Cf/C0为1%时,最大迁移距离(Lmax):
假设NZVI悬浊液、SDS-NZVI悬浊液与NZVI负载泡沫注入体积分别7PV时的相对浓度为平衡浓度(Ci/C0分别为0.32,089和0.64),根据式(6)可得NZVI在多孔介质中迁移的最大距离分别为0.8m,7.9m和2.1m.可见SDS溶液与SDS泡沫作为输送流体时,NZVI最大迁移距离分别是水作为输送流体时的9.875和2.625倍.因此在相同注入液体体积时,SDS溶液与SDS泡沫促进了NZVI在介质中的迁移.
2.3 NZVI在二维模拟槽中的迁移
图7 当3种输送流体注入体积为0.15PV时,NZVI在介质中的迁移分布Fig.7 Transport and distribution photographs of NZVI in sand box at 0.15PV liquid injection
在水、SDS溶液和SDS泡沫3种输送流体携带作用下,当注入体积均为0.15PV时,NZVI在介质中的迁移分布情况如图8和图9所示.
图8 介质中NZVI的空间分布Fig.8 The spatial distribution of NZVI in porous media
由图7(a)可知,当注入NZVI悬浊液时,大部分NZVI被截留在注入点附近,NZVI悬浊液中的水与NZVI分离并在重力作用下迁移至模拟槽底部并在槽底部形成水饱和态.当NZVI悬浊液注入体积为0.15PV时,NZVI在左侧和右侧的水平迁移距离分别为9cm和7cm,垂直方向的最大迁移距离为8cm和20cm.此时,NZVI覆盖范围约是整个模拟槽的12.8%[图8(a)].在20cm范围内,由于NZVI的聚合作用,NZVI的浓度从最大值5800mg/kg降至0.可见当水作为携带NZVI的流体时,NZVI在介质中的分布不均匀.由于NZVI 在pH值为7左右时带正电,介质带负电,因此当NZVI在介质中运移时,由于静电引力作用,导致NZVI黏附在多孔介质上,从而抑制NZVI的迁移[22].此外,介质对NZVI的拦截和沉积作用对NZVI在介质中的迁移亦有较大影响[22].
由图7(b)可知,当SDS溶液作为NZVI的携带流体时,NZVI与SDS溶液在重力作用下同时向下迁移,SDS-NZVI悬浊液在注入点下部的模拟槽底部积累达到饱和状态,并在槽底部发生侧向迁移.NZVI在模拟槽底端的迁移覆盖整个模拟槽,在模拟槽上端侧向迁移距离分别为5cm和7cm,NZVI的覆盖面积占整个模拟槽面积的33.5%,由此可见,SDS溶液作为NZVI的输送流体时,NZVI的覆盖范围远大于输送流体为水时的覆盖范围.然而,当注入SDS-NZVI悬浊液时,NZVI在介质中的分布不均匀,在注入点下部形成较窄的柱状区域.SDS溶液促进NZVI在介质中的迁移主要是由于SDS疏水基与NZVI相结合,因此在SDS连接作用下,NZVI与SDS溶液同时垂向迁移.此外,由于SDS为阴离子表面活性剂,导致SDS的加入可能改变NZVI表面电荷的性质,从而使介质对NZVI的吸附性降低,进而提高NZVI在介质中的迁移性[23].
当注入NZVI负载泡沫时,NZVI在模拟槽中同时发生水平和垂向迁移.由图7(c)可见,NZVI在介质中的迁移图像是以注入点为圆心、逐渐向四周扩散的圆形.在泡沫扩散过程中,外围泡沫首先破裂形成NZVI悬浊液,在重力作用下垂向迁移,并累积在模拟槽底部直至饱和.相对于NZVI悬浊液和SDS-NZVI悬浊液,NZVI负载泡沫在水平方向上的迁移距离大大增加,当注入体积为0.15PV时,NZVI的水平迁移距离达到25cm[图8(c)].由泡沫输送时,NZVI的影响范围为整个模拟槽范围的42.5%,远大于水和SDS溶液输送时的影响范围.泡沫强化NZVI在介质中迁移的研究表明,泡沫输送大大增加了NZVI的水平迁移距离以及影响范围.与SDS溶液作为输送流体相比,SDS泡沫不仅强化了NZVI在水平方向上的迁移,而且使NZVI在介质中的分布更均匀.由图8(c)可见,w(NZVI)的最大值为1600mg/kg,在水平方向上25cm范围内降至0;而对于SDS溶液,w(NZVI)介于700~2400mg/kg的区域主要集中在注入点以下,横向距离10cm范围内.
综上,当NZVI由SDS溶液和SDS泡沫输送时,NZVI在介质中的影响范围相对于水作为输送流体时大大增加.但受重力影响,SDS溶液对NZVI的强化迁移能力主要体现在垂向上;而由于泡沫为气水混合物,其受重力影响较小,故可以相对均匀地分布在污染区域,从而强化了NZVI在水平方向上的运移.可见,在输送NZVI进入目标污染区域时,相对于SDS溶液和水,SDS泡沫具有明显优势,是具有发展前景的输送流体.
3 结论
3.1 NZVI在SDS溶液中的稳定性较水中稳定性更强,SDS泡沫对NZVI具有较好的携带能力;NZVI对SDS泡沫的稳定性影响不大,从而为SDS泡沫作为输送NZVI的流体提供条件.
3.2 当水、SDS溶液与SDS泡沫作为输送流体时,NZVI迁移的最大距离分别为0.8m、7.9m和2.1m.SDS溶液和SDS泡沫均能够显著促进NZVI在多孔介质中的运移.
3.3 当NZVI由SDS溶液和SDS泡沫输送时,NZVI在介质中的影响范围相对于水作为输送流体时大大增加.由于受重力影响,SDS溶液对NZVI的强化迁移能力主要体现在垂向上,水平迁移能力有限;而SDS泡沫受重力影响较小,NZVI在水平和垂直方向上均迁移良好且分布较均匀.可见泡沫作为NZVI的输送流体具有明显优势,拥有良好的应用前景.
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Enhanced delivery of nanoscale zero valent iron by foam in porous media.
SU Yan1,2,ZHANG Wen-jing3,LIANG Xiu-chun4,QIN Chuan-yu1,2,LI Lu-lu1,2,ZHAO Yong-sheng1,2*(1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment ministry of Education,Jilin University,Changchun 130021,China;2.College of Environment and Resources,Jilin University,Changchun 130021,China;3.Chinese Rcademy for Environmental Planning,Beijing 100012,China;4.Jilin Hydropower Planning and Design Institute,Jilin 132013,China).China Environmental Science,2015,35(6):1700~1708
Laboratory scale experiments were conducted to investigate the sedimentation and delivery properties in the three vehicles,i.e.water,sodium dodecyl sulfate(SDS)solution and SDS foam.Experimental results showed that the stability of NZVI in SDS solution was much greater than that in water;the optimum foam capability to carry NZVI and the uniformity of NZVI in foams were observed at 3000 r/min stirring speed;the presence of NZVI has slightly influence on foam stability.The maximum delivery distances for NZVI suspension,SDS-NZVI suspension and NZVI-laden foam were 0.8m,7.9m,and 2.1m,respectively.Therefore,the transport of NZVI in porous media was enhanced apparently by SDS solution and SDS foam.The impact zones for SDS-NZVI suspension(33.5%)and NZVI-laden foams(42.5%)were icreased compared with the bare NZVI suspension(12.8%).Due to gravity,vertical transport of NZVI carried by SDS solution was prior to horizontal transport,and the horizontal delivery distance was limited;NZVI carried by SDS foam could transport in both horizontal and vertical directions,and the distribution of NZVI was more uniform.Additionally,compared with water and SDS solution,SDS foam was an ideal vehicle to deliver NZVI particles and had a promising application in contamination sites.
foam;enhance delivery;nanoscale zero-valent iron;porous media
X523
A
1000-6923(2015)06-1700-09
苏 燕(1986-),女,山东菏泽人,吉林大学博士研究生,研究方向为污染场地的控制与修复.
2014-10-28
国家自然科学基金项目(41302183);北京市教育委员会市属高校创新能力提升计划项目(TJSH G201310772028);吉林大学研究生创新基金项目(2014097)
* 责任作者,教授,zhaoyongsheng@jlu.edu.cn