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赤铁矿胶体是一种广泛存在于土壤中的活性组分,可与重金属Cr(Ⅵ)发生吸附、沉淀、络合等多种化学作用,从而影响Cr(Ⅵ)在土壤中的迁移富集. 探究赤铁矿胶体-Cr(Ⅵ)-腐殖酸三元体系在多孔介质中的共迁移过程,对于深入理解Cr(Ⅵ)污染过程和防控原理具有重要意义. 该研究通过吸附、聚集和柱迁移实验,探究了碱性条件下Cr(Ⅵ)和腐殖酸对赤铁矿胶体的聚集动力学和迁移能力的影响. 结果表明:加入Cr(Ⅵ)会提高赤铁矿胶体的ζ电势,降低胶体与石英砂之间的最大排斥势垒,阻滞赤铁矿胶体在砂柱中迁移,穿透峰值从61%降至50%左右. 引入腐殖酸会增加赤铁矿胶体表面负电荷,增强Cr(Ⅵ)与赤铁矿胶体之间的静电斥力,且与Cr(Ⅵ)竞争吸附赤铁矿胶体表面的结合位点,抑制Cr(Ⅵ)在赤铁矿胶体上的吸附,导致胶体与石英砂之间的最大排斥势垒升高. Cr(Ⅵ)和腐殖酸的吸附先后顺序对赤铁矿胶体稳定性和迁移性有显著影响. 赤铁矿胶体在腐殖酸-Cr(Ⅵ)体系中的ζ电势和水合粒径(-30 mV和200~300 nm)比Cr(Ⅵ)-腐殖酸体系(-28 mV和400~500 nm)要小,且在腐殖酸-Cr(Ⅵ)体系中穿透峰值更高. 研究显示,在碱性条件下,尽管腐殖酸会抑制Cr(Ⅵ)在赤铁矿胶体表面上的吸附,但会增加赤铁矿胶体在环境中的稳定性和迁移性,使得吸附在赤铁矿胶体表面的Cr(Ⅵ)随胶体发生共迁移的可能性增加,具有潜在的环境风险. |