跳到主要內容區塊

:::文獻分享

奈米零價鐵粒子的合成及其在水處理、環境整治、催化及其生物學效應中的應用2020/12/23

一、動機:奈米零價鐵(nZVI)由於其高反應活性以及由於地殼中鐵的豐度高而對環境的預期影響小,因此在這些領域中正在成為新興材料。 二、方法:有大量研究來測試nZVI在從水和土壤中去除污染物的過程中的有效性,並修飾強化這種材料的性能,以滿足特定的應用要求。實驗室測試、現場應用以及對環境影響的調查的數量正急劇增加。 三、結果:在土壤及地下水整治應用上,例如,以使用位於氯乙烯單體工廠下游地下水方向的200平方米的試驗場試驗,證明了nZVI在地下水整治中的有效性〔Wei et al., 2010〕。地下水被氯化有機物(尤其是氯乙烯)高度污染。商業和硼氫化物方法合成的nZVI均被使用,並被發現對氯乙烯脫氯有效。觀察到nZVI在含水層中是可移動的,有效行進距離至少為3 m。由於nZVI遷移,地下水中總鐵、總固體和懸浮固體的濃度也有所增加。在上層和中層土壤中,氯乙烯的降解效率均大於90%,但在底層中則要小得多,這可能是由於後者的nZVI濃度較小之緣故。該文章概述nZVI從水,廢水,土壤和地下水中去除有毒有機和無機材料的催化活性,反應性和效率的當前知識,以及其對微生物的毒性作用。和植物。通常,nZVI可以透過物理或化學方法生產,方法是將大塊鐵的尺寸減小至奈米級(自上而下的方法),或者由離子或分子產生的原子構成奈米鐵(自下而上的方法)。直至目前,有大量的研究來穩定和修飾這些奈米材料,以提高其可傳輸性、在水和土壤中的流動性、吸附性能和反應性。鐵和修飾劑之間具有協同作用,並且在降低的反應性和提高的穩定性、遷移率和吸附性能之間達到了良好的平衡。未來研究的一個重要方向將是應對擴大規模生產以經濟且大規模生產改良之nZVI的挑戰。由於所需化學藥品的較高成本和試劑的毒性,目前廣泛使用的硼氫化物合成途徑受到限制。由於對生物降解性、環境友好性以及天然和可再生資源的要求越來越關鍵,因此支持材料也有望成為未來研究的重點。關於nZVI在微生物和植物上的作用是一個複雜的問題;不僅因為同時觀察到了正負面效應,而且淨化受污染地下水或土壤的長期效果至關重要。必須注意的是,急毒性研究無法充分預測nZVI對環境的長期影響,因為奈米的毒性隨其在環境中的轉化而有所變化。 四、小結:目前,關於nZVI的環境影響的長期野外研究相當少。對於nZVI的應用以及實驗室研究,都應持續進行。

資料出處:

行政院環境保護署土污基管會

相關檔案