近年来工业发展迅速,但是发展的同时伴随着一些环境污染问题如重金属污染,重金属污染的治理刻不容缓。环境中的重金属的存在形式多样,有以含氧阴离子的形式存在,如六价铬(Cr(VI))。Cr(VI)是一种常见的重金属,它对人体具有危害性且在环境中具有强的毒性和迁移性。此外,一些重金属也以络合物的形式存在,如重金属与乙二胺四乙酸(EDTA)络合形成的重金属-EDTA络合物。这些络合物具有毒性且增加了重金属的迁移能力和去除难度。这些重金属在环境中的命运常常与水铁矿相关,因为水铁矿在自然环境和工程环境中存在非常广泛且对各种污染物如重金属具有良好的吸附能力;并且水铁矿容易转化其它结晶度更高的铁氧化物,在转化过程中水铁矿上的重金属很可能发生迁移。因此,研究水铁矿转化过程中重金属的迁移行为的影响对使用铁氧化物治理重金属有一定的借鉴作用。本研究主要研究了Cr(VI)和金属-EDTA络合物(Ca(II)-EDTA和Ni(II)-EDTA)在水铁矿转化过程中的迁移行为,同时研究一些环境因素对Cr(VI)和Ca(II)-EDTA和Ni(II)-EDTA在转化过程中的迁移行为的影响,例如p H值、Mn(II)、植酸和广泛使用的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。本研究揭示了水铁矿转化过程中Cr(VI)的命运,和不同的金属-EDTA络合物与水铁矿的相互作用以及络合物的迁移行为。同时借助X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱、透射电镜、扫描电镜、X射线能谱仪和X射线光电子能谱等技术对转化过程中的固相进行表征,分析了水铁矿转化和一些环境因素影响下Cr(VI)和金属-EDTA络合物(Ca(II)-EDTA和Ni(II)-EDTA)的迁移行为。本研究中得出的结论如下:(1)不同的表面活性剂对水铁矿的转化影响不同。表面活性剂SDBS显着阻碍了水铁矿的转化,这是由于SDBS阻碍了水铁矿颗粒的聚集从而阻碍了赤铁矿形成。随着SBDS浓度的增加,阻碍效果降低和有更多的针铁矿形成,这是因为SDBS促进水铁矿的溶解有利于针铁矿的形成。表面活性剂CTAB不影响水铁矿的转化率,但是CTAB的存在有利于赤铁矿的形成。(2)不同的表面活性剂对水铁矿转化过程中Cr(VI)迁移行为的影响不同。阴离子表面活性剂SDBS不利于Cr(VI)固定在水铁矿上,这是由于SDBS在水铁矿上会增加其表面的负电荷并且与Cr(VI)在水铁矿上的吸附存在竞争关系。SDBS存在时转化过程中Cr(VI)的迁移减缓是由于水铁矿的转化被SDBS阻碍。相反,阳离子表面活性剂CTAB的存在则有利于Cr(VI)在水铁矿上的固定。并且CTAB通过促进水铁矿颗粒的聚集有利于Cr(VI)进入到水铁矿的内部。(3)植酸影响水铁矿上Cr(VI)的迁移。植酸显著阻碍水铁矿对Cr(VI)的固定,并且随着植酸浓度的增加,水铁矿固定Cr(VI)的效果越差。这是因为植酸自身所带有多个磷酸基团,与Cr(VI)竞争水铁矿上的吸附位点。此外,植酸虽然显著阻碍水铁矿的转化,但它无法阻碍Cr(VI)的迁移,在转化过程中仍然有Cr(VI)从固相迁移到液相中。(4)Mn(II)能有效抵消植酸对水铁矿固定Cr(VI)的负面影响。水铁矿能促进Mn(II)的氧化,氧化后的Mn(II)容易沉淀,在沉淀的过程中与Cr(VI)形成共沉淀将Cr(VI)固定到水铁矿上,并且在Mn(II)的存在下在水铁矿转化过程中没有Cr(VI)迁移到液相中。(5)不同的金属-EDTA络合物对水铁矿的转化的影响不同。Ca(II)-EDTA促进水铁矿的溶解从而有利于针铁矿的形成,这是由于Ca(II)-EDTA的稳定常数小,容易与水铁矿上的Fe(III)进行交换。而Ni(II)-EDTA对水铁矿的转化有抑制作用,这是因为Ni(II)-EDTA在转化过程中释放出来的Ni²⁺抑制水铁矿的转化。(6)水铁矿的转化影响Ca(II)-EDTA和Ni(II)-EDTA络合物中金属离子的形态和迁移。Ca(II)-EDTA和Ni(II)-EDTA络合物中的金属能与水铁矿中的Fe(III)进行交换从而变为自由态金属离子,Fe(III)-EDTA的存在证明了该过程。水铁矿的转化使不同形态的金属在转化期间迁移到溶液中。