SBA-15在饱和石英砂介质中的运移及其对Cd(Ⅱ)迁移的影响

郭瞻宇，郭 堤，蒋亚辉， 秦 睿，张增强，李荣华

(西北农林科技大学 资源环境学院， 陕西杨凌 712100)

SBA-15在饱和石英砂介质中的运移及其对Cd(Ⅱ)迁移的影响

郭瞻宇，郭 堤，蒋亚辉， 秦 睿，张增强，李荣华

(西北农林科技大学 资源环境学院， 陕西杨凌 712100)

为了解SBA-15纳米颗粒在饱和石英砂介质中的运移及其对Cd(Ⅱ)迁移的影响。采用恒定流速柱迁移试验法，探讨Cd(Ⅱ)、SBA-15及Cd(Ⅱ)和SBA-15共存条件下的穿透曲线。结果表明，平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中Cd(Ⅱ)和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中，Cd(Ⅱ)的迁移能力强于SBA-15，Cd(Ⅱ)和SBA-15的出流比C/C0峰值分别为0.99和0.58。Cd(Ⅱ)和SBA-15共存时，随着Cd(Ⅱ)质量浓度从0 mg/L增加到10 mg/L，SBA-15的迁移阻滞因子(R)和不可逆吸附系数(μ)分别增大1.43倍和4.78倍，此时，SBA-15的Zeta电位从-55.7 mV增加至+16.3 mV，导致SBA-15在石英砂颗粒表面上的沉积滞留增加，进而同时抑制SBA-15和Cd(Ⅱ)的迁移。研究表明，SBA-15在多孔介质中的迁移过程易受团聚、滞留和沉积作用的影响，同时Cd(Ⅱ)和SBA-15在多孔介质中的迁移过程伴随有固相界面的分配过程。

Cd(Ⅱ)；SBA-15；纳米颗粒；多孔介质；迁移

随着纳米科技的飞速发展和工程纳米材料的广泛应用，纳米材料颗粒物进入环境后的潜在生物毒性、在环境介质中与其他环境污染物的相互作用及其在土水介质中的迁移过程逐渐受到环境科学工作者的广泛关注[1-2]。碳纳米管(CNTs)是目前研究最广的工程纳米材料。有研究表明，CNTs进入土壤后会对微生物表现出一定的生物毒性[3-4]，进入水体环境后会引起 底栖生物的群落结构发生变化[5]。同时，CNTs对环境中的Zn2+、Cd2+、Pb2+等金属离子具有极强的亲和能力[6]，还对疏水和亲水有机物具有强烈的吸附作用[7-8]；CNTs进入土壤等多孔介质后，不但具有极强的迁移能力[9]，而且会改变土壤固相的物质组成，改变固相物质对污染物的吸附点位，影响污染物的环境归迁过程[10]。目前应用较多的纳米材料除了CNTs外，还包括SBA-15纳米材料。相比于CNTs的良好导电性和生物毒害作用，SBA-15作为一种工程SiO2纳米材料，因具有良好的吸附性、生物相容性、无毒性、化学稳定性和非导电性，而被广泛用于药物负载、水体污染物吸附和气体净化等领域[11-13]。已有研究证明，SBA-15等工程SiO2纳米材料可以用于Cd(Ⅱ)污染水体和土壤的修复[14-18]，但在有关SBA-15在环境多孔介质中与Cd(Ⅱ)环境行为之间的相互影响情况仍不清楚。为此，本研究通过柱试验法探讨Cd(Ⅱ)和SBA-15在石英砂多孔介质中迁移和沉积行为的相互影响，以期了解Cd(Ⅱ)在水土多孔介质中与环境固体颗粒物之间的界面过程，对拓展工程纳米材料的环境应用和寻求Cd(Ⅱ)污染环境的治理方式具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：石英砂(0.15 mm99%)和Millipore超滤管(3 KD)购于Sigma-Aldrich公司。试验用水为去离子水。

仪器：UVmini-1240型紫外可见分光光度计(日本日立)，JEOL 6335F型电子扫描显微镜(SEM，日本JEOL)，LEAD-1型恒流泵(中国安铎)，EBS-20型四通道自动部份收集器(中国三利)，Zetasizer V 6型Zeta电位仪(英国马尔文)，Phenomenex H-9500型透射电子显微镜(TEM，日本日立)，Agilent 7700型ICP-MS(美国安捷伦)，ICS-90型离子色谱(美国戴安)。

1.2 试验方法

1.2.1 Cd(Ⅱ)吸附试验 Cd(Ⅱ)在SBA-15和石英砂上的吸附研究采用批试验法进行。准确称取25 mg SBA-15或5 g石英砂于聚乙烯管中，并加入50 mL质量浓度分别为0、2.5、5.0、10、20、40、60、80和100 mg/L 的Cd(Ⅱ)溶液，用0.1 mol/L HNO3及NaOH溶液调节体系pH=7.0后室温振荡48 h，经超滤管过滤后，用ICP-MS测定滤液Cd(Ⅱ)质量浓度，根据吸附前后溶液中的Cd(Ⅱ)质量浓度，按式(1)计算单位平衡吸附量qe(mg/g)。

qe=V(C0-Ce)/m

(1)

式(1)中，V为吸附液的体积 (L)，C0、Ce为初始和吸附平衡时的Cd(Ⅱ)质量浓度(mg/L)，m为SBA-15或石英砂的质量(g)。

1.2.2 SBA-15悬液制备及砂柱填装 参照文献[19]的方法制备SBA-15悬液，即将50 mg SBA-15加入1 L去离子水中超声振荡4 h，该乳白色SBA-15悬液可以稳定悬浮数月，此SBA-15悬液质量浓度约50 mg/L。

石英砂装柱前，先用0.1 mol/L NaOH和1.0 mol/L HNO3浸泡1 h后，再用去离子水洗涤石英砂至中性，并于550 ℃马弗炉中灼烧24 h，以除去石英砂表面的有机物和无机物杂质。然后在内径2 cm，长度16 cm有机玻璃柱底部铺一层尼龙网，防止石英砂堵塞出流孔。为保持砂柱的饱和度，防止柱体中气泡的产生，砂柱填装采用湿装法。先向砂柱中加入约3 cm高的去离子水，再向其中缓慢倒入少量石英砂，使得石英砂处于液面下0.5 ～ 1 cm，轻敲砂柱使石英砂缓慢沉积，排出气泡。再缓慢从侧壁加入约3 cm高去离子水，重复上述步骤直至砂柱填满。每砂柱均填充122 g石英砂，砂柱的孔隙体积(PV)约30.8 mL。

1.2.3 迁移试验 迁移试验装置照片如图1-A所示。采用高分辨透射电子显微镜对悬液中的SBA-15形貌进行观察(图1-B)。图1-B中SBA-15为直径为23 ～ 30 nm的球体颗粒，均匀度较高，分散度较好。参照文献[20]的方法进行迁移试验。在所有柱试验中，溶质流速设为0.1 cm/min，流向自下而上，使用自动收集器每8 mL收集流出液1次。

SBA-15纳米颗粒及Cd(Ⅱ)的迁移：在规定流速下向砂柱中通12 h去离子水以排除柱体中的气泡，然后分别向砂柱中通入10PV50 mg/L SBA-15溶液或Cd(Ⅱ)溶液(1.0 mg/L和10 mg/L，pH 7.0)，再向砂柱中通入10PV去离子水。

SBA-15与Cd(Ⅱ)的共同迁移：为探究SBA-15与Cd(Ⅱ)在迁移中的相互影响，向50 mg/L SBA-15悬液中加入一定量的Cd(Ⅱ)标准溶液，使得其中Cd(Ⅱ)质量浓度分别为1 mg/L 与10 mg/L，得到SBA-15与Cd(Ⅱ)的混合液。随后在0.1 cm/min流速下通入去离子水12 h，然后引入10PV混合液，最后通入10PV去离子水。所有试验均重复3次，取平均值作图。

图1 迁移试验装置(A)和SBA-15的高分辨透射电子显微镜观察(B)Fig.1 Picture of transport experiment equipment (A) and high resolution TEM image of SBA-15 (B)

1.3 分析与数据处理方法

用Zeta电位仪测定Zeta电位；用透射电子显微镜观察SBA-15和石英砂的微观形貌；用紫外可见分光光度计于波长450 nm下测定流出液中SBA-15质量浓度，该方法检出限0.01 mg/L；用ICP-MS测定溶液中Cd(Ⅱ)质量浓度；离子色谱法测定溶液中Br-的含量。进行流出液中Cd(Ⅱ)质量浓度的测定时，将流出液中Cd(Ⅱ)分成溶解态Cd(Ⅱ)和SBA-15结合态Cd(Ⅱ)。将采集到的8 mL流出液分成2份，在其中一份3 mL的流出液中，加入2 mL浓氢氟酸使固体溶解，测定Cd(Ⅱ)质量浓度，此即总Cd(Ⅱ)；然后将一份5 mL的流出液用超滤管过滤，测定滤液Cd(Ⅱ) 质量浓度，此即溶解态Cd(Ⅱ) 质量浓度；SBA-15结合态Cd(Ⅱ)为总Cd(Ⅱ)与溶解态Cd(Ⅱ)之差。

用流出曲线描述SBA-15和Cd(Ⅱ)在砂柱中的迁移情况，试验前在相同流速下用100 μg/L NaBr溶液做示踪, 根据NaBr的穿透曲线估计出扩散系数，该扩散系数也为SBA-15或Cd(Ⅱ)在石英砂柱中的扩散系数。对于SBA-15纳米颗粒而言，重力沉淀作用可以忽略，而颗粒与介质的接触及颗粒的布朗运动产生的扩散则发挥更大的作用[21]。在稳定饱和流条件下，颗粒在多孔介质中的运移过程可以用一级沉积动力学对流-弥散方程的穿透曲线来描述[21]，并使用CXTFIT拟合穿透曲线得到相关的迁移参数。

(2)

式(2)中，C为SBA-15纳米颗粒物的质量浓度(mg/L)，D为颗粒物迁移时的扩散系数(cm2/min)，x为颗粒物的迁移距离(cm)，t为颗粒物的迁移时间(min), νp为颗粒物迁移的平均速度(cm/min)，R为用来表征介质对溶质阻滞能力的阻滞系数(无量纲)，μ不可逆沉积系数(min-1)。

2 结果与分析

2.1SBA-15和石英砂对Cd(Ⅱ)的吸附

SBA-15和石英砂对Cd(Ⅱ)的吸附见图2。由图2可知，SBA-15和石英砂对Cd(Ⅱ)的吸附量随着Cd(Ⅱ) 质量浓度的增加而增大并逐渐趋于平衡，这是由于在Cd(Ⅱ) 质量浓度较低时，SBA-15和石英砂的表面能提供大量的吸附点位，吸附点位并未全部占据，因此可以迅速吸附溶液中的Cd(Ⅱ)；随着体系Cd(Ⅱ) 质量浓度的持续增加，SBA-15和石英砂的表面能提供的吸附点位逐渐被Cd(Ⅱ)所占据并趋于饱和，因而Cd(Ⅱ)的吸附量也逐渐趋于平衡。达到平衡时，石英砂对Cd(Ⅱ)的饱和吸附量约0.08mg/g，而SBA-15对Cd(Ⅱ)的饱和吸附量则高达21.09mg/g，说明相比于石英砂，SBA-15对Cd(Ⅱ)具有更好的Cd(Ⅱ)吸附能力。这一研究结果与张萌等[15]和秦睿等[16]的研究结果相一致。这是由于石英砂表面由于缺少能与Cd(Ⅱ)结合的官能团，所以对Cd(Ⅱ)的吸附能力相对较弱，而SBA-15 是一种介孔分子筛，具有高度有序的可调孔道结构及较为均匀的孔径分布，所以SBA-15对Cd(Ⅱ)的吸附较大。

图2 SBA-15和石英砂对Cd(Ⅱ)的吸附等温线Fig.2 Adsorption isotherms of Cd(Ⅱ) adsorption on SBA-15 and quartz sand

2.2 SBA-15纳米颗粒在石英砂介质中的迁移

图3为吸附Cd(Ⅱ)后SBA-15在石英砂介质中的穿透曲线。由图3可知，当系统不存在Cd(Ⅱ)时，SBA-15的穿透能力较弱，最大出流比C/C0为0.58；当系统存在较少的Cd(Ⅱ)时(1 mg/L Cd)，虽SBA-15对Cd(Ⅱ)的吸附并未达到饱和，但体系中的Cd(Ⅱ)全部被SBA-15吸附，导致SBA-15的迁移受到抑制，最大出流比为0.47；而当系统存在较多的Cd(Ⅱ)时(10 mg/L Cd)，SBA-15对Cd(Ⅱ)的吸附已经达到饱和，且体系仍存在较多剩余的Cd(Ⅱ)，SBA-15的迁移受到强烈的抑制，出流比C/C0不足0.08。这说明，体系共存Cd(Ⅱ)会使SBA-15纳米颗粒在饱和石英砂介质中的迁移受到抑制，且共存Cd(Ⅱ)的质量浓度越大，对SBA-15迁移的抑制作用越明显。这一研究结果和前人的研究结果具有一定的相似性。例如，褚灵阳等[22]在研究中发现，当溶液中NaCl浓度由1 mmol /L增加至100 mmol /L时，纳米羟基磷灰石悬液的穿透曲线出流比C/C0由0.75降至0.28；Wang 等[23]在研究中指出，当介质中腐殖酸质量浓度由0 mg/L 增加至10 mg/L时，生物炭纳米颗粒悬液的出流比C/C0由0.92降低至0.77，相应的C/C0达到稳定峰值所需PV数也相应增加。

图3 Cd(Ⅱ)共存时SBA-15纳米颗粒的迁移穿透曲线Fig.3 Breakthrough curves of SBA-15 nanoparticles in Cd(Ⅱ) existence condition

用公式(2)对不同条件下SBA-15在多孔介质中迁移的穿透曲线数据进行拟合，结果见表1。由表1可知，各拟合结果的决定系数(R2)均大于0.85，说明用对流-弥散方程能较好地描述多孔介质中SBA-15的迁移规律。随着共存Cd(Ⅱ)的质量浓度增加，多孔介质中SBA-15迁移的阻滞因子(R)和不可逆吸附系数(μ)逐渐增大。

2.3 Cd(Ⅱ)在石英砂介质中的迁移

图4为SBA-15和1 mg/L Cd(Ⅱ)及10 mg/L Cd(Ⅱ)共存时Cd(Ⅱ)的穿透曲线。由图4可知，在体系不存在SBA-15时，Cd(Ⅱ) 在石英砂介质中的迁移能力较强，能快速达到穿透峰值(出流比C/C0可达0.99，接近1.0)。相比而言，10 mg/L Cd(Ⅱ)比1 mg/L Cd(Ⅱ)能更快地达到穿透峰值，出流比C/C0达峰值时对应的PV数分别为3.93和4.76。当体系有SBA-15存在时，Cd(Ⅱ) 在石英砂介质中的迁移能力变弱。例如，在10 mg/L Cd(Ⅱ)条件下达到穿透峰值(出流比C/C0约0.94)对应的PV数约8.47，而在1 mg/L Cd(Ⅱ)的条件下，出流比C/C0始终接近于0。

表1 Cd(Ⅱ)共存时多孔介质中 SBA-15的穿透曲线相关参数Table 1 SBA-15 transport parameters in porous media with Cd(Ⅱ) existence condition

图4 Cd(Ⅱ)和SBA-15共存时Cd(Ⅱ)的迁移穿透曲线Fig.4 Breakthrough curves of Cd(Ⅱ) in Cd(Ⅱ) and SBA-15 coexistence condition

用公式(2)对不同条件下Cd(Ⅱ)在多孔介质中迁移的穿透曲线数据进行拟合，结果见表2。由表2可知，除Cd(Ⅱ)较少时(1 mg/L)处理的数据无法拟合以外，其余各拟合结果的R2均大于0.90，说明用对流-弥散方程能较好地描述多孔介质中Cd(Ⅱ)的迁移规律，SBA-15的共存会使多孔介质中Cd(Ⅱ)迁移的R和μ增大。

表2 SBA-15共存时多孔介质中Cd(Ⅱ) 的穿透曲线相关参数Table 2 Cd(Ⅱ)transport parameters in porous media with SBA-15 existence condition

2.4 石英砂介质中SBA-15纳米颗粒和Cd(Ⅱ)迁移过程的相互影响

研究发现，Cd(Ⅱ)的存在会使SBA-15的迁移受到抑制，造成填充柱流出液中SBA-15纳米颗粒的出流比C/C0随着Cd(Ⅱ) 质量浓度的增加而逐渐减小，且其达到稳定的平台峰值所需PV数也逐渐增加的原因可能是多方面的。首先，纳米颗粒物具有纳米尺寸的颗粒度、比表面积和表面能均较高，在迁移过程中容易通过颗粒碰撞而聚集成团并滞留[24-25]。其次，在纳米颗粒的迁移过程中，由于多孔介质和纳米颗粒物之间产生的机械过滤、表面吸附等作用的影响，会使得纳米颗粒的迁移速度小于水流运动速度，导致纳米颗粒迁移能力受阻[24,26]，因而出流比C/C0达到稳定的平台峰值所需PV数也会逐渐增加。为了对这一原因进行深入分析，在试验结束后，分别对不含SBA-15体系、1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系、10 mg/L Cd(Ⅱ)和SBA-15共存体系中的石英砂，进行了表面扫描电镜分析，结果如图5所示。由图5-A可知，无SBA-15体系中，石英砂表面光滑洁净；而当1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系、10 mg/L Cd(Ⅱ)和SBA-15共存体系中的石英砂表面粘附有大量的白色颗粒物(图5-B和5-C)，且10 mg/L Cd(Ⅱ)和SBA-15共存体系中的石英砂表面粘附的白色颗粒物聚集要比1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系显著。由于介质化学环境的变化，会改变纳米颗粒和介质颗粒的表面电荷特征，从而影响相互之间的吸附和沉积过程，进而对纳米颗粒的迁移造成影响[27]。为此，研究中对体系固体介质的Zeta电位进行测定，结果表明，研究中石英砂多孔介质的Zeta电位为- 86.8 mV，SBA-15悬液的Zeta电位- 55.7 mV；当有1 mg/L Cd(Ⅱ)和10 mg/L Cd(Ⅱ)共存时，SBA-15悬液的Zeta电位分别为+0.7 mV和+16.3 mV。这一结果和禇灵阳等[22]研究不同纳米材料在多孔介质中的迁移规律时的发现相类似。例如，当在体系中引入1～10 mg/L腐殖酸时，纳米羟基磷灰石悬液的Zeta电位会显著增加[22]。介质中存在的共存物质会改变介质组分的表面电荷特征，进而会对纳米颗粒物的迁移行为产生显著影响[22-27]。Zeta电位的变化可以用来解释SBA-15共存时，Cd(Ⅱ)的出流比C/C0的变化。当SBA-15和1 mg/L Cd(Ⅱ) 共存时，由于SBA-15对Cd(Ⅱ)强烈的吸附作用，使得介质中的Cd(Ⅱ)被完全吸附在SBA-15表面，从而导致出流比C/C0接近于0；而当SBA-15和10 mg/L Cd(Ⅱ)共存时，由于Cd(Ⅱ)不能被完全吸附在SBA-15表面，体系中仍有大量的自由Cd(Ⅱ)存在，因而出流比C/C0相对较高。

图5 SBA-15(A)、1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系(B)和10 mg/L Cd(Ⅱ)和 SBA-15共存体系(C)体系中石英砂的扫描电镜照片(×2 000)Fig.5 SEM images of quartz sand in SBA-15(A)、1 mg/L Cd(Ⅱ) +SBA-15(B) and 10 mg/L Cd(Ⅱ) + SBA-15(C) systems respectively

2.5 SBA-15纳米颗粒对石英砂介质中Cd(Ⅱ)界面分配的影响

本研究表明，SBA-15在环境介质中的迁移能力相对较弱，当环境多孔介质同时存在SBA-15和Cd(Ⅱ)时，会使SBA-15的迁移能力受到显著抑制。考虑到自然多孔介质环境(如土壤)中水溶态Cd(Ⅱ)的含量一般较低，那么SBA-15纳米颗粒进入含Cd(Ⅱ)的多孔环境时，在自身迁移能力受到抑制的同时，能否改变多孔介质中Cd(Ⅱ) 的界面分配过程，则关系到多孔介质中Cd(Ⅱ)的迁移行为。为此，研究进一步对迁移试验中1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系的SBA-15的分配和总Cd(Ⅱ)、SBA-15结合态Cd(Ⅱ)及溶解态Cd(Ⅱ)的分配进行了分析，结果如图6所示。由图6-A中SBA-15的分配可知，穿透液中SBA-15的原始质量浓度为50 mg/L，其在石英砂介质中迁移时约有50%的SBA-15被滞留，另外50%被洗脱迁移；在SBA-15迁移的过程中，Cd(Ⅱ)的迁移主要受SBA-15的迁移所控制，几乎全部的Cd(Ⅱ)以SBA-15吸附态的形式存在于多孔介质中，伴随着SBA-15的迁移而迁移，且水溶态的自由Cd(Ⅱ)较少[最高含量不足总Cd(Ⅱ)的0.3%，质量浓度最高约2.97 μg/L]。这一结果暗示，对于实际土壤等多孔介质而言，由于物理结构的不均一性(颗粒大小和孔隙分布不均匀)和化学组分的复杂性(富含有机酸和可溶性盐类)，使得进入实际土壤的SBA-15纳米颗粒容易发生团聚吸附等过程而被滞留，从而降低其在土壤中的迁移能力，而环境中存在的水溶性Cd(Ⅱ)可以被SBA-15强烈吸附，从而导致SBA-15的沉积滞留加剧，使得实际土壤成为滞留纳米颗粒的天然屏障，可能会阻止其纳米颗粒和Cd(Ⅱ)等污染物地下水的可能[10,24]。

图6 1 mg/L Cd(Ⅱ) 和SBA-15共存体系中SBA-15(A)和Cd(Ⅱ)(B)在石英砂介质中的分配Fig.6 Distributions of SBA-15(A)and Cd(Ⅱ)(B)in quartz sand porous media of the 1 mg/L Cd(Ⅱ) + SBA-15 system

3 结 论

与石英砂相比，SBA-15对Cd(Ⅱ)有较高的吸附能力。Cd(Ⅱ)的迁移能力在石英砂多孔介质中高于SBA-15。 当Cd(Ⅱ)与SBA-15共存于石英砂多孔介质中，SBA-15使Cd(Ⅱ) 在石英砂介质中的迁移能力变弱，Cd(Ⅱ)迁移的R和μ增大。另外，Cd(Ⅱ)的存在也会强烈抑制SBA-15的迁移，且随着共存Cd(Ⅱ)的质量浓度增大，SBA-15的Zeta电位也由负变正，SBA-15迁移的R和μ也相应增加，导致SBA-15在石英砂颗粒上的沉积滞留增加。SBA-15对Cd(Ⅱ)的强烈吸附使得SBA-15和Cd(Ⅱ)在石英砂多孔介质中的迁移过程伴随有其在固相界面的分配和沉积作用，约50% SBA-15被滞留，从而抑制Cd(Ⅱ)在多孔介质中的迁移能力。

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(责任编辑：史亚歌 Responsible editor:SHI Yage)

SBA-15 Transport and its Effect on Cd(Ⅱ) Mobility in Saturated Sand Media

GUO Zhanyu, GUO Di, JIANG Yahui, QIN Rui,ZHANG Zengqiang and LI Ronghua

(College of Natural Resources and Environment,Northwest A&F University, Yangling Shaanxi 712100, China)

This work aimed to evaluate the silicate nanoparticles (SBA-15) transport and its effect on Cd(Ⅱ) mobility in saturated porous sand media. The column experiment with constant flow rate was conducted to explore the breakthrough curves and deposition prafiles of Cd(Ⅱ), SBA-15 and Cd(Ⅱ) coexisting with SBA-15 and in porous media, while balanced convection-diffusion equation could be used to describe the breakthrough curves of Cd(Ⅱ) and SBA-15 transport. The results showed that mobility of Cd(Ⅱ) was higher than that of SBA-15 in sand porous media with the peakC/C0of Cd(Ⅱ) and SBA-15 effluents were 0.99 and 0.58 respectively. The presence of Cd(Ⅱ) might be inhibit the SBA-15 migration. With the increased Cd(Ⅱ) concentration from 0 to 10 mg/L, the retardation factor R and the irreversible rentention coefficient μ of SBA-15 effluent increased 1.43 and 4.78 times, respectively. In addition, the zeta potential of SBA-15 increased from -55.7 mV to +16.3 mV, which results more SBA-15 retained in the sand surface and leads to the Cd(Ⅱ) and SBA-15 transport inhibited in the porous media. Therefore, our findings proved that the agglomeration, retention and deposition effects could be significantly influence the transport of SBA-15 nanoparticles in the porous media and changed the solid surface Cd(Ⅱ) distribution.

Cd(Ⅱ)；SBA-15；Nanoparticles；Porous media；Transportation

2016-07-21 Returned 2016-10-24

The National Natural Science Foundation of China (No.41101288).

GUO Zhanyu, male, master student. Research area:remediation of polluted environment.E-mail:guozhanyu1992@163.com

LI Ronghua,male,master supervisor.Research area:remediation of polluted environment.E-mail: rh.lee@nwsuaf.edu.cn

日期：2017-08-18

2016-07-21

2016-10-24

国家自然科学基金(41101288)。 第一作者：郭瞻宇，男，硕士研究生，从事污染环境修复研究。E-mail: guozhanyu1992@163.com

李荣华，男，硕士生导师，主要从事污染环境修复研究。E-mail: rh.lee@nwsuaf.edu.cn

X703

A

1004-1389(2017)08-1259-08

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170818.0939.042.html