来源:Frontiers of Environmental Science & Engineering 发布时间:2021/8/13 11:19:24
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《环境科学与工程前沿》封面报道| Fe(VI)在去除水中污染物方面的应用:现有技术总结和未来研究展望

论文标题:Application of Fe(VI) in abating contaminants in water: State of art and knowledge gaps (Fe(VI)在去除水中污染物方面的应用:现有技术总结和未来研究展望)

期刊: Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者:Shuchang Wang(王舒畅), Binbin Shao(邵彬彬), Junlian Qiao(乔俊莲), Xiaohong Guan(关小红)

发表时间:10 Nov 2020

DOI:10.1007/s11783-020-1373-3

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编者荐语:

《前沿》系列期刊之《环境科学与工程前沿》2021第五期封面文章:同济大学关小红教授研究组关于Fe(VI)在去除水中污染物方面的应用

原文链接:

https://journal.hep.com.cn/fese/EN/PDF/10.1007/s11783-020-1373-3

文章出版:Front. Environ. Sci. Eng. 2021,15(5): 80

原文信息

题目:

Application of Fe(VI) in abating contaminants inwater: State of art and knowledge gaps

作者:

Shuchang Wang(王舒畅)1,2, Binbin Shao(邵彬彬)1,2, Junlian Qiao(乔俊莲)1,2,3, Xiaohong Guan () (关小红)1,2,3

作者单位:

1 State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

2 Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Shanghai 200092, China

3 International Joint Research Center for Sustainable Urban Water System, Tongji University, Shanghai 200092, China

关键词:

Ferrate (高铁酸盐); Oxidation (氧化); Disinfection (消毒); Coagulation (混凝); Enhancement (强化)

文章亮点

• 综述了Fe(VI)的基本性质。

• 讨论了Fe(VI)技术的优势和局限性。

• 介绍了近20年来Fe(VI)技术的发展历程。

• 提出了Fe(VI)技术的未来研究需求

文章简介

近二十年来,Fe(VI)因其环境友好性而在水污染控制领域得到了迅速发展和广泛应用。Fe(VI)不仅可以灭活多种微生物,而且还可以高效、有选择性地氧化各种无机物和含有给电子基团的有机物。此外,Fe(VI)的还原产物,即原位生成的Fe(III)(氢)氧化物,具有优异的絮凝和吸附能力,其有助于进一步去除氧化产物和反应副产物。因此,Fe(VI)作为一种集消毒、氧化和吸附絮凝功能为一体的环保药剂,在水处理领域具有广阔的应用前景。为指导Fe(VI)技术的应用和进一步发展,对Fe(VI)的基本性质和现有Fe(VI)技术在水污染控制领域的应用进行全面总结是十分必要的。

本文在已有文献的基础上,综述了目前关于Fe(VI)基本性质的观点并重点介绍了Fe(VI)的自衰变机制;总结了Fe(VI)作为单一氧化剂降解富含给电子基团的有机污染物、作为双功能试剂(氧化剂和混凝剂)去除某些特殊污染物以及作为消毒剂灭活微生物的应用;回顾了近二十年来各种Fe(VI)改进技术的发展历程。此外,本文还讨论了Fe(VI)技术的优势和局限性,并在此基础上,提出了今后研究的重点,即:

1)开发经济简便的Fe(VI)合成方法。

2)进一步明确Fe(VI)的自衰变机制。

3)定量Fe(VI)在氧化去除不同类型有机污染物的过程中Fe(V)/Fe(IV)的贡献。

4)建立构效关系模型以预测Fe(VI)与不同类型污染物的反应速率常数。

5)评估水中共存物质在Fe(VI)去除污染物过程中所带来的潜在环境风险。

6)开发绿色、经济、高效的Fe(VI)氧化新技术。

7)综合评估原位生成的Fe(III)氧化物颗粒所带来的正面影响和负面影响。

图1 摘要图

摘要

The past two decades have witnessed the rapid development and wide application of Fe(VI) in the field of water de-contamination because of its environmentally benign character. Fe(VI) has been mainly applied as a highly efficient oxidant/disinfectant for the selective elimination of contaminants. The in situ generated iron(III) (hydr)oxides with the function of adsorption/coagulation can further increase the removal of contaminants by Fe(VI) in some cases. Because of the limitations of Fe(VI) per se, various modified methods have been developed to improve the performance of Fe(VI) oxidation technology. Based on the published literature, this paper summarized the current views on the intrinsic properties of Fe(VI) with the emphasis on the self-decay mechanism of Fe(VI). The applications of Fe(VI) as a sole oxidant for decomposing organic contaminants rich in electron-donating moieties, as a bi-functional reagent (both oxidant and coagulant) for eliminating some special contaminants, and as a disinfectant for inactivating microorganisms were systematically summarized. Moreover, the difficulties in synthesizing and preserving Fe(VI), which limits the large-scale application of Fe(VI), and the potential formation of toxic byproducts during Fe(VI) application were presented. This paper also systematically reviewed the important nodes in developing methods to improve the performance of Fe(VI) as oxidant or disinfectant in the past two decades, and proposed the future research needs for the development of Fe(VI) technologies.

编者点评

Fe(VI)作为一种环境友好型水处理药剂在近20年里得到了广泛迅速的发展和应用。本研究系统回顾了过去20年里Fe(VI)技术的发展,综述了Fe(VI)的性质,重点介绍了Fe(VI)的自衰变机制,还讨论了Fe(VI)技术的优势和局限性,并提出了Fe(VI)技术的未来发展需求。

本期编辑

张金兰,女,22岁,北京化工大学化学工程学院2020级环境科学与工程专业硕士生,导师为张婷婷教授,研究方向为重金属污染土壤的修复。

投稿与检索

http://journal.hep.com.cn/fese/EN/2095-2201/home.shtml

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