基于纳米粒子的铬污染水修复显示出高效性

地下水是全国饮用水的重要来源。然而，地下水中的重金属污染对健康构成了重大危害。印度科学研究所（IISc）的研究人员开发了一种基于纳米材料的解决方案，可以有效减少地下水中铬等重金属的存在

该团队包括来自可持续技术中心（CST）、土木工程系（CiE）和仪器与应用物理系（IAP）的研究人员。该研究发表在《水处理工程杂志》上。

铬通常通过皮革鞣制、电镀和纺织制造等行业的废水进入土壤和地下水。CST博士生、该研究的主要作者Prathima Basavaraju说：“重金属进入环境是由于城市化和某些行业的管理不善。”

目前去除重金属污染的大多数方法都依赖于从地下抽出水，然后在不同的位置使用化学沉淀、吸附、离子交换和反渗透进行净化。IISc团队提出了一种现场替代方案，该方案涉及使用可以修复重金属的铁纳米粒子

该小组首先尝试合成由纳米零价铁（nZVI）组成的纳米粒子。这种形式的铁可以与有毒和致癌形式的铬（Cr6+）反应，并将其还原为危害较小的形式（Cr3+），从而导致共沉淀。然而，该团队很快意识到nZVI粒子倾向于聚集在一起，限制了它们的应用

为了防止结块，研究小组转向了羧甲基纤维素（CMC）。Prathima解释说：“我们通过用CMC涂覆nZVI对其进行了改性。它在nZVI周围形成了一个稳定层，将单个颗粒分开。”。CMC涂层还通过防止铁芯氧化延长了材料的寿命

该团队还通过在缺氧条件下将CMC nZVI暴露于含硫化合物中来提高其反应性。这使得在表面形成了一个保护性的硫化铁层，这一过程称为硫化。这些修饰提高了S-CMC-nZVI的稳定性，并保持了其反应性和效率

S-CMC-nZVI在不同条件下（如不同pH值和地下水中可能存在的其他竞争离子）去除Cr6+的效率接近99%。该团队在模拟地下水含水层自然环境的条件下测试了这种增强的纳米材料

当他们通过含有纳米材料的砂柱泵送受污染的水时，他们观察到了强有力的修复活动。还对受污染的土壤和沉积物进行了实验，使用nZVI固定重金属。扩大实验规模仍在进行中

作者认为S-CMC-nZVI是一种有前景的现场修复铬污染地下水的材料。CiE和CST教授、合著者GL Sivakumar Babu指出：“班加罗尔的贝兰杜尔湖等地有很多受污染的沉积物。”

“开发的技术也可以证明在修复贝兰杜尔湖污染沉积物中的镉、镍和铬等污染物方面非常有用。”