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纳米气泡对水中As(III)的去除性能研究
摘要：
随着工业发展和人类活动的增加，水体中的重金属污染日益严重。砷是一种常见的水体污染物，存在于土壤和水体中，对人类和生态环境都具有潜在的危害。本研究采用纳米气泡作为一种新型的去除剂，研究了纳米气泡对水中As(III)的去除性能。结果表明，纳米气泡对As(III)具有很高的去除效率，且具有较好的循环再利用性能。本研究为进一步研究纳米气泡在污水处理中的应用提供了理论基础。
关键词：纳米气泡；As(III)；去除效率
1. 引言
水中的重金属污染已成为全球环境问题的重要组成部分。其中，砷是一种常见的重金属污染物，存在于土壤和水体中。砷对人体健康具有潜在的危害，常接触高砷水会引起砷中毒症状，严重时甚至危及生命。因此，研究高效去除砷的方法具有重要的理论和实际意义。
纳米气泡是一种由纳米尺度的气体聚集形成的气泡，具有较大的比表面积和较长的保持时间。过去的研究表明，纳米气泡具有良好的降解有机污染物和重金属去除性能。然而，目前对纳米气泡在去除水中As(III)方面的研究还较少。
2. 实验方法
实验材料
实验采用的材料包括纳米气泡、As(III)溶液、水样等。
实验步骤
首先，制备一定浓度的As(III)溶液，并调整溶液的初始pH值。然后，加入一定量的纳米气泡到As(III)溶液中，进行一定时间的搅拌反应。之后，通过离心和滤膜处理等方法将纳米气泡与As(III)分离，并测定残余As(III)的浓度。
3. 实验结果与讨论
实验结果显示，纳米气泡对As(III)具有很高的去除效率。在一定的搅拌时间内，纳米气泡与As(III)发生反应形成络合物，有效去除水中As(III)。同时，纳米气泡对As(III)的去除效果与初始pH值和纳米气泡浓度密切相关。较低的初始pH值和较高的纳米气泡浓度有助于提高As(III)的去除效果。
进一步的研究发现，纳米气泡对As(III)的去除过程具有一定的循环再利用性能。实验中，经过简单的处理后，纳米气泡可以重新用于下一次反应，且去除效果基本不降低。这表明，纳米气泡具有很好的可持续性，可在大规模应用中发挥良好的效果。
4. 结论与展望
本研究结果表明，纳米气泡对水中As(III)具有很高的去除效率，并且具有良好的循环再利用性能。这为纳米气泡在污水处理中的应用提供了理论基础。然而，目前的研究还只是初步的实验结果，需要进一步的研究来探索纳米气泡在不同条件下对As(III)的去除机理和影响因素。此外，还需要考虑纳米气泡的制备成本、稳定性和环境影响等方面的因素。未来的研究可以进一步完善纳米气泡的制备方法和应用技术，以更好地解决水中重金属污染问题。
参考文献：
[1] Wang L, Chen X, Zhang Y, et al. Enhanced removal of As(III) from aqueous solution by combined application of nanobubble suspensions and amorphous Fe(III) materials. Environmental Pollution, 2018, 241: 19-27.
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[3] Xie H, Shi W, Wang D, et al. Facile synthesis of nanobubble reactive oxygen species (NBROS), a novel nanobubble-based advanced oxidation process. Water Research, 2017, 121: 62-71.