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土壌中の水銀（Hg）汚染は、深刻な環境問題に成長しました。効果的な現場固定化技術が決定的に要求されています。この研究では、土壌中のHgのin situ固定化のために、カルボキシメチルセルロース安定化硫化鉄ナノ粒子（CMC-FES）の適用を調査しました。CMC-FES（0.0004のCMC対FESモル比）は、CMCをスタビライザーとして使用してFESO4とNA2S間の反応を介して調製しました。バッチ実験を介して0.03％CMC-FEを使用してHG汚染土壌を修復すると、71日後に平衡時に酸浸出可能なHGを効果的に97.5％減少させました。カラム溶出試験により、CMC-FEの添加により、523ポア量の後にピークHg濃度が89.9％減少し、総Hg塊が94.9％減少したことが示されました。CMC-FESは、化学的沈殿、イオン交換、および表面錯化を介して土壌中にHgを固定化しました。CMC-FES治療後、HGは、より利用可能な交換可能、炭酸塩結合、有機材料に縛られた形態から、利用可能な残留分率に変換され、土壌HGの環境リスクが中程度に低下しました。CMC-FEの適用により、土壌酵素活性が高まり、土壌細菌の多様性が向上しましたが、メチル水銀の生産が減少しました。CMC-FESはまた、土壌中のHgの長期的な固定化を促進しました。酸浸出可能なHGと相対HGの生体アクセシビリティが低下しました。リフトサイクル評価は、土壌でのin situ Hg修復に対するCMC-FEの調製と適用が緑の化学の原則を満たしていることを示しました。本研究では、CMC-FEが土壌/堆積物における長期HG固定化のための効率的かつ「グリーン」修正エージェントとして適用できることを確認しています。
土壌中の水銀（Hg）汚染は、深刻な環境問題に成長しました。効果的な現場固定化技術が決定的に要求されています。この研究では、土壌中のHgのin situ固定化のために、カルボキシメチルセルロース安定化硫化鉄ナノ粒子（CMC-FES）の適用を調査しました。CMC-FES（0.0004のCMC対FESモル比）は、CMCをスタビライザーとして使用してFESO4とNA2S間の反応を介して調製しました。バッチ実験を介して0.03％CMC-FEを使用してHG汚染土壌を修復すると、71日後に平衡時に酸浸出可能なHGを効果的に97.5％減少させました。カラム溶出試験により、CMC-FEの添加により、523ポア量の後にピークHg濃度が89.9％減少し、総Hg塊が94.9％減少したことが示されました。CMC-FESは、化学的沈殿、イオン交換、および表面錯化を介して土壌中にHgを固定化しました。CMC-FES治療後、HGは、より利用可能な交換可能、炭酸塩結合、有機材料に縛られた形態から、利用可能な残留分率に変換され、土壌HGの環境リスクが中程度に低下しました。CMC-FEの適用により、土壌酵素活性が高まり、土壌細菌の多様性が向上しましたが、メチル水銀の生産が減少しました。CMC-FESはまた、土壌中のHgの長期的な固定化を促進しました。酸浸出可能なHGと相対HGの生体アクセシビリティが低下しました。リフトサイクル評価は、土壌でのin situ Hg修復に対するCMC-FEの調製と適用が緑の化学の原則を満たしていることを示しました。本研究では、CMC-FEが土壌/堆積物における長期HG固定化のための効率的かつ「グリーン」修正エージェントとして適用できることを確認しています。
Mercury (Hg) pollution in soil has grown into a severe environmental issue. Effective in situ immobilization techniques are crucially demanded. In this study, we explored the application of carboxymethyl cellulose stabilized iron sulfide nanoparticles (CMC-FeS) for in situ immobilization of Hg in soil. CMC-FeS (a CMC-to-FeS molar ratio of 0.0004) was prepared via the reaction between FeSO4 and Na2S using CMC as a stabilizer. Remedying the Hg-polluted soil using 0.03 % CMC-FeS via batch experiments effectively reduced the acid leachable Hg by 97.5 % upon equilibrium after 71 days. Column elution tests demonstrated that the addition of CMC-FeS decreased the peak Hg concentration by 89.9 % and the total Hg mass eluted by 94.9 % after 523 pore volumes. CMC-FeS immobilized Hg in soil via chemical precipitation, ion exchange, and surface complexation. After the CMC-FeS treatment, Hg was transformed from more available exchangeable, carbonate-bound, and organic material-bound forms into the less available residual fraction, reducing the environmental risk of soil Hg from medium to low. The application of CMC-FeS boosted the soil enzyme activities and enhanced the soil bacterial diversity whereas decreased the production of methylmercury. CMC-FeS also facilitated long-term immobilization of Hg in soil. The acid leachable Hg and relative Hg bioaccessibility was decreased. Lift cycle assessment indicated that the preparation and application of CMC-FeS for in situ Hg remediation in soil met green chemistry principles. The present study confirms that CMC-FeS can be applied as an efficient and "green" amending agent for long-term Hg immobilization in soil/sediment.
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