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農(nóng)村地下水中的鐵、錳離子是從哪里來的?

2022-02-13 21:33:355,847天浩環(huán)保常見問題

《農(nóng)村地下水中的鐵、錳離子是從哪里來的?》全文共1088個字,預(yù)計閱讀時長4分鐘。主要講述:我國部分地區(qū)的農(nóng)村飲用水采用地下水,雖然看似水中沒有渾濁物,但其常年深藏地下,水中鐵、錳等金屬離子含量很高,水質(zhì)略黃,長期飲用將對人體的健康造成嚴(yán)重危害。鐵在地層中主要以氧化物和硫化物...

我國部分地區(qū)的農(nóng)村飲用水采用地下水,雖然看似水中沒有渾濁物,但其常年深藏地下,水中鐵、錳等金屬離子含量很高,水質(zhì)略黃,長期飲用將對人體的健康造成嚴(yán)重危害。

地下水

鐵在地層中主要以氧化物和硫化物的形式存在。地下水在地層流動過程中經(jīng)過各種礦巖層,由于地下水與礦石間的生物、化學(xué)作用,使礦石中的鐵和錳融入地下水。

鐵和錳性質(zhì)很相似,鐵的量遠大于錳,往往出現(xiàn)含鐵地下水中含有一定量的錳,故一般在水處理中,鐵、錳是同時進行凈化去除的。

地下水中鐵、錳的來源

1、CO2的溶解作用

河流、降雨等滲入地下的過程中,會經(jīng)過含有有機物的表層土壤,在微生物作用下,被分解而產(chǎn)生大量的二氧化碳,這些二氧化碳溶于水中使地下水含有大量的碳酸,在地層滲透過程中,逐漸溶解巖層中的二價鐵的氧化物,生成可溶性的重碳酸亞鐵:

重碳酸亞鐵

當(dāng)?shù)叵滤鞯膸r層為菱鐵礦(FeCO3)和菱錳礦(MnCO3)時,在碳酸的作用下也能溶解于水,轉(zhuǎn)化成重碳酸亞鐵和重碳酸亞錳:

重碳酸亞錳

2、硫化氫導(dǎo)致三價鐵還原

在富含有機物的地層中,厭氧條件下微生物大量消耗水中溶解氧,在有機物的厭氧分解作用下產(chǎn)生出硫化氫、二氧化碳和沼氣等,使地層中的三價鐵被還原為二價鐵而溶于水中。其過程如下:

三價鐵的氧化物被H2S還原為:

三價鐵的氧化物被H2S還原

生成的硫化鐵在碳酸作用下溶于水中:

硫化鐵溶于水

錳的來源及其反應(yīng)物比鐵要復(fù)雜:

蓄水池或水庫的下層滯水帶大都處在厭氧條件中,微生物的作用使植物、土壤和沉泥中的錳溶于水中。水中的溶解性錳的數(shù)量與植物的種類數(shù)量及土壤和沉泥的性質(zhì)有關(guān)。北方水庫中的植物不多且生長周期短,故水庫中水含錳量較南方為少。另外,三價錳由于本身不穩(wěn)定性會自發(fā)還原成二價錳。

3、有機質(zhì)通過溶解作用產(chǎn)生鐵、錳

有些有機酸能溶解巖層中的二價鐵和錳,有的有機物質(zhì)能將巖層中的三價鐵還原成為二價鐵使其溶于水中,還有一些有機物質(zhì)能和鐵質(zhì)生成復(fù)雜的有機鐵而溶于水中,這些都是水中鐵、錳的來源。

4、鐵的硫化物被氧化而溶于水中

較典型的鐵的硫化物被氧化為:

這是酸性水中鐵質(zhì)的主要來源。這類酸性水質(zhì)含鐵濃度每升可達數(shù)百毫克,因此,其一般是不用來作飲用水的。

總結(jié)

根據(jù)農(nóng)村地下水中鐵、錳離子的來源分析:含鐵、錳離子的地下水主要為二價鐵錳的重碳酸鹽,此外還可能有可溶性的有機鐵。二價鐵的重碳酸鹽是較強的電解質(zhì),在水中可離解為:

二價鐵在水中離解

所以二價鐵[Fe(II)]在地下水中主要是以二價鐵離子(Fe2+)的形式存在。三價鐵[Fe(III)]在pH>5時在水中的溶解度很小,故其在地下水中含量甚微。以上就是關(guān)于農(nóng)村地下水中的鐵、錳離子是從哪里來的詳細分析,后面我們會針對農(nóng)村地下水中鐵錳的凈化處理原理以及處理方法、設(shè)備選擇等內(nèi)容進行詳細的講解及說明。

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