一．研究背景
重金属是比重大于或等于4.5g/cm的金属元素，如猛（Mn）、钴（Co）、锌（Zn）、镍（Ni）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、铜（Cu）、汞（Hg）等。这些重金属一般分布于岩石圈深部，由于地壳的运动，地质侵蚀，风化等作用，这些重金属物质开始进入土壤水体中。因此，重金属在自然水体和土壤中一般存在着本底浓度。在正常情况下，重金属的自然本底浓度不会达到有害的程度。但是人类的一些活动，例如矿山开采，有色金属冶炼，交通运输，化石燃料以及施用农药化肥等导致重金属大量排放到自然环境中，使其在土壤和自然水体中的含量远远超过其本底浓度，从而引发了重金属污染。而环境污染中所说的重金属一般是指对生物具有毒性的重金属物质，如汞、铬、镉、铅以及类金属砷等重金属[1]。随着工业的快速发展，越来越多的工矿企业废水未经处理就直接排放，废水中的重金属不能被微生物降解，加之其毒性阈值低，并且具有累积性，这些因素使得环境介质中重金属的去除和毒性消减变得十分困难[2]。重金属还会通过多种途径进入人体并积累，严重影响健康。
纳米零价铁颗粒具有优良的特性，是环境治理领域的研究热点。纳米零价铁（nZVI）的尺寸在 1~100 nm 范围内，因为零价铁颗粒非常小，具有比表面积大、活性位点多等强反应活性的特点，而且还具有强吸附性，强还原性，以及一定的催化效果，所以纳米零价铁在工程上有很广泛的应用前景，对重金属有很好的去除效果[3]。由于铬酸盐的普遍存在和高毒性，选择铬酸盐作为模型污染物。传统制备的纳米零价铁在环境中易团聚、易氧化、迁移性能差，所以研究改性的纳米零价铁来增强其修复污染环境的能力，是很有实际应用前景的[4]。目前，纳米零价铁去除六价铬的研究趋势是制备新型改性纳米零价铁材料来研究其对六价铬的去除，本研究计划合成生物炭负载纳米零价铁材料，用其来吸附六价铬。同时，近年来有研究者[5]发现将 nZVI做硫化处理（S-nZVI）可进一步提高其反应活性和选择性，具体与采用的硫化剂种类和用量、合成方法、以及目标污染物有关。
生物炭具有很多的优良特性：其结构疏松，内部多孔，孔隙度大且比表面积大，生物炭的表面存在大量的e和含氧、氮的官能团，这些特点使其能与阳离子发生离子交换和吸附去除，是很好的吸附材料[6]。生物炭能够有效地吸附铅[7, 8]、铬[9, 10]、汞[11]、镉[12, 13]、铜[14-16]、锌[17, 18]等重金属。
nZVI具有很强的表面活性，因此易与存在体系中的氧气、水蒸气等物质发生氧化还原反应，使其中零价铁成分降低，从而影响其对污染物的还原效率。但此前有研究表明，对材料进行硫化处理后，硫化与氧化的耦合会提高材料对铬的去除效率。同时，有数据[19]表明，在六价铬浓度为 50mg/L，400 ℃的煅烧温度制备的生物炭，溶液初始pH =5，反应温度为25℃的实验条件下，去除六价铬的效果最佳。故本研究将实验条件定为如上条件，旨在研究硫铁改性生物炭对典型重金属的吸附机制。
我们研究的目的是
（i）研究硫铁改性生物炭对典型重金属的吸附效果的影响
（ii）研究溶液中氧化还原条件、共存离子等因素对吸附效果的影响
二、研究方案与方法
1.样品：实验室合成含铬废水
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