运用涂铁砂粒进行分散式饮水除砷的效果

采用铁盐处理普通河砂研制成涂铁砂粒(IOCS),通过静态和动态吸附试验观察其分散式饮水除砷效果,并选取地砷病现场进行了验证.结果表明,IOCS性质较为稳定,扫描电镜下可见铁氧化物呈片状分散的覆盖在砂粒表层;IOCS无需活化处理,其对砷的最大吸附发生在30min～60min;pH5～9时,五价砷的去除率随着pH值的升高而下降,三价砷的去除率变化不明显.IOCS对砷的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附方程;5次滤柱循环中,75g(50ml)的IOCS分别处理含砷1.0mg·L^-1的水样408～426床(三价砷),390～412床(五价砷),用0.2 mol·L^-1NaOH进行再生处理,砷回收率均在94%以上.充填IOCS 3.0kg的家庭用模拟装置处理含1.0mg·L^-1的五价砷209L和198L,三价砷196L和185L,并在现场实验期间,连续处理含砷0.202～1.733mg·L^-1的水样200L,对水质亦无不良影响.无论是经济上还是技术上,IOCS均是适合于分散式饮水除砷的一种新型除砷剂.     

不同形态的砷水生生物基准探讨及在辽河流域的初步应用

有毒元素砷在我国各流域分布广泛,主要包括三价和五价两种价态,其毒性差别很大,目前我国缺乏本土的砷水质基准研究,而国外的砷水质基准多以总砷表示,科学性有待商榷.因此,本文分别搜集了三价砷、五价砷和总砷对我国本土水生生物的毒性数据,共获得三价砷12属12种,五价砷18种23属,以及总砷25属29种的合格数据.利用美国环保局推荐的物种敏感度排序法,通过数据分析得出,三价砷的急性和慢性基准阈值分别为84.26μg·L-1和56.55μg·L-1,五价砷的急性和慢性基准阈值分别为1171μg·L-1和633.3μg·L-1,总砷的急性和慢性基准阈值分别为264.4μg·L-1和150.7μg·L-1;总砷的基准阈值与美国现行砷基准值相当,而五价砷基准阈值与三价砷基准阈值体现出数量级的差异,因此,需要分价态考虑砷基准的制定.基于推算的砷基准阈值,用商值法评价了辽河流域枯水期总砷暴露的生态风险.检测结果表明,辽河的总砷暴露浓度范围在2.6~82.4μg·L-1之间,全部位点均无风险,但西辽河段上游支流两点位的砷浓度分别超出三价砷慢性基准阈值的1.20和1.45倍,表明可能存在潜在的砷暴露风险.     

微生物对砷的氧化还原竞争

滤池被广泛运用于饮用水厂中,前期研究发现某水厂生物滤池处理含砷地下水时,一方面三价砷可被生物氧化锰氧化为五价砷,另一方面滤池系统中存在的微生物砷还原酶可促使五价砷还原为三价砷,而滤池表面存在的这种微生物竞争关系会影响滤池的稳定性及处理效率.为探讨其内在机制,本研究选取1株锰氧化模式菌(Pseudomonas sp.QJX-1)和1株砷还原模式菌(Brevibacterium sp.LSJ-9),考察在Mn2+、As(As3+、As5+)共存时,两菌株对空间、营养物质以及对砷氧化/还原的竞争关系.结果表明,不同的反应时间,Mn、As质量浓度/价态不同,三价及五价砷体系中,Pseudomonas sp.QJX-1生成的锰氧化物在砷的氧化还原反应中占主导地位,即能迅速氧化本身存在的As3+(三价砷体系)和砷还原菌产生的As3+(五价砷体系),最终两体系中砷都主要以As5+的形式存在.PCR及RT-PCR结果表明,反应过程中锰氧化菌功能基因(cum A)抑制了砷还原酶(ars C)的表达,锰氧化菌16S rRNA表达量始终比砷还原菌高两个数量级,即锰氧化菌在生长竞争过程中占优势.实验结果表明滤池的水力停留时间是决定出水中砷价态的一个重要因素.     

蜈蚣草中芘与砷的赋存特征及其相互作用

超富集植物蜈蚣草能够累积土壤环境中的砷,为探明蜈蚣草植株中芘的赋存特征及其与砷的相互作用,采用双光子激光共聚焦扫描显微技术检测观察芘在该植物中赋存和分布规律.结果表明,添加芘导致蜈蚣草各部位砷含量显著降低,其中叶部和茎部砷含量下降幅度达35%左右,根部砷含量减少20.5%.芘的添加使得植物各部位三价砷比例下降,五价砷比例升高,蜈蚣草叶部三价砷和五价砷赋存浓度下降幅度最大,下降幅度分别为42.2%和32.49%.添加砷可促进蜈蚣草根部和茎部中芘的积累,每株分别增加了9.8μg和139 ng,但对叶部中芘的积累无显著影响.芘主要分布于蜈蚣草细胞膜与细胞内部的细胞器膜结构及细胞核核膜附近,但细胞质中芘的含量较少,茎部韧皮部与皮层以及叶部栅栏组织和海绵组织中几乎没有检测到芘.     

原子荧光法分析地表水中砷的价态

由于砷的化学形态不同,在环境中的毒性、分布、生物效应亦不相同,因而砷的形态分析在环境监测治理中有着不可忽视的重要作用.陆地水中溶解态砷的含量通常在以下,常以砷(三价)、砷(五价)两种价态形式存在,其化合物均有毒性,三价化合物比五价化合物毒性强,多以砷酸盐状态存在.在环境管理中,砷是第一类污染物,环保部门地表水监测也只测总砷,而用氢化物发生原子荧光法可以测定地表水中不同价态的无机砷.在一定的酸度条件下可以选择性地将As3 用硼氢化钾溶液还原成砷化氢,从而将两种价态砷得以有效分离,用原子荧光法测定.As5 在加入还原剂后被还原成As3 ,然后用相同方法测出总砷量,差减去As3 量得到As5 量.此方法灵敏度高,精度好,适用于地表水大量水样中不同价态的砷分析.     

三种氧化铁吸附水环境中砷的试验研究

采用两种人工合成的氧化铁(针铁矿、水铁矿)和赤铁矿作为吸附剂,对含砷(三价砷及三价五价砷混合液)水进行了吸附试验。结果表明,在初始浓度为1200μg/L的As(Ⅲ)溶液中,水铁矿的吸附效果最好,针铁矿和赤铁矿吸附效果较差;在初始pH为7,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)摩尔比为1:1的混合液中时,三种铁矿对总砷的吸附效果均随着As/Fe摩尔比的增大而减小;在A(sⅢ)和As(Ⅴ)摩尔比为1:1的混合液中,吸附总砷效果最好的是针铁矿,水铁矿次之,赤铁矿的吸附效果最差;A(sⅤ)的存在对除砷效果有一定的影响,三价砷和五价砷共存时,三种铁矿对其吸附具有一定的选择性。     

深度净化工业污水中的砷

化学和冶金工业产品生产的迅速增长使得化学冶金企业污染环境的有害排出物正比例地增加,因此,国民经济进一步发展的重要任务之一就是保护环境,防止上述生产的工业排出物,特别是含有对生物有害的物质,如砷、磷和许多重金属的有害影响。在砷化物数量和品种日益增长的情况下,从工业污水中深度净化砷,设计和运用有效的方法将选矿和化学冶金企业加工时产生的砷及其化合物转变成无毒性的、易保存的产物等问题,被尖锐地提出来了。在水溶液和污水中的砷可能以三价和五价形式存在,在没有硫离子时,三价砷酸AsO_2~-和五价砷酸AsO_4~(3-)的阴离子和     

重金属砷的前期处理实验

砷是一种有毒元素,自然界较常见的砷为三价或五价,三价砷有强毒性,五价砷毒性较弱.先进行前期处理将三价砷氧化为五价,以备下一步砷的去除.为此,试验用纯氧、双氧水使用2种氧化剂,将三价砷氧化成五价并比较不同温度、酸碱环境、氧化剂浓度、是否添加催化剂铜等参数.发现碱性环境较酸性环境有利砷的氧化,双氧水氧化效果比纯氧好,可能是它的反应活化能远小于纯氧的缘故.     

净化去除酸性废水中不同价态砷的研究

根据净化含砷废水的铁盐中和法．通过理论分析和实验表明,在Ｆｅ／Ａｓ＝０．５—６．０范围内,铁盐中和法对废水中３价砷的去除率较其对５价砷的去除率平均低约６０％,证实了废水中的３价砷较５价砷难于去除。氧化剂选择研究表明,对于含砷量高的酸性废水,采用漂白粉［Ｃａ（Ｃ１０）２］氧化其中的３价砷最为适宜。对于含砷７８２．５ｍｇ／Ｌ,ｐＨ＝１的酸性废水,采用氧化－铁盐中和法经一级处理后,废水中含砷量即可低于８ｍｇ／Ｌ．除砷率大于９９％,二级处理后出水中砷含量即可低于国家排放标准（０．５ｍｇ／Ｌ）。     

污灌对作物砷含量的影响

在水资源日趋紧张，工业用水、排污不断增加的情况下，用污水灌田虽是一种因地制宜的办法，但也成为我国的重要环境问题。1987——1995年间，我们就西安地区污水灌溉对作物砷含量的影响进行了调查分析。1试验及结果分析1.1样品采集以南郊井灌区为对照点对东、西、北郊6个污灌区，选有代表性的大田样点24个，共采集水土、作物样品246个，按照环境分析标准方法进行分析。1.2土壤中的砷土壤中的砷主要来自工业废水污灌及成土过程和含砷农药等。逸至大气中的砷随降雨电可进入土壤和水中，城郊的农田尤为明显。西安地区土壤中砷的自然含量为710－…     

两种水中砷含量测定方法的对照试验

砷对人体的毒性很大,三价砷和五价砷化物随饮水进入人体后,易为肠胃粘膜吸收而进入血液中,并扩散到器管与组织,并积聚起来。砷盐以三价砷毒性最大。饮水中砷的浓度0.3～1毫克/升,长期进入人体时可引起人体慢性中毒。地面水砷的污染来源于含砷矿石及制革染料,化肥和农药。目前关于海水及淡水中砷的测定大多数仍用二乙基二硫代甲酸银比色法。但是,要引起注意的是海水中砷含量低的样品要进行富集,而地表水(淡水)不够清澈的,要进行硝解。我们对同一水样品分别采用淡水测砷比色法和海水测砷比色法进行对比实验,结果如下:     

1株厌氧砷氧化菌的分离鉴定及砷氧化特性研究

三价砷(As(Ⅲ))氧化细菌能够将毒性大的As(Ⅲ)氧化成毒性小的五价砷(As(Ⅴ)),在生物修复砷污染方面具有应用价值。该研究从砷污染水稻土壤中分离到1株硝酸盐依赖型砷氧化菌,命名为HC11。根据表型特征、生理生化特性及16S rDNA序列同源性分析,将HC11归类为林杆菌属(Alsobacter sp.)。菌株HC11对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的耐受能力分别为5 mmol/L和10 mmol/L。菌株HC11能够在厌氧条件下以硝酸盐为电子受体将1 mmol/L As(Ⅲ)氧化,氧化率为99%。用简并引物扩增As(Ⅲ)氧化酶大亚基aio A基因,获得了1 100 bp的基因片段,其基因产物与已报道的Ancylobacter sp. OL1(ABJ55852)砷氧化酶大亚基aio A具有76%的同源性。     

砷与人体健康

一、砷及其化合物砷属氮族原素,原子序数33,原子量为74.92,有α、β和γ三种同素异性体,分别呈黄、黑和灰色。灰色者具金属性,比重5.73(14℃),熔点814℃(36大气压),615℃升华为气体。砷在化合物中呈三、五两种价。地壳中砷的丰度为1.8ppm,岩石、土壤含量从1到数百ppm。地面水砷含量差异很大。     

砷对人血淋巴细胞转化及DNA合成的效应

无机砷化合物（亚砷酸钠和砷酸钠）对未致敏人血淋巴细胞的转化和DNA合成是双相性的,即在低浓度下可促进淋巴细胞转化,而在较高浓度下抑制淋巴细胞的转化。人血淋巴细胞具有自发的DNA合成作用,低浓度的砷对这种自发DNA合成有促进作用,高浓度砷则有抑制作用。人血淋巴细胞与砷连续接触3天以后,其转化过程便被诱发;连续接触砷6天以后,转化过程受砷的刺激达到最大;细胞与砷接触时间愈长,具最大刺激效应的砷浓度就愈低。三价砷较五价砷的效应强。     

净化去酸性废水中不同价态砷的研究

根据净化含砷废水的铁盐水和法，通过理论分析和实验表明，在Ｆｅ／Ａｓ＝０．５－６．０范围内，铁盐中和法对废水中３价砷的去除率较其对５价砷的去除率平均低约６０％，证实了废水中的３砷较５价砷难于去除。氧化剂选择研究表明，对于含砷量高的酸性废水，采采漂白粉（Ｃａ（Ｃ１０）２）氧化其中的３价砷最为适宜，对于含砷７８２、５ｍｇ／Ｌ，ＰＨ＝１的酸性废水，采用氧化－铁盐中和法经一级处理后，废水中含砷量即可低于８ｇ     

三价铁促进生物氧化锰稳定土壤砷的效果和机制

通过室内模拟实验,研究了三价铁对生物氧化锰（BMO）稳定化砷污染土壤的促进效果与作用机制.实验结果表明：三价铁的添加提高了BMO对土壤中砷的稳定化效率,当三价铁以质量分数百分比（以Fe计）为0.5%、1%、2%和4%添加时,砷的稳定化效率由单独BMO处理的63.02%增加至86.04%、93.86%、96.56%和97.98%;由连续提取实验结果可知,添加三价铁能够促进土壤中砷的结合形态由可交换态、专属吸附态向无定型铁锰结合态和结晶型铁锰结合态转变,增强土壤中砷的稳定化作用;风险分析进一步表明添加三价铁后砷的环境风险由中风险转变为低风险;矿物晶体结构分析表明,添加三价铁后土壤中出现水铁矿、纤铁矿等次生铁氧化物,这些铁氧化物对土壤中砷有良好的吸附固定能力.总体而言,三价铁的存在能够提高BMO对砷污染土壤的稳定化效率,但三价铁的添加量不宜过高,否则会引起土壤酸化问题.     

微波消解-双道原子荧光分析仪联合测定土壤中砷和汞

应用AFS-9530型双道原子荧光光谱法研究土壤样品中砷和汞的联合测定技术,将土壤样品置于(1+1)王水的微波消解体系中进行消解,加入1m L 5%的重铬酸钾溶液保护汞,加入5m L(5%硫脲+5%抗坏血酸)混合液将五价砷还原为三价,以硼氢化钾为还原剂在5%盐酸介质中测定砷和汞,最低检出限为砷0.55μg/L,汞0.30μg/L,回收率砷在93.5%—105.8%之间,汞在85.5%—104.9%之间,满足准确度要求。     

草酸盐影响污染土壤中砷释放的研究

选取3种砷污染土壤,以草酸钾为提取剂在pH为5.5时解吸污染土壤中的砷,研究了草酸盐从0～10.0mmol·L-1浓度范围内对污染土壤中砷的释放和化学形态的影响.研究结果表明,土壤中砷的释放量随提取时间的增加而增加,在提取时间6h左右砷释放量最大.3价砷、5价砷的释放量随草酸盐浓度的增加而增大,5价砷释放量较3价砷大.同时发现土壤中Fe、Al的共同释放量与砷的释放量存在显著的线性关系.     

无机砷与两种典型天然有机质络合行为比较

以毒性较强的无机砷(五价砷iAs~V和三价砷iAs~(III))和环境中常见的天然有机质(NOM)为研究对象,采用平衡透析的方法,研究在pH中性条件下两种无机砷与两种NOM(胡敏酸HA和富里酸FA)的络合平衡时间,并通过对络合态砷占总砷比例的测定以及条件分配系数(D_(om))的测定,对比不同NOM种类、不同无机砷种类及不同比率iAs/DOC(dissolved organic carbon,可溶性有机碳)条件下两者的络合特征,并对相应的络合机理进行探讨.结果表明,无机砷与NOM的络合过程分为快速扩散、慢速扩散和平衡3个阶段;其中iAs~V与两种NOM的络合平衡时间约为48 h,iAs~(III)则在24 h之后基本达到络合平衡状态.两种NOM与iAs~V和iAs~(III)的络合比例随NOM浓度的增高而增加,但由于HA比FA具有更高的分子量和更复杂的分子结构,HA较FA显示出更强的络合能力.由于配位点减少原因,无机砷与两种NOM的络合随iAs/DOC比率上升而呈现出非线性下降趋势,这样非线性的现象与络合点位至少有两种类型有关.     

高砷废水处理及含砷废渣稳定化的试验研究

本试验通过采用硫酸铁和聚合硫酸铁分两段对含砷量为6.4g/L的废水进行了处理。结果表明:当pH=5、Fe/As(质量比)=3∶1、反应时间为3h时,采用硫酸铁进行初步除砷后废水中砷含量降至0.5mg/L以内,达到了废水排放标准的砷含量要求;当pH=5、按照0.44g/100mL加入聚合硫酸铁、反应时间为2h时,采用聚合硫酸铁进行深度除砷后废水中砷含量降至0.05mg/L以内,达到了饮用水标准的砷含量要求。另外,对初步除砷所得的含砷废渣进行焙烧,当焙烧温度为700℃、焙烧时间为3h时,所得废渣经毒性浸出试验检测,完全满足TCLP毒性浸出试验的要求,可安全处置。本试验找到了一种适合大规模处理高砷废水和含砷废渣的方法,该方法工艺简单、可操作性强,具有很好的应用前景。