离子色谱／氢化物发生／原子吸收法测定天然淡水中的4种砷形态

首次用国产YSA－Ⅲ型阴离子交换树脂色谱柱,以离子色谱／氢化物发生／原子吸收联用方法,测定天然淡水中４种主要砷形态：亚砷酸盐,砷酸盐,甲基胂酸盐和二甲基胂酸盐。检出限依次为0.28,0.50,0.12和0.18ppbAs,较低于同类方法。实际水样2ngAs/mL加标回收率为93.0％～107.8％。给出几种淡水样中砷形态的分析结果。     

长江口底沙再悬浮对重金属迁移的影响

通过分析长江口南槽上段白龙港排污口邻近水域14 h不间断定点剖面上采集的水体中颗粒态和溶解态重金属元素Zn,Cu,As,Cd,V,Cr,Ni和Pb浓度,研究潮周期内表层沉积物的再悬浮对重金属在颗粒态和溶解态中分配和迁移的影响.结果表明:潮周期内中层单位质量悬沙的重金属浓度(Mp)始终大于底层;随着含沙量(TSS)增大,单位悬沙的各重金属浓度(Mp)减小,水体中各重金属颗粒态浓度(Ms)增大,溶解态浓度(Md)减小;当含沙量大于一定值时,单位悬沙的各重金属浓度趋向稳定值;含沙量分别在涨憩和落急时达到峰值,所以涨憩沙峰时刻有利于重金属的吸附,但落急沙峰时刻因流速较大,不利于重金属的吸附.因此,转流时水质较涨、落急好.     

天然湖水表面微层砷形态分析

采用玻璃板表面微层水样器采集表面微层湖水,利用高效相色谱－氢化物发生－原子吸收联用技术测定水样中亚砷酸盐,砷酸盐,－甲基胂酸盐（ＭＭＡ）和二甲基胂酸盐（ＤＭＡ）含量,并和相应表层湖水（水面下的０．５ｍ）中相同４种不砷形态含量对比,结果表明,４种砷形态在湖水表面微层和表层中的含量分布有较大差异,表面微层水中的含量通常高于表层水,它们在湖水表面微层中具有一定的富集现象,富集倍数分别为Ａｓ（Ⅲ）１．６６     

带菌盐藻对不同形态砷的富集和转化研究

自然环境中藻和菌多是共生的,藻菌共生体对污染环境修复具有较好的应用前景.本研究通过16S rRNA序列分析方法从带菌盐藻中分离鉴定出1株芽胞杆菌(Bacillus solisalsi),并测定了不同浓度的亚砷酸盐[As(Ⅲ)]和砷酸盐[(As(Ⅴ)]胁迫13 d后,带菌盐藻对砷的吸收、吸附、转化情况以及培养液中的砷含量及其形态.结果表明,无菌盐藻对砷的耐性较强,在250μmol·L-1和500μmol·L-1As(Ⅲ)胁迫下,砷含量分别为3.78 g·kg-1和4.56 g·kg-1,但是培养液中的砷含量仅下降7.9%~8.3%,Bacillus solisalsi单独除砷的能力也不强(去除率为6.1%~19.9%).盐藻及其共生菌协同除砷的能力较强,25~100μmol·L-1As(Ⅲ)处理下能吸收0.99~2.79 g·kg-1的砷,25~500μmol·L-1As(Ⅴ)处理下能吸收1.22~3.46 g·kg-1的砷.25~100μmol·L-1As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫下砷去除率均在54.3%以上.带菌盐藻可以通过As(Ⅲ)氧化、As(Ⅴ)还原、As(Ⅲ)甲基化和排出胞外等途径降低砷的毒害.     

太湖不同营养水平湖区表层沉积物的砷分布特征及其生态风险

以太湖不同营养水平湖区为研究对象,采用改进的砷(As)形态连续提取法对表层沉积物中As的化学形态进行分析研究,探讨了沉积物中总砷(TAs)和As形态的分布特征及其与沉积物中营养盐和总有机碳(TOC)的相关性,并利用潜在生态风险评价(Eir)和风险指数编码法(RAC)评估了各湖区沉积物中As的生态风险水平.结果表明,各湖区表层沉积物中TAs的平均含量约为14.23~16.59 mg·kg~(-1),其中,竺山湾的TAs平均含量相对最高.As形态表现出明显的空间分布特征,其中,北部富营养湖区(竺山湾、梅梁湾、贡湖湾)中的有效态As(非专性吸附态和专性吸附态)与潜在有效态As(无定形氧化铁结合态、晶体形氧化铁结合态、有机结合态)的含量与百分比均高于中营养水平的南太湖,而北部湖区的残渣态As含量则低于南太湖.Pearson相关分析结果显示,除晶体形氧化铁结合态As和残渣态As外,沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和TOC与其他As形态均存在显著的正相关关系.潜在生态风险评价结果表明,各湖区沉积物TAs均处于低风险;而RAC评价结果表明,各湖区沉积物的有效态As基本处于中等风险水平,且北部湖区的RAC指数均明显高于南太湖.     

太湖不同富营养化水域砷的分布特征及其环境影响因素

对夏季与冬季太湖不同营养水平湖区(竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和南太湖)上覆水的砷含量及水质参数进行调查,运用多元分析技术分析砷的空间与季节分布特征及其与水质参数之间的关系.结果表明,北部湖区(竺山湾、梅梁湾和贡湖湾)水体中总砷(TAs)、砷酸盐[As(Ⅴ)]、亚砷酸盐[As(Ⅲ)]及甲基砷(MMA+DMA)的平均含量(2.58~3.34、1.37~2.34、0.53~0.64和0.16~0.36μg·L-1)均高于南太湖(1.73、1.10、0.31和0.10μg·L-1),显示了砷在太湖北部与南部的空间分布差异.此外,夏季TAs、As(Ⅴ)、As(Ⅲ)和甲基砷的平均含量分别为3.40、2.06、0.73和0.25μg·L~(-1),均高于冬季(1.78、1.10、0.30和0.17μg·L~(-1)),呈现明显的季节分布特征.因子分析与冗余分析结果进一步表明,总磷(TP)、总铁(TFe)和叶绿素a(Chl-a)是影响太湖水体砷时空分布的关键环境因子.其中,TP、TFe与太湖水体中TAs和As(Ⅴ)的分布存在显著正相关;Chl-a含量对As(Ⅲ)和甲基砷的分布有显著影响,推测浮游植物(Chl-a)对砷还原和生物甲基化具有一定的调控作用.     

刁江底泥砷形态的化学分级法与XANES方法比较

采用XANES(X射线近边分析)方法和化学分级法,研究了刁江污染源区尾砂及刁江底泥的砷形态组成特征. XANES方法结果表明,尾砂中砷的形态主要以毒砂(FeAsS)存在,其相对百分含量为63%~99%;而刁江底泥中的砷形态主要是毒砂、砷酸盐和亚砷酸盐,其中毒砂的比例较高,表现出典型的尾砂污染特征. 化学分级法结果表明,尾砂中砷形态主要是残渣态砷(Res-As),而底泥中的砷主要以铁合态、钙合态及残渣态形式存在. 刁江底泥中毒砂相对百分含量和残渣态砷随着与污染源区距离的增大而减小,砷酸盐和亚砷酸盐则呈相反的趋势. 化学分级法和XANES方法所反映的刁江底泥和污染源的砷形态组成和变化趋势总体上较为一致,但这2种方法所获得的定量数据存在一定的差异.      

云南阳宗海砷的分布与来源

通过采集阳宗海水体、沉积物样品并测定砷的总量及形态组成,分析了水体、沉积物中砷的空间分布,评价了砷的污染现状,计算了人为贡献率与湖中砷的储存量,并调查了砷的来源.结果表明,2010年4月阳宗海水体中总砷含量介于71.96～101.2μg·L-1,且随着水深的增加而略有升高.溶解态砷在68.14～96.72μg·L-1之间,其中As(Ⅲ)占32%.水中砷的健康危害风险度在4.77×10-4～6.66×10-4a-1的范围内,对周围环境产生严重威胁.沉积物中砷含量介于6.05～396.49 mg·kg-1.0～2、2～4、4～6、6～8及8～10 cm沉积物中砷的平均含量依次为155.66、52.01、29.78、19.22、17.52 mg·kg-1.表层0～2 cm沉积物砷的累积程度最高,地累积指数最高达5级.随着深度增加,砷的累积程度显著降低.沉积物中砷的各种形态的平均含量由高到低依次为残渣态、腐殖酸结合态、铁锰氧化态、强有机结合态、离子交换态、水溶态、碳酸盐结合态.随着深度增加,砷的生物可利用态比重逐渐减小,残渣态的比重明显增大.表层0～2 cm沉积物砷的人为贡献率最大,平均为81.94%.随深度增加,人为贡献率显著降低.目前,阳宗海水体与沉积物中的砷储存总量为70.65 t,人为贡献量占砷总储存量的82.68%,这其中主要来自南岸的磷肥厂.同时,东岸的高尔夫球场及北岸的火电厂、温泉也对阳宗海砷的累积有所贡献.     

一硫代砷在针铁矿上的吸附及影响因素

以一硫代砷酸盐(monothioarsenate, MTA)为研究对象,查明其在针铁矿上的吸附特征,分析砷酸盐、亚砷酸盐、胡敏酸(humic acid,HA)、硝酸盐和磷酸盐对针铁矿吸附MTA的影响并识别作用机制.结果发现:①当溶液中仅有一种砷形态时,MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的吸附平衡时间分别为8、 2和4 h,吸附过程均符合假二级动力学模型,平衡吸附量(q_e)分别为2 129.851、 3 291.838和1 788.767mg·kg~(-1);当溶液中两种砷形态(砷酸盐与MTA,或亚砷酸盐与MTA)共存时,MTA在针铁矿上的吸附过程仍符合假二级动力学模型,但q_e显著减少,分别为1 236.941mg·kg~(-1)和1 532.287mg·kg~(-1),主要原因是砷酸盐和亚砷酸盐均能与MTA竞争吸附位点.②MTA在针铁矿上的q_e随着HA浓度(10～50 mg·L~(-1))的增加而逐渐降低,因为HA大量的官能团抢占了针铁矿表面吸附点位,从而抑制了MTA的吸附;③当溶液中添加磷酸盐时, MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的q_e显著降低,分别为492.802、 815.782和303.714mg·kg~(-1),这是因为P与As存在竞争性吸附;当添加硝酸盐时,溶液中电子受体数量和Eh增加从而使得3种砷形态的q_e均增大,分别为2 211.030、 3 444.023和1 835.537mg·kg~(-1).     

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.     

缺氧条件下土壤砷的形态转化与环境行为研究

采集张士污灌区0～100 cm深的土壤并在实验室里负载低浓度的砷,采用不加硫和加硫对比研究了厌氧条件下土著微生物对土壤中砷的形态转化、环境行为影响及其机制.结果表明,在不外加硫酸盐条件下厌氧培养8 d后,微生物还原作用造成砷的大量还原和释放,释放的砷70%以上是以As(Ⅲ)形式存在,尤其20～40 cm深度土壤砷的释放量明显高于其它层土壤,As(Ⅲ)和As(T)分别达到892.8μg.L-1和1 240.6μg.L-1.与非生物对照相比每层土中盐酸可提取的砷总量都大大降低,且盐酸提取的As(T)几乎全部转化为As(Ⅲ).伴随砷的释放,铁发生还原和释放,溶解态的亚铁基本都在40 mg.L-1以上,不同土层固相中亚铁离子的量都在9.0～13.4 g.kg-1范围内,固相盐酸可提取态总铁中亚铁离子所占的比例基本都在50%以上,说明微生物还原作用造成固相中铁氧化物发生还原性溶解和矿物结构转化.当体系中添加10 mmol.L-1的硫酸盐时,每层土的生物培养体系中铁的释放几乎完全被抑制,砷和铁浓度也减少了50%.与不加硫生物培养体系相比,固相中盐酸可提取的砷量减少了50%,一部分砷被转化为稳定的硫化物As2S3而固定.可见在硫酸盐不足条件下微生物还原作用可造成砷被还原、活化和释放,而补充土壤中硫酸盐的量可促使微生物还原/活化的砷转化成更加稳定的形态,稳定的硫化物矿物As2S3是土壤微生物固定砷的重要途径.     

Characterization of arsenate transformation and identification of arsenate reductase in a green alga Chlamydomonas reinhardtii

Arsenic (As) is a pervasive and ubiquitous environmental toxin that has created catastrophic human health problems world-wide. Chlamydomonas reinhardtii is a unicellular green alga, which exists ubiquitously in freshwater aquatic systems. Arsenic metabolism processes of this alga through arsenate reduction and sequent store and efflux were investigated. When supplied with 10 mol/L arsenate, arsenic speciation analysis showed that arsenite concentration increased from 5.7 to 15.7 mg/kg dry weight during a 7-day period, accounting for 18%–24% of the total As in alga. When treated with different levels of arsenate (10, 20, 30, 40, 50 mol/L) for 7 days, the arsenite concentration increased with increasing external arsenate concentrations, the proportion of arsenite was up to 23%–28% of the total As in alga. In efflux experiments, both arsenate and arsenite could be found in the efflux solutions. Additionally, the efflux of arsenate was more than that of arsenite. Furthermore, two arsenate reductase genes of C. reinhardtii (CrACR2s) were cloned and expressed in Escherichia coli strain WC3110 (ΔarsC) for the first time. The abilities of both CrACR2s genes to complement the arsenatesensitive strain were examined. CrACR2.1 restored arsenate resistance at 0.8 mmol/L. However, CrACR2.2 showed much less ability to complement. The gene products were demonstrated to reduce arsenate to arsenite in vivo. In agreement with the complementation results, CrACR2.1 showed higher reduction ability than CrACR2.2, when treated with 0.4 mmol/L arsenate for 16 hr incubation.     

A comprehensive study of treatment of arsenic in water combining oxidation, coagulation, and filtration

Arsenic is one of the most common inorganic contaminants in groundwater worldwide, mainly due to the release of naturally occurring arsenic from aquifer sediments (Amini et al., 2008, Li and Cai, 2015 and Rahman et al., 2015). Naturally occurring arsenic exists predominantly in arsenate and arsenite species in groundwater.     

大辽河口痕量元素砷的河口混合行为

研究了大辽河口痕量元素砷的河口混合行为.分别于2010年4、7、11月从大辽河口采集20个站位,采用氢化物发生原子荧光光谱法测定了溶解态砷的含量,目的是探讨大辽河口砷的来源及其分布的影响因素.大辽河口4、7、11月砷含量的变化范围分别为2.98～44.1、1.19～14.6、1.27～12.4μg.L-1;4月含量最高,7月次之,11月最低.不同季节其行为差别很大,7月其行为是保守的;4、11月在整个盐度范围其行为是非保守的,但在盐度1～30、10～30之间是保守的.不同季节河流砷的输送通量差异不大,4月起通量主要受砷浓度控制,11月主要由流量控制,7月由两者共同控制.7月河口通量主要来自于河流的输送,4、11月则主要来自河口内部.同世界上其他河口相比,大辽河口砷的含量处于较高的水平.     

河口近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化

对长江口崇明东滩近岸水体中颗粒态重金属的潮周期变化特征及其影响机制进行了研究.结果表明,受粒度影响,底层水体中颗粒态Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr、Al的总量分别高出表层沉积物的184%、99%、56%、62%、147%、50%和45%,其中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Al可还原态部分在底层水体悬浮颗粒物中的含量也明显高出表层沉积物的2～3倍,但与重金属总量相比,上述元素的可还原态部分所占比例与表层沉积物相差不大.在5次潮汐循环过程中,颗粒态重金属均在涨潮初期、高平潮前后及落潮末期出现较高含量.这种变化主要与水动力条件有关,当水体流速增大时,从底部沉积物再悬浮起来的颗粒态重金属对水体中的永久性悬浮颗粒起了很大的稀释效应.水体中的盐度、DO及pH等环境因子对潮周期内颗粒态重金属的变化影响不大.     

长江口及其邻近海域赤潮时空分布研究

收集了1972～2009年长江口及其邻近海域（29°25＇～32°00＇N、124°00＇E以西）所记载的赤潮事件,基于GIS软件平台,系统分析赤潮的时空分布规律,并绘制长江口及邻近海域赤潮分布图.分析表明：①近40年来,长江口及邻近海域赤潮发生多达174次,暴发面积〉1 000 km2的有25次.赤潮发生核心区集中在...     

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.     

长江中溶存甲烷的分布与释放

2008年1月和9月对长江的中、下游和长江口进行了调查,2007年9月～2008年8月每月在长江徐六泾进行了调查,用吹扫捕集-气相色谱法测定了长江各站位水体中甲烷的浓度并用Wanninkhof公式估算向大气的甲烷释放通量.结果表明,2008年1月长江中、下游表层水中甲烷平均浓度为(330.8±186.9)nmol·L-...     

曹妃甸海域化学需氧量(COD)的季节性分布特征

通过建立曹妃甸海域潮流、污染物输运数学模型,分析了洪枯季曹妃甸海域化学需氧量（COD）的变化规律。结果表明:季节性入海通量决定COD浓度空间分布,海域潮流运动控制COD动态迁移过程。曹妃甸甸头东部海域二泄大庄河口洪枯季均为COD高浓度区,最大浓度可达2.2 mg/L,大清河及二滦河COD浓度枯季明显降低,污染物涨潮向SW运移并向外海扩展,落潮沿NE向河口输运。甸头西侧海域COD浓度分布季节性变化不大,COD浓度主要集中于沙河口以及三友化工排污口附近海域,在NW-SE潮流作用下,COD呈涨潮向河口输运,落潮流向外海扩散的运动规律。