纳滤膜技术在地下水除砷应用中的研究进展

砷污染突发事件的频发严重威胁着地下水饮用水水源的水质安全,加之饮用水控制标准的提高,就对饮用水除砷技术提出了更高的要求,而纳滤(NF)膜分离技术为饮用水除砷提供了新的思路。首先概述了地下水中砷的存在形态、化学性质以及我国高砷地下水地区分布,然后分析了NF膜特点、除砷机理与性能,系统地阐述了各种因素包括膜操作因素（操作压力、膜回收率、膜排布方式等）和原水水质因素（pH、水温、共存离子、共存有机物及砷浓度与砷价态等）,对NF膜除砷性能的影响。此外,对NF除砷的关键问题,如原水预处理、膜浓水处理、膜污染及其清洗等,也作了探讨。最后,总结了目前NF除砷应用中所面临的问题,探索性提出了NF膜技术在除砷应用中的研究方向。     

砷污染土壤微生物修复机制及其研究进展

土壤砷污染是一个全球性问题。越来越多的研究表明,自然界中的微生物在砷的迁移转化过程中发挥了重要作用。微生物修复是目前研究的热点,也是治理砷污染土壤的主要手段之一。综述了土壤中砷污染现状及其赋存形式,重点分析讨论了砷污染土壤的微生物修复机制以及提高微生物修复效率的方法。土壤砷污染修复是一项复杂的系统工程,单一的修复技术很难实现显著的效果。只有建立在以微生物修复为主的基础上,辅之以物理化学、植物及农业生态等措施,才能大大提高微生物修复效率。总结了近年来国内外微生物修复砷污染土壤技术的研究进展,以期为深入研究微生物代谢砷的机制及其在砷污染治理中的应用提供参考。     

砷污染土壤柠檬酸萃取修复技术研究

伴随着砷工业的发展,含砷化学品引发的重大环境污染事故时有发生。一般砷污染事件发生后,土壤是其最直接的受害者,有必要寻找一种快速且行之有效的方法对砷污染土壤进行控制修复。针对此问题,通过实验探讨了柠檬酸萃取修复砷污染土壤的效果,研究了柠檬酸浓度、液土比、萃取时间及土壤共存离子对柠檬酸萃取砷的效果的影响,为砷污染土壤的治理提供依据。结果表明,柠檬酸是一种高效的砷萃取剂;随着柠檬酸浓度、液土比、萃取时间的增加,砷的萃取率均有所升高;当柠檬酸摩尔浓度为0.25 mol/L、液土比为20 mL/g、萃取时间为21 h时,柠檬酸对砷的萃取率达到最高值(70.58%);土壤中共存的PO43-、Zn2+、Fe2+,由于其竞争作用,能使柠檬酸对砷的萃取率降低。     

饮用水除砷技术研究进展

饮用水中的砷对人体健康危害很大。介绍了从饮用水中去除砷的各种方法,总结了目前除砷技术存在的不足,指出混凝微滤工艺具有除砷效率高、能耗低、操作简单等优点,应成为今后饮用水除砷技术的发展方向。     

土壤固相吸附砷的研究进展

砷是一种常见的有毒元素,土壤砷污染与修复问题已引起世界范围的广泛关注。土壤原位修复是消除土壤砷污染的有效方法,其中砷在土壤固相上的吸附也是近年来的研究热点。土壤固相广泛存在于土壤中,并具有表面积大和表面电荷等理化性质,它可通过与砷酸根阴离子发生表面配位反应,形成内外层配位体等方式来固定土壤中的砷,以降低金属离子的迁移能力和有效性,是一种有效的原位减轻砷污染的方法。文中简单介绍了砷污染的现状、危害和赋存状态,重点介绍了铁铝锰的氧化物和氢氧化物、粘土矿物、有机质等土壤固相对砷的吸附机理及其影响因素,旨在更好地掌握砷的吸附行为。     

砷大气环境保护标准限值研究

砷大气环境保护标准是控制砷污染的重要环境管理手段与执法依据.为此,对比国内外砷环境空气质量限值,分析中国砷大气排放标准体系存在的不足,通过定量理论计算研究了砷大气排放浓度限值与环境空气质量限值之间的关系,提出砷大气排放理论浓度限值和建议浓度限值.结果表明:国内外砷环境空气质量标准质量浓度限值多为0.006μg/m 3,...     

镉砷污染土壤修复技术的文献计量分析

为了解国内土壤镉砷污染修复技术研究现状和未来发展趋势,采用文献计量方法和可视化软件Citespace,结合关键词检索统计方法,使用CNKI全文数据库,检索1999—2019年土壤镉(Cd)和砷(As)污染修复技术相关论文15 301篇,并绘制了网络知识图谱。结果表明：1999—2012年为镉砷污染土壤修复技术文章低发期,2013—2015年发文量跌宕增长;2016—2019年我国镉砷污染土壤修复技术步入了快速发展阶段;在我国土壤镉砷修复领域研究中,植物修复是热点修复手段之一;从研究机构的分布来看,南北方有较大差异,南方地区的发文量大于北方地区。在此基础上,对未来镉砷污染土壤修复技术和发展方向进行了预测分析。可以看出,我国应不断发展多手段结合的联合修复技术,做好土壤镉砷污染修复预警与风险防控仍是未来的工作重点。以上分析结果可为镉砷污染土壤的修复提供借鉴和参考。     

电动修复过程中电极逼近对土壤砷迁移与形态转化的影响

以高浓度砷污染土壤为修复对象,探究电极逼近法耦合捕集室对砷污染土壤的修复效果。实验设置4个处理,分别为固定电极 (FE-EK) 、阴极逼近 (AC-EK) 、阳极逼近 (AA-EK) 和两极逼近 (AAC-EK) 。结果表明,AC-EK、AA-EK以及AAC-EK对总砷[As(T)]的迁移具有促进作用,表现为捕集室中As(T)质量分数与初始值相比显著升高 (p<0.05) ,而FE-EK捕集室中As(T)质量分数与初始值相比无显著性差异 (p>0.05) ,As(T)整体迁移率以AAC-EK最高 (31.50%) ,FE-EK最低 (15.38%) 。由于土壤整体氧化还原电位升高,使得FE-EK、AC-EK、AA-EK、AAC-EK处理组三价砷平均质量分数较初始值分别降低9.78%、7.81%、13.65%、4.09%。砷的生物有效性在Fe₂O₃和电动效应的联合作用下不断降低,表现为可交换态砷、铝结合态砷、钙结合态砷向铁结合态砷、残渣态砷转化。本研究结果表明,AAC-EK促进As(T)迁移的效果最好,可交换态砷占比最低,且单位修复能耗最低,具有良好的砷污染土壤修复潜力。     

国家饮用水标准与砷、镉去除技术

随着饮用水水质标准的进一步提高,对饮用水水体中的砷、镉最高浓度值也相应作出了严格的限制。常规给水工艺已经不能满足有效去除砷、镉的要求,因此必须采取安全、有效的方法,最大程度地降低砷、镉的危害,以保障饮用水的安全。笔者对国内外去除砷、镉的多种技术进行了分析,找出了去除饮用水中砷、镉的有效技术方法,以及时适应日益提高的饮用水标准要求。     

抗砷菌对蜈蚣草生长及其砷吸收能力的影响

从湖南某砷污染地区挖取蜈蚣草,在蜈蚣草根系与根系新鲜土中筛选出11组抗砷菌单菌落(依次编号为A、B、C、D…K),并将其接种到蜈蚣草盆栽试验中,研究抗砷菌对蜈蚣草生长以及对砷吸收能力的影响。结果表明,抗砷菌在一定程度上能够刺激蜈蚣草的生长,尤其是根内筛选抗砷菌明显提高了蜈蚣草的生物量。其中,E、G抗砷菌可以增强蜈蚣草对砷的吸收能力,促进砷由蜈蚣草地下部分向地上部分转移。测定接种E、G抗砷菌的蜈蚣草各部位抗逆性指标的含量,得出E、G抗砷菌能减轻蜈蚣草根系质膜的损伤,提高蜈蚣草根系抗砷胁迫的能力。对E抗砷菌进行鉴定,该菌属于半知菌纲,丛梗胞目,丝核菌属(Rhizoctoniasp.),为内生菌根菌,该菌可产生类似赤霉素的活性物质,从而促进植物生长。     

淡水硅藻的砷甲基化和砷氧化代谢机制

硅藻砷甲基化和氧化过程在淡水生态系统砷生物地球化学循环中发挥重要作用,并且硅藻的重金属抗性与营养元素硅酸盐有效性紧密相关。然而,不同硅藻对无机砷的转化能力和砷抗性差异,硅酸盐对硅藻砷转化的影响机制尚不清楚。选取2种淡水硅藻,即针状菱形藻(Nitzschia acicularis)和谷皮菱形藻(Nitzschia palea),作为研究对象,探究其砷甲基化和氧化作用,以及硅酸盐影响下砷转化和此过程中的相关基因转录活性。结果表明,硅藻暴露于As(Ⅲ)的10 d培养期内主要产生二甲基砷,针状菱形藻的二甲基砷转化率为5.54%,高于谷皮菱形藻的转化率(0.80%)。谷皮菱形藻的As(Ⅲ)氧化作用比针状菱形藻强,前者和后者的氧化率分别为90.1%和3.2%。2种硅藻砷甲基化和氧化能力的差异表明不同硅藻As(Ⅲ)胁迫下的主要砷抗性策略不同。针状菱形藻在As(Ⅲ)胁迫下显著上调砷甲基转移功能基因(arsM)表达,并显著下调硅酸盐转运基因(sit)表达。这表明硅藻驱动胞内砷甲基化反应和减少硅/砷转运活性,从而有助于胞内砷解毒和减少As(Ⅲ)吸收。硅酸盐添加对针状菱形藻的arsM基因表达没有明显影响,但上调了线粒体核糖体RNA 12S基因表达,同时促进As(Ⅲ)向As(Ⅴ)转化,这表明硅酸盐可促进硅藻砷氧化和呼吸产能活性,有助于增加硅藻对砷的抗性。本研究证实了硅藻间砷甲基化和氧化能力差异,并且硅酸盐是影响其砷转化的重要因素,可为硅藻应用于砷污染水体修复提供参考。     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。     

砷污染农田的植物提取修复技术研究进展

由于粗放的矿物采冶方式,矿区大量的砷扩散到周边农田中,会导致农田土壤砷污染问题。部分地区的砷背景值高,部分地区在农业生产活动中使用含砷化肥、农药等,均会加剧农田砷污染问题。植物提取修复是一种利用超富集植物将土壤污染物吸收并转移到植物地上部,待植物成熟收割以整体移除污染物的方法。与其他砷污染农田土壤的修复技术相比,植物提取修复技术具有无二次污染的特点。该技术辅以合理的农艺措施,可使土壤砷污染减量,并实现边生产边修复的目标,应用潜力广泛。分析了砷污染土壤植物提取修复技术的原理与现状;重点探讨了近年来强化砷植物提取修复的方法,包括修复植物的种质创新、超富集植物与根际微生物联合作用和农艺措施优化等几个方面;最后展望了农田土壤砷污染修复技术的未来研究方向,以期为该技术的进一步发展提供参考。     

不同铁锰比例天然锰矿的改性及对As(Ⅲ)吸附和氧化的行为与机制

砷污染地下水和废水严重影响人体健康和生态环境,开发新型砷污染水体的修复材料具有重要意义。含铁锰矿来源广,具有较高的砷吸附容量和氧化特性,常用于吸附去除水体砷污染。但是,天然铁锰矿成分复杂,杂质含量多,对砷的吸附容量小,通常需要改性以提高其除砷性能。以不同铁锰含量比例的天然锰矿为材料,研究了水合肼改性法提高天然铁锰矿砷吸附容量的效果,采用批处理法研究了影响改性铁锰矿吸附砷的过程和影响因子,并结合XPS和FTIR等光谱学手段探究改性天然铁锰矿对As(Ⅲ)的去除机制。结果表明,两种不同铁锰比例的改性天然铁锰矿对砷的吸附容量分别为30.9 mg·g^-1和12 mg·g^-1,远高于未改性的材料。改性后的材料对As(Ⅲ)的吸附过程符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Freundlich模型。影响因子结果表明,共存离子PO₄^3-、SiO₃^2-、CO₃^2-对不同铁锰比改性材料去除As(Ⅲ)均有抑制作用。4种材料的pHpzc均小于...     

福州市主栽蔬菜品种对砷的积累及健康风险

为阐明福州市主要蔬菜基地种植的蔬菜中砷积累特征与食用风险水平,对研究区域内蔬菜和对应土壤中砷含量进行了分析检测,采用Monte-Carlo 模型法对蔬菜中砷引起的健康风险进行了评价,并探讨了蔬菜和土壤砷含量之间的相关性及不同品种、不同类别蔬菜之间积累砷的差异。结果表明：研究区内菜地土壤没有明显的砷超标,砷含量均未超出国家土壤二级标准（30 mg·kg-1）;研究区内蔬菜安全状态很好,不存在明显的健康风险;蔬菜中砷与其对应土壤中砷之间无显著相关性;不同类别的蔬菜之间对于砷的累积存在差异性,蔬菜中砷的富集系数顺序为叶菜类 > 根茎类 > 瓜果类,其中茼蒿的富集系数最大,豌豆和辣椒的最小。     

添加硫酸铁对贵州晴隆老万场污染土壤中砷和锑移动性的影响

添加硫酸铁降低砷的活性从而抑制其在作物中的富集是阻断砷在食物链中传递的重要手段之一。但是,对于砷和锑伴生的复合污染矿区,添加硫酸铁会对锑产生怎样的影响还不清楚。以贵州晴隆老万场砷和锑复合污染土壤为研究对象,通过对土壤中水溶态砷和水溶态锑以及印度芥菜(Brassica juncea L.)、平坝油菜(Brassica juncea var.PBYC)和凯里青油菜(Brassica juncea var.KLQYC)中砷和锑含量的测定,研究了添加3%(质量分数)硫酸铁对土壤中砷和锑移动性的影响。结果表明,种植在未经硫酸铁处理的土壤中的3种作物根系和地上部分干质量分别为0.07～0.12、2.10～2.40g;种植在经硫酸铁处理的土壤中的3种作物根系和地上部分干质量分别为0.11～0.22、4.10～5.70g。与未经硫酸铁处理的土壤相比,经硫酸铁处理的土壤中水溶态砷浓度降低了82%～84%,且作物体中的砷也显著降低,说明硫酸铁能显著降低土壤中的砷活性,有利于作物的生长。然而,经硫酸铁处理的土壤中水溶态锑浓度却比未经硫酸铁处理的土壤增加37%～56%,导致作物中的锑并不下降。因此,添加硫酸铁对砷和锑复合污染土壤而言,虽能钝化土壤中的砷,但是在一定程度上可能增加锑的活性,需考虑锑活化增加引起的风险。     

除氟活性铝氧化物（AlOxHy-Fn）的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷（As（Ⅲ））和五价砷（As（Ⅴ））吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218．88m2／g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As（Ⅲ）和As（Ⅴ）,且反应24h后的平衡吸附量分别为0．60和3．41mg／g,朗格缪尔模型可以很好地描述As（Ⅲ）和As（Ⅴ）在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的最大吸附容量分别为13．63和63．27mg／g;AlOxHy-Fn在pH=4～10范围内对As（Ⅴ）去除率在90％以上,As（Ⅲ）在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32％以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As（Ⅲ）与As（Ⅴ）的吸附有重要影响,电负性As（Ⅴ）较电中性As（Ⅲ）更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低（0．40mg／g）,过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As（Ⅴ）吸附量之间有明显正相关关系（R2=0．97）,但与As（Ⅲ）吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4～10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）是提高去除效果的重要手段。     

载铁活性炭烧结滤芯的制备及其除砷性能

为实现高砷地下水分布区居民饮用水高效除砷,通过氧化法对椰壳活性炭进行载铁改性处理,采用成型活性炭烧结加工工艺,制备高效除砷滤芯。结果表明：所制得的长度为25.4 cm的除砷滤芯可将初始浓度为500 μg·L^-1的高砷水,以1 L·min^-1的流量过滤处理为砷含量在10 μg·L^-1以下的安全饮用水,使用寿命达260 L,相对于普通活性炭烧结滤芯,使用寿命提高了4倍;通过SEM和EDS分析,改性处理后的活性炭表面负载了铁的氧化物,导致其对砷的吸附能力提高了50%;同时滤芯加工过程中的高压处理使得载铁活性炭颗粒之间呈片状紧密堆叠在一起,含砷溶液透过致密活性炭层中的5~20 μm孔隙时,溶液中的砷与活性炭及铁的氧化物接触而被吸附去除。该滤芯可应用于高砷地下水分布区居民家庭分散式净水除砷。     

矿区含砷尾矿及废渣稳定化研究

通过"硫酸-硝酸法"浸出实验,以砷的浸出浓度为控制指标,选用FeCl2为稳定药剂,对矿区砷渣进行药剂稳定化研究。考察Fe/As摩尔比、pH值、粒度、温度及稳定时间对砷浸出浓度的影响,通过研究稳定化前后砷形态的变化,探讨重金属迁移转化规律。结果表明:砷浸出浓度随FeCl2投加量增加而降低,当Fe/As摩尔比为1,pH=6.5~7.5时,常温下稳定化1 h后,砷浸出浓度低于2.5 mg/L且基本达到稳定,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)的入场要求;随反应温度升高,砷浸出浓度略有升高;矿渣稳定化处理后,砷从生物有效性高和毒性大的形态逐渐转化为毒性小、稳定性强的形态,但矿物组成和化学组成不同,砷形态的迁移转化也略有不同。     

砷矿尾砂污染及其治理研究

调查了广东省连南瑶族自治县寨岗铁屎坪土法炼砷废墟及其周边砷污染状况.发现渗流水含砷高达43.72 mg/L,渗流水随雨水沿山坡、溪流流入下游,对周边的水体、土壤、农作物等造成严重污染.同时发现全缘凤尾蕨、龙船蕨、野苎麻、白芒草和接骨草是耐砷植物.模拟试验证实在炼砷废墟和高砷尾砂上种植这些植物可减少砷的迁移,且不致引起二次污染.1998年对铁屎坪土法炼砷废墟进行治理,经一年多跟踪观察,周边水体中砷含量从原来的约0.048 mg/L下降到0.001 06 mg/L.结果表明用植被治理尾砂的砷污染是一种价廉、有效的方法.