砷形态分析中的样品前处理方法

本文对近10多年来砷形态分析中样品的前处理技术及其在不同样品中的应用进行了总结和评述，指出，断续低功率微波辅助提取，经典索氏取和纯乙醇冷冻离心提纯这3种砷化物前处理技术较其他方法更具优势。     

砷形态分析方法研究进展

本文从分离和测定两个方面对砷形态分析方法的发展情况作了评述，引用有关文献７７篇。     

砷形态转化及其环境效应研究

砷在水环境中的形态转化受到许多物理化学因素的制约,并产生毒害程度不同的环境效应。对多种因素进行研究,寻找将高毒的As(Ⅲ)向低毒的As(Ⅴ)转化的有利条件,并控制As(Ⅴ)向As(Ⅲ)的转化。结果表明,自然敞口放置3d的As(Ⅲ)溶液中没有As(Ⅴ)的出现,As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化是一个缓慢的过程。锰矿、粉煤灰等天然矿物能氧化As(Ⅲ),从而降低毒性。酸性或碱性条件都有利于As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化,转化率超过90%。温度、可见光、超声波等外界条件对砷形态转化有一定影响。紫外光照射3d后的As(Ⅲ)完全转化成As(Ⅴ),且As(Ⅴ)没有向As(Ⅲ)转化,因此紫外光是降低砷毒性的有利条件。Fe2+能将As(Ⅴ)还原,升高水体砷的毒性;而Fe3+能将As(Ⅲ)氧化,并生成氢氧化物将砷吸附。     

环境样品中抗生素残留分析研究进展

近年来,抗生素滥用问题日益严重,抗生素对生态环境和人体健康的潜在危害也随之引起人们的关注.为了解环境中抗生素污染状况,建立灵敏、准确、快速、高效的分析方法是非常必要的.综述了环境样品中抗生素残留分析的研究进展,阐述了环境样品中抗生素提取、净化、浓缩和衍生化等前处理方法,并对其检测方法进行了探讨,最后展望了该研究领域今后的发展趋势.     

金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化处理

以粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁（Fe2SO4）和磷酸二氢钾（KH2PO4）为稳定剂对矿区高浓度As污染土壤进行处理,通过土壤理化性质、重金属形态和浸出浓度变化等综合评估稳定剂对高浓度砷污染土壤的稳定化处理效果。结果表明,添加稳定剂可以提高土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用,其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低,降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%。添加粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著降低土壤中As的浸出浓度,而添加KH2PO4会使土壤中As浸出浓度增加,移动性增强。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%粉碎花生壳和1%硫酸亚铁后,As浸出浓度最低（0.93 mg·L-1）,稳定效果最好,稳定化效率达到了74.8%。土壤中As的浸出浓度与可交换态As和碳酸盐结合态As呈显著正相关,与残渣态As呈显著负相关,可交换态As、碳酸盐结合态As和残渣态-As含量是影响土壤中As浸出浓度变化的主要因素。     

燃煤过程中微量元素砷和硒形态转化的热力学平衡模拟

砷和硒是煤中的易挥发有毒微量元素。由于砷和硒在燃煤烟气中的浓度极低以及实验条件的限制，目前化学热力学平衡分析已成为预报烟气中砷和硒等有毒元素形态分布的主要理论分析方法，本文综述了热力学平衡分析方法应用于砷和硒在燃煤过程中形态转化和平衡分布等方面的研究进展，首先用于热力学平衡分析的是含有砷或硒一种微量元素和煤中主量元素及氯元素的简单体系，并假设烟气中只有理想气体组成的气相和纯凝聚相的理想模型。然而是否考虑砷和硒与其他微量、主量或次量元素的相互作用，砷和硒所有可能存在的反应，以及在熔融相砷和熔融物的结合会严重地影响模型的预报结果，因此，目前热力学平衡体系已发展成为包括砷和硒在内的多个微量元素和煤中所有主量、次量元素，以及包括熔融相在内的非理想多相复杂体系。     

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。     

地质样品中Te的分析方法研究

Te是发展高科技产业不可缺少的半导体材料之一,被广泛应用于冶金、石油化工、电子电气、玻璃陶瓷和医药等行业.同时,Te又是一种潜在的环境污染元素.Te在地壳中含量低而分散,寻找高灵敏度的地质样品中Te的检测分析方法一直是人们关注的问题.重铬酸钾容量法、碘量法、极谱法、分光光度法等常见测Te方法灵敏度不够理想,操作步骤也较繁琐.评述了1995-2009年地质样品中Te的检测方法概况及其发展趋势,重点对样品的前处理方法、氢化物发生/原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法的优缺点进行了阐述和讨论,指出利用高能效的分离技术达到各形态的有效分离和利用选择性强、灵敏度高的元素特征检测器来达到超痕量形态的测定仍将是地质样品中Te分析的研究趋势.     

阿散酸在土壤中的降解与形态变化

通过土壤培养实验,研究畜牧养殖过程中阿散酸污染在土壤中的降解规律和形态变化特征。设计阿散酸污染水平为0、30、75、150、225和300 mg·kg-1,分别于培养的2~48 h和5~60 d采集土样,测定其中砷(As)、阿散酸、水溶态As、吸附态As、铁型砷(Fe-As)、铝型砷(Al-As)、钙型砷(Ca-As)、可还原态As和残渣态As。结果表明:阿散酸水平为30~75mg·kg-1时,48 h内降解率为42.99%~71.77%,40 d时降解率100%;阿散酸水平为150~300 mg·kg-1时,降解较慢,降解最快时间段为5~10 d时,但60 d时各组仍有部分阿散酸未被降解;阿散酸污染水平对土壤砷形态的影响表明,随着污染水平增加,对土壤水溶态As和吸附态As影响最大,对Ca-As和残渣态As影响最小。阿散酸污染水平从30~300 mg·kg-1变化时,土壤水溶态As和吸附态As分别增加了4.84~50.29倍和10.43~106.14倍;相反,Ca-As和残渣态As仅增加1.6~1.3倍和1.3~1.62倍;阿散酸污染时间对土壤砷形态的影响表明,污染后10~60 d,随着时间延长,土壤中水溶态As和交换态As呈逐渐下降趋势,而 Ca-As、Fe-As和Al-As含量逐渐增加,残渣态As相对稳定。阿散酸在土壤中降解因污染水平而存在差异,低污染水平降解快,高污染水平降解慢。同时,阿散酸污染能够不同程度改变土壤各种砷形态,并随着污染时间延长,由可利用态逐渐变为稳定态。     

吹扫—捕集法在挥发性有机污染物分析中的应用

吹扫－捕集法为20世纪70年代中期推出的痕量挥发性有机化合物的富集方法，它具有简便，灵敏度高，富集率高，快速，精密，准确，不使用有机溶剂等特点，20多年以来，吹扫－捕集器和GC、GC／MS等仪器联用测定环境中痕量挥发性有机污染物，已获得令人满意的结果，因而吹扫－捕集法将在有机污染分析中得到日益广泛的应用。     

Effect of arsenic and mercury speciation on inhibition of respiration rate in activated sludge systems

The inhibition effect of arsenite, As(III), arsenate, As(V), inorganic mercury, Hg(II) and methylmercury, MeHg, on the respiration rate of activated heterotrophic sludge microorganisms was evaluated. As(III) and MeHg were much more toxic to activated sludge than As(V) and Hg(II) respectively. The effect of various experimental parameters on the toxicity, such as sludge age, concentration of suspended solids and exposure time, was investigated. An increase of sludge age or the concentration of suspended solids reduces the observed inhibition. Longer exposure seems to dramatically increase the inhibition of As(III), MeHg and Hg(II) during the first hours of exposure, while the later inhibition increases at a slower rate. On the contrary, in the presence of As(V), 24 hours after exposure, the respiration rate was similar to that of the control biomass.     

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。     

Fenton预处理对城市污泥重金属形态及生物淋滤溶出影响

针对生物淋滤处理城市污泥重金属Cr、As和Pd的溶出效率较低的问题,采用芬顿(Fenton)氧化法对城市污泥进行预处理,考察Fenton氧化对污泥中重金属Cr、As和Pd赋存形态转化及后继生物淋滤过程溶出率的影响。实验结果表明,经pH=4.00、Fe2+=1.00 g·L-1、H2O2=9 g·L-1的条件下Fenton预处理后,重金属Cr、As和Pb的存在形态均由稳定性较强的可氧化态和残渣态向不稳定的弱酸提取态和可还原态转化,其不稳定态比重分别由15%、30%、9%提高到了24%、41%、11%;生物淋滤实验结果显示,由于重金属形态变化,重金属Cr、As和Pb溶出率分别由52.71%、11.15%、33.19%提升至60.76%、24.32%、45.96%。Fenton预处理联合生物淋滤法提高了对重金属Cr、As和Pb的去除效果,有助于实现污泥的无害化处理处置。     

燃煤过程中微量元素砷和硒形态转化的热力学平衡模拟

砷和硒是煤中的易挥发有毒微量元素。由于砷和硒在燃煤烟气中的浓度极低以及实验条件的限制 ,目前化学热力学平衡分析已成为预报烟气中砷和硒等有毒元素形态分布的主要理论分析方法。本文综述了热力学平衡分析方法应用于砷和硒在燃煤过程中形态转化和平衡分布等方面的研究进展。首先用于热力学平衡分析的是只含有砷或硒一种微量元素和煤中主量元素及氯元素的简单体系 ,并假设烟气中只有理想气体组成的气相和纯凝聚相的理想模型。然而是否考虑砷和硒与其他微量、主量或次量元素的相互作用 ,砷和硒所有可能存在的反应 ,以及在熔融相砷和硒与熔融物的结合会严重地影响模型的预报结果 ,因此 ,目前热力学平衡体系已发展成为含有包括砷和硒在内的多个微量元素和煤中所有主量、次量元素 ,以及包括熔融相在内的非理想多相复杂体系     

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。     

孟加拉国饮用水砷污染控制策略与方向

孟加拉国是“一带一路”重要节点国家,经济社会快速发展,正从“最不发达国家”进入到“发展中国家”行列。同时,孟加拉国是全世界砷污染最严重的国家之一,其地下水砷污染形成过程与环境地球化学机制、人群砷暴露途径与风险水平、砷中毒机制与控制原理等在全球范围内具有重要研究价值。此外,孟加拉国政府和国际社会为控制饮用水砷污染开展了大量工作,已取得很好的成效。以饮用水砷污染及其健康风险控制为目标,制定科学、合理、有效的砷污染控制策略,对于孟加拉国在全国范围内从根本解决饮用水安全问题具有重要意义。     

Accuracy and traceability concepts applied to environmental speciation analysis

Traceability issues are of increasing concern in all fields where chemical measurements form the basis for decisions. The concepts of accuracy and traceability as applied to environmental analysis are, however, still prone to misunderstandings, which has been recently illustrated by controversial discussions among the analytical community with respect to accuracy and traceability issues in the area of speciation analysis. Analytical techniques used for the determination of chemical species (speciation analysis) are generally based on a succession of steps (e.g. extraction derivatisation, separation, detection) which are all prone to various sources of systematic errors. Many speciation measurement techniques have been studied within the last decade through interlaboratory studies and certification of reference materials. These collaborative efforts have been understood as being directed towards strive for accuracy (trueness and precision). It has been recognised recently that the achievements actually enabled mostly to establish reference points (e.g. certified values in reference materials) which does not necessarily correspond to 'true values' but rather offer a mean for laboratories to compare their data internationally and, hence, achieve traceability. This ambiguity still generates confusion and misunderstandings among the scientific community. This communication discusses this issue, focusing on analytical measurements only. Extending discussions on general traceability issues would imply an examination of steps prior to laboratory work (sampling, storage, etc.) which is beyond the scope of this contribution.     

Inorganic arsenic speciation at river basin scales: The Tinto and Odiel Rivers in the Iberian Pyrite Belt, SW Spain

The Tinto and Odiel rivers are heavily affected by acid mine drainage from mining areas in the Iberian Pyrite Belt. In this work we have conducted a study along these rivers where surface water samples have been collected. Field measurements, total dissolved metals and Fe and inorganic As speciation analysis were performed. The average total concentration of As in the Tinto river (1975 μg L⁻¹) is larger than in the Odiel river (441 μg L⁻¹); however, the mean concentration of As(III) is almost four times higher in the Odiel. In wet seasons the mean pH levels of both rivers (2.4 and 3.2 for the Tinto and Odiel, respectively) increase slightly and the amount of dissolved total arsenic tend to decrease, while the As(III)/(V) ratio strongly increase. Besides, the concentration of the reduced As species increase along the water course. As a result, As(III)/(V) ratio can be up to 100 times higher in the lower part of the basins. An estimation of the As(III) load transported by both rivers into the Atlantic Ocean has been performed, resulting in about 60 kg yr⁻¹ and 2.7 t yr⁻¹ by the Tinto and Odiel rivers, respectively.     

小麦秸秆预处理对厌氧消化性能的影响研究

针对小麦秸秆厌氧消化水解限速步骤,研究了酸、碱和污泥发酵消化液(以下简称消化液)预处理对小麦秸秆厌氧消化性能的影响。结果表明,酸和消化液预处理可以加速小麦秸秆水解酸化,在厌氧发酵第4天时产气中测得甲烷,早于对照和碱预处理。与对照相比,酸、消化液和碱预处理后小麦秸秆和污泥共消化体系的产气量可分别提高13.7%、12.0%和9.2%,产甲烷量可分别提高7.4%、9.5%和5.2%,但碱预处理会延滞厌氧消化产甲烷阶段。厚壁菌门(Firmicutes)是厌氧消化反应器中最主要的菌门,主要包括己酸菌属(Caproiciproducen s)、乙醇生孢产氢菌属(Hydrogenispora)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、罗伊氏乳杆菌属(Lactobacillus)和Ruminiclostridium_1属等,其中己酸菌属和乙醇生孢产氢菌属可以作为小麦秸秆和污泥共消化的监测指标,在厌氧消化前期反应器中微生物主要为己酸菌属,而后期主要为乙醇生孢产氢菌属。