锑的表生地球化学行为与环境危害效应

锑(Sb)是一种典型的有毒有害重金属元素。由于自然过程和人为活动的影响,锑及其化合物广泛分布于大气、土壤、水体等表生环境中,锑的环境污染日益严重。Sb不是植物必需元素,但能够被植物体及农作物吸收。Sb对人体和动物体产生慢性毒性及潜在致癌性。本文主要通过分析Sb的主要矿物、锑及其化合物在表生环境中的分布与迁移特性,来阐述人体可能的锑暴露途径及由此产生的环境危害效应。     

提升锑矿资源开发利用及持续发展

我国锑矿资源在质量、矿产储量方面在世界上都占有较高的地位.锑矿开发企业要对传统的锑冶炼工艺进行改造,要能够依靠科技的力量,大力提高金属的回收率.企业针对较为复杂的锑矿资源进行开发利用时,要能够针对伴生金属进行综合回收,以增加企业的经济效益,为了提高企业的竞争实力,应当科学地调整产业结构,达到提高企业可持续健康发展的目的.     

我国锑环境污染问题现状

世界上很多国家都存在着锑污染的问题,我国也不例外。我国是世界上最大的产锑国,每年世界上超过90%的锑都产自我国,世界上最大的锑矿"锡矿山"就坐落在我国的湖南省,因此我国的锑污染问题较之他国更为严重,不能不引起我们的重视。本文分别从土壤中的锑污染、水体中的锑污染、大气中的Sb污染来阐述了我国锑污染问题现状。     

环境中的锑

一、锑的物理化学特性锑是一种银白色金属,原子量为121.75,密度6.684,熔点627℃,沸点1625℃.自然界中很少有纯净的锑,常以硫化物或氧化物、锑赫石或锑华的形式存在.含锑矿物以辉锑矿为主,其次是方锑矿.溶于水的锑化合物有:三氯化锑、五氯化锑、硫酸锑、硝酸锑、酒石酸锑钾、锑焦锑酸钾等.二、锑的生产和工业上的应用据统计,当前全世界锑年产最超过6万t,其中一半用于制造合金,另一半以锑化合物形态应用于橡胶、纺织、陶瓷、玻璃、半导体和医药等方面.中国     

铅锌矿床中镉的表生地球化学研究现状

铅锌矿床是镉主要来源,在其开采过程中,镉等重金属有毒元素会产生次生富集,同时不可避免向环境大量释放,严重影响周围环境。本文介绍了铅锌矿的表生地球化学研究现状,提出应加强镉等重金属元素在表生风化作用下活化-迁移-富集机理及影响因素,定量地描述镉等重金属元素的释放过程等地球化学研究,以揭示镉等有害元素在铅锌矿山表生风化过程中的活化、迁移、次生富集的规律及机理,探讨其通过岩(矿)石-水-土壤-植物影响环境和人类健康过程,这不仅对于铅锌矿山环境有重要意义,而且也将揭示一些矿床中镉高度富集机理,从而在理论上丰富镉的地球化学内容,对研究铅锌矿床中元素循环、矿山修复、环境评价及生态效应等具有重要意义。     

沉积物金属迁移-转化的影响因素及其规律

沉积物金属的迁移-转化行为和污染风险一直是研究热点。金属污染物在人为或自然因素下进入水体,绝大部分通过沉降作用成为沉积物固定相,如此,底泥也成了河流生态系统中重要的污染源(汇)。受外界条件干扰,沉积物和上覆水体环境条件随之变化,固定的金属污染物很可能会被释放到水体中,对生态环境造成危害。通过文献研究,对金属在水环境中的主要形态,影响沉积物-金属结合物迁移-转化的环境要素及影响机制,金属的生物可利用性和污染风险进行了综述。最后提出应加强对环境参数的变化程度和金属释放的量化关系,沉积物再悬浮-金属释放的预测模型,具有长期稳定性和可持续性的底泥污染修复和控制技术方面的研究。     

新疆西昆仑尼雅河地区锑矿地球化学特征及找矿前景

应用1：20万区域化探成果,对锑元素的富集特征进行了分析,发现西昆仑尼雅河中上游地区是新疆锑富集程度最高、富集规模最大的地区。通过区内锑背景含量、离散程度、异常分布、控制因素、锑元素富集与成矿的密切关系等内容研究,认为该区具有寻找大型锑矿的地质一地球化学条件,资源潜力巨大,是新疆最有希望的找锑远景区,有望成为新疆第一个大型锑矿勘查基地和生产基地。     

利用COMMPS和DYNAMEC方法开展我国海水环境优先关注污染物研究

为提升我国海洋环境污染管控的科学性和精准性,本研究结合我国海洋环境污染现状,充分借鉴欧盟基于监测和模型的联合优先排序方法（COMMPS）及动态选择和优先排序机制（DYNAMEC）,推荐了我国海水环境优先关注污染物。以我国优先控制化学品名录和国际海洋保护组织优先关注的污染物为候选物质,从人类健康效应赋分角度对DYNAMEC和COMMPS方法进行改进,本研究建立了基于环境暴露指数、环境效应指数和优先级指数的海水环境优先关注污染物筛选方法,通过持久性-生物累积性-毒性初筛和优先级排序二次筛选等过程合计推荐68种我国海水环境优先关注污染物,具体包括11种金属和类金属化合物、11种多环芳烃化合物、8种有机卤化物、24种农药、14种其他有机化合物,涵盖了双酚A、壬基酚和有机磷酸酯等新污染物。相关研究结果可为不同海洋环境中有毒有害化学品污染问题识别、基准和标准制修订、风险评估、污染治理等提供重要的方法学支撑,为海洋生态环境管理提供科学参考。     

Ca2+对酸性硫酸盐环境中次生铁矿物合成的影响

通过摇瓶培养试验,在富铁酸性硫酸盐环境中,探析0、50、100、200或400mg/L Ca2+加入对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A. ferrooxidans)生物合成次生铁矿物过程的影响.分析了体系pH值、氧化还原电位(ORP)、Fe2+氧化率、总Fe沉淀率以及次生铁矿物矿相等相关指标的变化情况.结果表明,0~24h培养过程中,各体系pH值、ORP、Fe2+氧化率及总Fe沉淀率变化幅度基本一致.24~108h培养过程中,体系中Ca2+加入量越大,Fe2+氧化越迅速,相应总Fe沉淀率相对较高.400mg/L Ca2+的加入使得体系Fe2+在72h氧化完全,总Fe沉淀率在108h达到39.1%.0、50、100或200mg/L Ca2+ 加入的体系在24~84h培养过程中,体系Fe2+氧化速率随着Ca2+加入量逐渐增加而依次升高,并在84h Fe2+氧化完全,且在108h,相应体系总Fe沉淀率分别为27.0%、29.7%、33.9%或36.9%.不同体系所得次生铁矿物均为施氏矿物与黄铁矾的混合物.本研究结果对明晰富铁酸性硫酸盐环境钙离子调控生物成因次生铁矿物合成的影响机理有一定指导意义.     

国际上环保工作及台湾省的水污染

<正> 美国与环保有关的科技战略美国国家科学基金会的专家认为,七十年代美国政府在环境保护工作中尽管采取了一些措施,但由于缺乏实施技术,因此未能收到令人满意的效果。认为国家标准订得过高,许多情况下对经济发展产生消极作用,并认为重点是保护空气和水域,要加强研究矿物燃料影响大气层的后果以及如何防止非核有害有毒废物的污染等。在资源与环境方面,美国由于很多矿物即将耗尽,首先改进矿物勘探技术,提高原料开采和加工深度,研制代用材料。美国的     

锑矿区土壤As和Sb形态分布及生态风险评价

以晴隆锑矿区土壤为研究对象,利用连续提取法对土壤中As、Sb的形态分布和生物可利用性进行了研究,并分别利用单因子指数和生态风险指数评价了研究区土壤中As、Sb污染程度和生态危害风险。结果表明,土壤样品中As尤其Sb含量很高,不同采样点含量差别较大。土壤As、Sb的存在形态均以残渣态为主,其次是可还原态、可氧化态、弱酸提取态,水溶态很低。土壤中生物可利用态砷占0.01%~1.08%,其含量为0.001~0.347mg/kg,而土壤中生物可利用态锑占0.08%~3.26%,其含量为0.002~14.107mg/kg。从单因子污染评价看,研究区土壤Sb污染远大于As污染,且大多属于重度污染。土壤中两种金属的综合污染指数(RI)为14.59~1970.98,锑矿区总体处于轻度生态危害,部分区域Sb污染应引起重视。     

贵州晴隆锑矿尾砂中锑和砷的生物有效性及生态风险评价

为探明锑矿尾砂中锑(Sb)和砷(As)的形态分布特征及生态风险,选取贵州省晴隆锑尾矿库为研究对象,在尾砂剖面上(0~330 cm)采集样品33件,基于物相表征分析、冗余分析(RDA)及生态风险评价等方法,阐明了锑和砷在尾砂剖面上的形态分布及变化特征,并对其生态风险进行评价。结果表明:尾砂中主要以石英(SiO₂)、辉锑矿(Sb₂S₃)及方解石(CaCO₃)3种矿物存在;尾砂浸出液重金属浓度远低于毒性浸出标准;尾砂中Sb含量明显随深度增加而增加,而As含量在剖面上分布相对均匀。Sb各形态含量顺序为残渣态(1196.17 mg/kg)>可还原态(131.46 mg/kg)>弱酸提取态(54.07 mg/kg)>可氧化态(41.59 mg/kg),而As各形态含量顺序为残渣态(282.27 mg/kg)>可还原态(71.1 mg/kg)>可氧化态(42.06 mg/kg)>弱酸提取态(5.12 mg/kg);Sb和As的有效态含量分别占总量的16.94%和30.34%,其主要形态是可还原态。基于重金属总量的内梅罗综合污染指数评价法和潜在生态危害指数法的评价结果为存在重度污染和严重环境生态风险;基于重金属形态含量的风险评估编码法(RAC)和次生相原生相分布比值法(RSP)评价结果为低污染和低生态风险。基于重金属形态含量的评价方法可更客观准确地评价其可能对环境产生的潜在生态风险。     

锑矿采选固废与冶炼废渣的化学特性及重金属溶出特性

对锑矿区采选固废和冶炼废渣的化学成分及在模拟酸雨不同pH值下的溶出特性进行研究。结果表明,采矿废石、浮选尾矿渣、鼓风炉炉渣及鼓风炉燃烧残渣都含有Sb、V等重金属污染物,其中鼓风炉炉渣Sb含量最高,达1.22 g/kg,溶出率为0.355%;采矿废石中Sb的含量最低,为0.34 g/kg,溶出率最高达到10.391%,说明锑矿区废渣和冶炼固废中的重金属释放与固废的重金属含量不成正比。浸出实验表明,锑矿采矿废石浸出液Sb浓度达到3.55 mg/L,超过贵州省环境污染物Sb的排放标准(0.5 mg/L)7.11倍;锑矿鼓风炉燃烧残渣浸出液Sb浓度为3.11 mg/L,超过标准6.23倍。因此锑矿区露天堆放的固体废物,经酸雨淋溶浸泡产生的废液会污染周边水体,可能对周边生态和居民造成危害。     

湖南省典型地区水田土壤锑和砷元素纵向迁移行为分析

为探讨锑(Sb)和砷(As)在土壤中的纵向迁移行为及其差异,采集湖南省典型地区水田土壤20个剖面共100个样品,对水田土壤中Sb和As的含量、垂直分布特征及其纵向迁移行为差异进行研究,为湖南省水田土壤环境影响评价和污染防控以及进一步探寻Sb和As环境行为和来源提供科学依据。结果表明：水田土壤Sb和As含量分别为1.61±1.79 mg/kg和13.48±6.57 mg/kg; Sb在表层土壤富集,Sb随深度的增加含量逐渐下降,As在土壤剖面中累积明显,随深度的增加含量逐渐上升。两者相比,As元素在水田土壤周期性氧化还原过程中淋溶释放更强烈,其纵向迁移能力也更强。Sb和As在土壤中表现不同氧化还原性质是影响其纵向迁移行为的主要因素,土壤理化性质及成土母质也在一定程度上影响了Sb、As的纵向迁移。     

土壤锑胁迫下赤子爱胜蚓在个体和细胞水平的毒性效应

随着锑(Sb)矿的开采,Sb及其化合物对矿区周围生物暴露风险增大,Sb污染研究在国内外日益受到重视. 为阐明矿区Sb污染土壤对周边生物的毒性效应,本文通过向人工土壤添加焦锑酸钾(KSbO₆H₆)模拟受污染土壤,分别探究了Sb对土壤无脊椎模式生物——赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)存活、Sb富集、总蛋白、抗氧化系统酶、丙二醛(malondialdehyde, MDA)的影响,并利用生物标志物响应指数(biomarker response index, BRI)对Sb胁迫下蚯蚓的毒性效应进行综合评价. 结果表明:①蚯蚓死亡率与土壤Sb浓度和暴露时间剂量效应关系明显,经计算蚯蚓56 d LC₅₀为4 380.37 mg/kg. ②蚯蚓对Sb仅有少量吸收,最高处理组(12 800 mg/kg)在暴露56 d后Sb富集量仅为213 mg/kg. ③超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、MDA在暴露28 d内呈现先升高后降低的倒“U”型变化,过氧化氢酶(catalase, CAT)总体呈现“上升—下降—上升—下降”的变化趋势;总蛋白随时间和处理水平增加呈现不断下降趋势. ④在暴露期间共计24个含Sb处理组中,20个处理受到中等及以下水平健康影响,仅有4个处理组BRI小于2.5,属于严重健康影响. 研究显示,总蛋白、SOD、CAT、POD、MDA均对Sb比较敏感,Sb对赤子爱胜蚓的毒性效应不强,该研究结果可为我国土壤Sb污染提供关键毒理学数据.      

低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

为研究土壤淋洗技术对锑矿区周边高浓度锑(Sb)、砷(As)污染土壤的修复效果,筛选生物降解性能良好的淋洗剂,以广西河池市南丹县某锑矿区周边高浓度Sb、As污染土壤为研究对象,考察了不同低分子有机酸及淋洗条件(浓度、固液比、淋洗时间和淋洗级数)对Sb、As淋洗效率的影响,利用Wenzel连续形态提取法比较淋洗前后土壤中Sb、As形态变化,并结合扫描电子显微镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法初步探索了淋洗去除土壤Sb、As的反应机理.结果表明：由于草酸(oxalic acid,OA)具有较强的酸性及还原性,其对Sb、As的淋洗效率最高,且在最佳淋洗条件下Sb、As淋洗效率分别可达91.18%、97.63%.高浓度污染土壤中Sb、As主要以铁铝氧化物结合态形式存在,占Sb、As总量的70%以上;OA淋洗后,土壤中结合态、残渣态的Sb、As向吸附态Sb、As转化. OA淋洗去除Sb、As的反应机理主要包括三方面：(1) OA的含氧官能团与Sb、As含氧阴离子竞争土壤颗粒中铁(氢)氧化物表面的吸附位点,发生配位交换,从而解吸出Sb、As;(2) OA的有...     

用硫酸盐还原菌去除废水中砷、锑的实验研究

为了明确硫酸盐还原菌(SRB)同时去除废水中砷和锑的可行性以及去除过程中两种元素有无相互影响,我们设置了对照组、砷处理组、锑处理组、砷和锑处理组,并分析和比较了SRB在不同分组的生长差异及砷和锑去除率的异同等.结果 表明,SRB可去除95％以上的总锑(Sb(T)),但对同一条件下、同样初始浓度的总砷(As(T)),去除...     

浙闽沿岸海域总溶解态无机锑的分布及影响因素研究

作为一种具有潜在致癌性的有毒稀有元素,锑已经广泛地存在于水体中并显现出较为严重的环境问题,引起科学界的广泛关注.利用氢化物发生原子荧光光谱法测定2008年5月浙闽沿岸海域水样中总溶解态无机锑(TDISb)的含量.结果表明,浙闽沿岸海域表、底层TDISb浓度的变化范围分别是0.68~5.64 nmol·L-1和0.71~5.25 nmol·L-1,平均含量分别为2.25、1.79 nmol·L-1,低于我国地表水环境质量标准和世界卫生组织规定的饮用水水质标准(约41.08 nmol·L-1).总溶解态无机锑表现出由沿岸向中央海区递减、表层高于底层的分布特征.影响浙闽沿岸海域溶解态无机锑分布的主要因素有水团混合,生物活动及悬浮颗粒物吸附解吸过程等.     

中国南方某铀尾矿库周缘土壤重金属污染研究

选择中国南方某铀尾矿库周边2条背景剖面（B1、B2）和3条潜在污染剖面土壤剖面（S1、S2、S3）,通过比较各剖面中重金属元素分布,讨论铀尾矿库土壤中外源重金属元素的污染特征、迁移行为.研究表明：（1）相较于背景剖面,邻近铀尾矿库周缘土壤主、微量组分呈显著外源输入特征.（2）应用主成分法分析铀尾矿库周缘土壤外源重金属元素来源,发现尾矿库是该地区土壤重金属污染的直接来源,并向周缘土壤输送As、Pb、Sb、Cd、U等重金属污染元素.（3）分析铀尾矿库周缘土壤中尾矿库源重金属元素（As、Pb、Sb、Cd、U）同主、微量组分与理化参数的关系,发现潜在污染土壤中各金属元素与LOI（烧失量）、K、P呈较密切相关,与Na、Ca、Mn、pH、Fe存在次等相关性;由重金属淋溶迁移程度可知,重金属在潜在污染剖面（S1、S2）呈显著富集特征;各重金属横向迁出特征表明,其迁移至铀尾矿库周缘土壤具有不同的迁移方式.（4）铀尾矿库周缘近源土壤（距尾矿库30m左右）As、Pb、Sb、Cd、U呈显著污染,含量远大于国家农用地土壤环境质量评价标准和所在省份土壤元素背景值,应对该尾矿库潜在风险进行及时管控.     

成都市PM2.5中有毒重金属污染特征及健康风险评价

2009年4月至2010年1月在成都市城区采集PM2.5样品.采用X射线荧光光谱法分析20种元素,并重点分析As、Cd、Cr、Mn、Ni、Pb和Sb 7种有毒重金属元素.采用富集因子法、地累积指数法、相关性分析法和美国环保局暴露模型分别讨论了有毒重金属的污染特征、来源和健康风险.结果表明:成都市PM2.5中有毒重金属浓度处于较高水平,分别是:As(40.5±30.3),Cd(9.5±13.2),Cr(17.9±10.5)、Mn(137.6±84.3),Ni(5.1±4.1),Pb(320.5±186.0)和Sb(11.0±16.0)ng/m3.As严重超标,Cd和Pb也有超标现象.多数元素均在冬季达到最大值,夏季达到最小值.Cr、Mn、Ni污染程度较低,属于轻微污染,As、Cd、Pb、Sb的污染程度极高.PM2.5中有毒重金属主要来源于土壤尘及其扬尘,机动车排放和煤燃烧,冶金及机械制造和刹车磨损.Mn对儿童、成人均产生较严重的非致癌健康风险,分别为6.01、2.59、2.46,As、Cd、Cr、Ni、Pb、Sb的非致癌风险值均小于1,健康影响较小.As、Cr对人体有致癌健康风险.