砷形态分析的样品前处理技术研究进展

砷是一种在自然环境中普遍存在的元素,环境中的砷污染问题已引起社会各界的广泛关注。砷的毒性与砷的赋存形态密切相关,而不同形态砷的毒性相差甚远。因此,砷的形态分析对于砷在环境中的迁移转化研究及其健康风险评价都具有重要意义。其中样品前处理是砷形态分析的基础,样品的保存和固体样品中砷形态提取方法尤为关键,但遗憾的是迄今还没有一种统一而有效的方法。强提取剂能够保证较高的提取率,但可能会造成提取过程中样品中原有砷形态的改变;弱提取剂能够保证砷形态不被改变,但存在提取率不高的不足;优化选择提取剂和辅助提取过程以保证砷形态高提取率和高回收率是开展砷的生态与健康风险研究的基础。该文综述了砷形态分析中样品前处理技术进展,着重介绍了水溶液的保存条件以及不同砷形态的提取方式。     

新银盐法测定地面水中痕量砷

<正> 砷是地壳表层中的微量元素,是一种有毒致癌的非金属元素。砷在淡水中的平均含量为1.5～2.0ppb,在海水中的浓度为0.15～6.0ppb。地面水中砷的污染主要来源于砷矿、制革、染料、有色冶金和农药废水。当饮水中砷浓度为0.3～1毫克/升,长期进入体内时,可引起人体慢性中毒。口服三氧化二砷的中毒剂量为5～50毫克,致死剂量为100毫克。     

砷在三种紫色土中的化学行为及其与作物效应的关系

通过水稻在不同砷浓度处理过的三种紫色土的盆栽试验,研究了砷的吸附特征,形态变化及其与砷的作物效应的关系,揭示了砷在不同土壤中对水稻毒害和在水稻体内累积程度不一样的原因是由于不同土壤的性质影响到砷的吸附和形态变化。其中砷在土壤中的形态变化是最重要的因素之一。在诸形态中,以A-As和Ca-As最为重要。土壤的碳酸盐体系可能是影响三种紫色土砷的化学行为及其生态效应的一个重要因素。     

珠江口海水中砷的含量和分布

砷是广泛存在于自然界的一种有毒物质。由于砷及其化合物对人体的致癌作用和海洋生物对其有较强的富集能力(富集系数高达3.3×102),因此人很早就把砷列为环境污染物中的主要研究对象之一。对海洋中砷的研究,国外开展的较早,1932年伯恩斯就报道了华盛顿沿海砷的研究结果,1962年管原系统地研究了太平洋、印度洋和南极周围海区表层水中砷的分布。近年来,国内学者对海洋中砷的研究日益重视,李静等研究了胶州湾表层海水中砷的存在形态, 李金生等研究了渤海湾水中总溶解无机砷。 目前,砷已被列为近海、河口环境污染研究中的重要调查内容之一。研究砷在     

抗砷微生物在治理环境砷污染中的研究进展

砷在自然界中的分布非常广泛,引起的砷污染对人类的健康和生存构成了严重的危害。砷在地球化学循环中具有不同的存在形态,砷的毒性与其存在形态紧密相关。砷污染的治理方法较多,有物理吸附、离子交换、化学反应等,但治理效果较差,效率低下。近年来抗砷微生物的提出,为降低或移除砷的毒性提供了更具有应用前景的科学思路。为进一步探讨抗砷微生物在砷污染环境中的应用前景,该文就生态环境中的砷污染现状、抗砷微生物的分类与转化机制、抗砷微生物在环境治理中的应用及研究展望进行了相关综述。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定水中的砷、硒、汞

自然水体中蕴涵着很多元素,尤其是自来水中的有些痕量元素对人体健康是必不可少的。自来水中的砷、硒、汞含量极低,火焰原子荧光和石墨炉原子荧光的检测能力无法满足测定的要求,运用氢化物发生-原子荧光光谱法对自来水中的砷、硒、汞三种元素进行分析测定,可以提高水中砷、硒、汞检出限,是测量痕量元素的有效方法。     

硼氢化钾还原体系去除水体中砷的试验研究

基于砷的赋存形态特征,提出利用强还原剂硼氢化钾(KBH_4)将水体中的砷直接转化为砷化氢气体来修复水体砷污染的方法。为探究这一过程的影响因素及其作用机制,通过试验讨论了曝气与否、曝气时间、KBH_4浓度、溶液pH值等因素对KBH_4还原去除水体中砷的影响。试验结果表明:KBH_4还原体系能有效地将水体中的砷还原为砷化氢气体,实现水体砷污染的去除;结合曝气可以更高效地去除水体中的砷,且砷的去除率随曝气时间的延长而增加;增加KBH_4的浓度也可以有效地提高砷的去除率,在含砷溶液浓度为10 mg/L、KBH_4溶液浓度为0.5 mol/L、曝气时间为60 min时,砷的去除率高达95.16%;溶液pH值也是影响KBH_4还原砷的重要因素,酸性条件下溶液中的砷主要以砷化氢气体的形式去除,且溶液的酸性越强,砷的去除率越高,而碱性条件下溶液中的砷则主要通过生成砷单质的形式去除。研究结果证实,KBH_4还原体系能高效、快速地去除水体中的砷,可作为传统氧化-吸附法除砷的补充,可用于突发性水体砷污染的快速修复。     

硫代砷形态测试分析技术及环境行为特征

砷的形态分布是影响地下水环境中砷迁移转化行为的关键。最新研究发现硫代砷是富硫高砷地下水中砷的主要存在形态。然而,中国关于高砷地下水中硫代砷形态的定量检测成果有限,现有报道多是对水样进行酸化处理后进行砷酸盐和亚砷酸盐形态分析,这一处理导致砷和硫发生沉淀从而使得硫代砷形态被破坏或被忽略。该文系统对比分析了几种不同硫代砷形态的制备、分离和定量检测技术,总结了硫代砷的形态分布及环境行为特征。未来对高砷地下水污染的研究应着重发展硫代砷形态的测试分析技术,调查硫代砷形态在高砷地下水环境中的地球化学行为特征,并探讨其对传统意义上的(亚)砷酸盐地球化学行为的影响。     

巢湖表层沉积物中砷的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR法研究了该沉积物样品中不同形态砷的分布特征,并对该沉积物中砷的污染状态进行了评价。结果表明,巢湖表层沉积物中的总砷浓度高于沉积物的背景值(源自“安徽省江淮流域区域生态地球化学调查”项目9个湖泊663件沉积物样品统计结果),在空间上表现出东西高,中间低的分布特征,巢湖表层沉积物中的砷主要以残渣态为主,占总砷浓度的68.64%~79.24%,弱酸提取态、可还原态和可氧化态砷浓度分别为1.18~2.82,0.73~2.01和0.05~1.06 mg/kg,三种形态的砷浓度平均值所占比例为3.83:2.90:1,该沉积物中总砷浓度为西湖区高于东湖区,可氧化态砷则为东湖区高于西湖区。由于沉积物中砷浓度的高低与流域有机物和营养盐的污染负荷密切相关,因此该沉积物中的残渣态砷有向可还原态和弱酸提取态砷迁移转化的可能性。采用潜在生态风险指数法、地累积指数法和沉积物重金属质量基准法对巢湖表层沉积物中砷的污染状态进行评价,结果表明,巢湖表层沉积物中砷污染程度较轻,潜在风险很小,短期内对周边环境和生物不会造成很大的威胁。     

污水中As(Ⅲ)As(Ⅴ)和总砷的测定—石墨炉原子吸收法和阳极溶出伏安法

引言近几年,特别是认识到饮水中的砷是一种对身体非常有害的物质以后,人们对水体中砷及其形态的分析产生了极大的兴趣。例如,皮肤色素的变化、角质物,癌和神经作用都与饮水中砷的污染有关。现在已查明,砷的潜在毒性与其氧化态有关,因此需要建立鉴别砷的不同氧化态的分析方法。在天然水中,包括饮用水中,砷的主要氧化态形式是As(Ⅲ)和As(Ⅴ)。     

我国河流湖泊砷污染研究进展

对我国14个省27处河流湖泊砷污染现状进行了归纳,认为我国河流湖泊砷污染严重,大部分水系中砷含量超过世界淡水砷背景值,最高达到1.9mg/L;水体表层底泥中砷含量范围为4.0～980.6mg/kg,44.5%的水体底泥属于中度及以上砷污染水平,矿业活动是导致砷污染的重要原因之一。在分析河流和湖泊中砷存在形态的基础上,简要探讨了砷的迁移转化过程及影响因素,我国水系表层沉积物中的砷以残渣态为主。比较了6种水体除砷方法,认为土壤法处理云南砷污染地表水更符合廉价、高效的原位修复技术要求。认为未来应加强对沉积物中砷形态的研究,并对河流和湖泊等地表水中砷的迁移转化做出系统的解释。     

拉曼光谱及其理论模拟在砷吸附过程中的应用

由于全球砷污染问题日益严重,迫切需要开发新型砷污染物形态及浓度的快速检测分析方法。拉曼光谱是一种强大的材料表征及分析工具,表面增强拉曼光谱(SERS)技术已应用在砷污染物吸附形态和络合结构分析等方面。文章综述了近年利用拉曼光谱对水介质中无机砷和有机胂定性及定量的相关研究,讨论了SERS基底的类型、砷的拉伸模式、拉曼光谱峰位移等相关因素,提出了拉曼光谱在砷环境分析中的发展趋势。当以纳米银为SERS基底,As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的As-O拉曼位移差较大(～60 cm^-1),能够分别测定地下水样中的As(Ⅴ)和As(Ⅲ)污染物。而且,可以通过有机砷污染物特定化学键拉曼位移来识别砷污染物种类。砷污染物浓度与拉曼光谱强度呈线性相关,因此可通过测定拉曼光谱对无机和有机砷污染物进行定量分析。通过密度泛函理论进行分子建模,可以预测无机和有机砷污染物特定化学键拉曼位移。研究结果可以为拉曼光谱在砷吸附过程中的应用提供重要参考。     

原子荧光光度法同时测定土壤中砷、硒含量研究

土壤中砷和硒的测定有多种方法,一般对两种元素含量进行单独测定,过程比价繁琐,不利于批量分析。本文提出了一种可同时测定土壤中砷、硒含量的方法,该方法采用盐酸和高氯酸一次消解土样,用原子荧光光度法同时测定土壤中的砷、硒,具有操作简便、测定结果准确等特点。     

微波消解-原子荧光光谱法测定土壤中砷的分析方法

为了建立一种快速测定土壤中砷方法,用微波消解仪对土壤样品进行消解,通过AFS-3100双道原子荧光光度计,选择最佳的仪器条件,及酸度,硼氢化钾浓度,测定土壤中的砷.本法线性关系砷为0～10 μg/L,相关系数0.9994,检出限砷为0.003μg/L.本方法操作简单,灵敏度高,快速,适于土壤中砷的测定.     

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.     

青霉菌与生物炭复合修复土壤砷污染的研究

采用随机区组设计,分别对添加不同量的青霉菌和生物炭的砷污染土壤进行培养,通过测定土壤中的As~(3+)、As~(5+)及总砷含量,探究了青霉菌与生物碳复合修复对砷污染土壤中有效砷的钝化率及土壤中砷的价态转化的影响,同时对土壤中的微生物数量进行区系分析,建立了微生物数量与有效砷含量之间的关系.结果显示,随着青霉菌接菌量与生物炭施用量的增加,土壤中总砷含量不会发生变化,有效砷含量从17.74 mg·kg~(-1)下降到12.69 mg·kg~(-1),有效砷的钝化率可达到27.6%左右.而两种价态的砷(As~(5+)、As~(3+))之间没有发生转化,约27%的As~(5+)会被青霉菌与生物炭固定,但As~(3+)在土壤中的含量基本保持不变.在有效砷含量下降的同时,土壤中放线菌的含量基本不变,但土壤中细菌的总量有所上升.结果表明,青霉菌与生物碳复合修复可以降低有效砷的含量,并使砷污染土壤中的微生物环境有所改善,对砷污染土壤显示出较好的修复性能.     

高效水质除砷剂应用研究

较详细地介绍了一种高效除砷剂的实验室除砷应用研究。该除砷剂可用两种不同的活化方式进行活化处理,可用于不同的使用场合。一种适用于高砷地区的家庭生活饮用水除砷处理,另一种可用于高含砷量的工业废水或矿井水除砷处理。     

桂林市菜地土壤和蔬菜砷含量调查与健康风险评估

通过对桂林市蔬菜和菜地土壤中砷含量状况的调查,研究了蔬菜和菜地土壤中的砷含量、富集特征及对人体的健康风险,并筛选出抗砷污染能力强的蔬菜品种.本研究在桂林市13个县区蔬菜种植基地和蔬菜批发市场共采集71种566个蔬菜样品,160个相对应菜地的土壤样品和32个背景土壤样品.研究发现,与背景土壤相比,桂林市菜地土壤没有明显的砷积累(平均积累指数为0.839),砷含量范围、算术均值、几何均值分别为5.55~132、23.4、21.4 mg·kg-1.蔬菜(鲜重)总砷含量范围、中值和几何平均值分别为5.34~49.7、24.0、22.2 mg·kg-1,均未超标,且叶菜类蔬菜中的砷含量高于根茎类和瓜果类.根据蔬菜砷富集系数的高低用层级聚类法分析,结果表明,西红柿、油麦菜、胡萝卜、生菜等18种蔬菜的抗砷污染能力最强.桂林市居民通过消费蔬菜的人均总砷摄入量为2.54μg·d-1,蔬菜消费只占总砷摄入量的7.07%左右,因此,对于大多数居民而言不存在明显的健康风险.     

基于多采样点的南京市PM2.5中的水溶性砷分析

对南京市的18个采样点进行PM_(2.5)样品采集,并利用电感耦合等离子体质谱仪以及液相电感耦合等离子体质谱联用仪分别对样品中的总砷和4种水溶性砷进行测量,在此基础上研究PM_(2.5)中砷的形态及其时空分布特征.结果表明:南京市PM_(2.5)中的砷以无机砷为主,有机砷为辅.无机砷以三价砷(As(III))为主,五价砷(As(V))为辅,As(III)/As(V)的平均值为0.39±0.03.有机砷以二甲基胂酸(DMAs(V))为主,所有样品均未检出甲基胂酸(MMAs(V)).总砷(As_T)、As(III)、As(V)和DMAs(V)的年平均浓度分别为6.90、0.99、3.20和0.03 ng·m~(-3).PM_(2.5)中的砷浓度具有明显季节变化:总砷和As(V)最大浓度出现在冬季,As(III)最大浓度出现在夏季,DMAs(V)只在夏季出现.T检验表明:As(III)、总砷和DMAs(V)年平均浓度在城区和郊区之间存在显著差异.空间变异系数的计算结果表明DMAs(V)的空间变化最大,其空间变异系数为0.6.总砷和3种水溶性砷年平均浓度由大到小排列为:农村郊区城区.道路采样点和城市背景点的总砷年平均浓度比为0.92,说明城区交通源对PM_(2.5)中砷污染的贡献不明显.As(III)和As(V)的主要排放源可能为燃煤电厂和钢铁冶炼厂,而DMAs(V)可能主要来源于生物挥发产物的二次生成.     

碳酸氢盐对沉积物中砷迁移转化的影响

该研究以砷污染湖泊阳宗海的沉积物及其上覆水为对象,考察了在有微生物存在与没有微生物存在2种情况下,提高上覆水中HCO₃^-离子浓度,沉积物-上覆水界面砷的迁移转化的规律及其影响机制。研究结果表明:上覆水中HCO₃^-离子的竞争吸附作用对沉积物中砷的溶出量只起到微弱的促进作用。铁砷(氢)氧化物的还原性溶解能在实验初期解吸释放出砷和铁,但铁与砷的浓度变化趋势并不同步,Fe的还原性溶解只是造成砷浓度升高的原因之一。而微生物的还原活动是砷解吸的主要影响因素,微生物活动增加了As(Ⅲ)在总砷中的占比,提高了砷的生物有效性,增加了造成二次砷污染的生态风险。