环境水样中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分析方法研究进展

硒是生物体中不可缺少的微量元素,具有双重生物效应.摄入量不足,会引发缺硒性疾病,而摄入量过多,又会引起硒中毒,其在人体中的日均摄入量安全范围为40—400μg·d~(-1).近些年来,由于硒的污染日趋严重,硒在环境水体(包括淡水、海水、工业废水和生活污水)中的形态分布及其含量测定备受关注.本文在对硒的来源、物理化学性质、生物效应及环境行为总结的基础上,重点综述了环境水体中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分离富集和分析测定方法,并就硒的形态分析进行了展望.     

微生物还原Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)合成SeNPs机理研究新进展

硒(Se)是自然界中重要的元素之一,微生物在硒的生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用.细菌、真菌及放线菌等多种微生物能够通过同化还原、异化还原等途径将Se(VI)和Se(IV)还原为硒纳米粒子(Se NPs).本文综述了目前已知的能够还原Se(VI)和Se(IV)的微生物资源及其还原机理,并总结了在硒化合物转运、Se NPs尺寸控制和稳定等过程中发挥重要作用的蛋白质和酶.微生物对Se(VI)的还原主要通过硒酸盐还原酶实现,而对Se(IV)的还原则通过包括亚硫酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、谷胱甘肽和谷胱甘肽还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶等多种酶促还原途径、非酶促还原途径以及作为电子受体参与的细胞呼吸过程来实现.多种不同的蛋白质和酶在Se(VI)和Se(IV)的跨膜转运、Se NPs的尺寸控制、稳定及外排等过程中发挥着重要的作用,它们不仅控制着硒化合物的还原过程,也会对Se NPs进行修饰从而改变Se NPs的物理化学性质,影响硒在环境中的归趋.今后仍需要不断开发新的能够代谢硒化合物的微生物资源,并结合基因组学、转录组学、蛋白组学等多种组学手段对微生物转化硒化合物的关键基因和调控系统等进行深入解析.     

SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦吸收Se的影响

在温室中用砂培和水培方法种植紫花苜蓿和大麦,以此来研究SO_4~(2-)和SE(Ⅵ)对作物吸收Se的影响以及SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)之间的相互作用。试验结果证明,紫花苜蓿和大麦体内都能累积Se(Ⅵ)并达到危害人类和动物健康的水平。Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦的干物质量都有不利的影响。当溶液含Se(Ⅵ)量超过0.1mg L~(-1)时,两者的干物质量减少25％—35％,含Se(Ⅵ)量超过lmg L~(-1)时,作物减产50％以上。SO_4~(2-)对植物吸收Se(Ⅵ)有明显的拮抗作用,能减少植物对Se(Ⅵ)的吸收,溶液中含SO_4~(2-)量超过2dS m~(-1),植物吸收Se(Ⅵ)减少99％,这是因为Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)有相似的化学和物理性质,植物吸收Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)的机理是极相似的。因此,当SO_4~(2-)在根的吸收基上成为主要离子时,植物组织中含Se(Ⅵ)量就会大大减少。含Se(Ⅵ)量较高的井水或农业排水是否可以用于灌溉,主要取决于水中的SO_4~(2-)含量。     

联合改性污泥吸附剂去除废水中铬(Ⅵ)

以城市污水厂脱水污泥为原料,分别经物理活化、物理与化学活化相结合的方法制备污泥基吸附剂样品,通过BET表面积分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析等对污泥吸附剂性质进行了表征,对比研究了不同改性方法制备的污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除性能.结果表明,经过NaOH联合改性的污泥吸附剂W6对Cr(Ⅵ)吸附性能最好,其次为HNO_3联合改性的污泥吸附剂样品W4,污泥吸附剂去除Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2.5.对于样品W4、W6来说,室温下(25℃)其吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型,说明这两种吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附都主要以单分子层形式吸附为主.改性污泥吸附剂样品均较适合准二级动力学模型,其相关系数均达到了0.99以上.因此,物理与化学联合改性方法可以显著改善污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能.     

氢化物-无色散原子荧光法测定河水和废水中砷(Ⅲ)、砷(Ⅴ)、锑(Ⅲ)、锑(Ⅴ)、硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)

基于As (Ⅲ)、As(Ⅴ)、Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、Sc(Ⅳ)、和Sc(Ⅵ)立不同酸度下,与硼氢化钾反应形成氢化物的行为,提出了测定水样中不同价态As、Sb和Se的原子荧光法:用HAC—NaAC缓冲液控制水样pH=5.5和PH=5.0分别测定As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ)含量,水样加HCl至2N直接测定Se(Ⅳ);另取相同量的水样,经KI和抗坏血酸还原后分别测定总As和总Sb量,水样加HCl至6N煮沸后可测总Se量。用差减法求得相应的As(Ⅴ),Sb(Ⅴ)和Se (Ⅵ)含量,方法用于实际样品测定均得到满意结果。     

巯基棉富集分离—氢化物原子吸收法分别测定水中痕量的碲(Ⅳ)和碲(Ⅵ)

随着碲在工业上的广泛应用和对环境的污染,人们对它的生物学效应、地球化学特征以及与存在状态、价态的关系日趋关心。因此,环境样品中痕量的不同价态碲的分别测定,已为分析化学工作者所重视。其中氢化法原子吸收和无焰原子吸收法报导较多[1—9]。 我们在用巯基棉纤维富集多种微量元素[10—12]、分离有机汞与无机汞[13]、砷(Ⅲ)与砷(Ⅴ)[14]、锑(Ⅲ)与锑(Ⅴ)[15]、硒(Ⅳ)与硒(Ⅵ)(16)的基础上,提出利用巯基棉对碲(Ⅳ)和碲(Ⅵ)截然不同的吸附性能加以分离富集,然后用氢化法原子吸收分别测定的新方法。 本法与文献报导的数种方法相比,富集倍数大、测定灵敏度高、分离简便、选择性强,且有效地消除了多种共存元素干扰,可直接准确测定环境水样中痕量的碲(Ⅳ)和碲(Ⅵ)。     

稀水溶液中Cr(Ⅵ)的光催化还原研究

以甲醇、正丙醇、丙三醇和苯酚作为俘获剂,研究稀水溶液中Cr(VI)的光催化还原过程,考察Cr(VI)在催化剂表面上的界面吸附行为及溶液pH值、俘获剂类型等对其光催化还原过程的影响.结果表明,溶液pH值对Cr(VI)吸附的影响为:(1)溶液pH<2.4时,随pH值升高,吸附量减少;(2)pH值在2.4-5.0时,随pH值的升高,吸附量上升,在pH＝5.0时吸附量达到最大;(3)pH>5.0时,吸附量迅速下降.但溶液pH值对Cr(VI)光催化还原的影响与其对Cr(VI)吸附的影响存在显著差异,随pH值的升高,Cr(VI)的还原率下降,在溶液pH＝1.0时60min内可还原完全,而在pH＝9.0时经相同时间后Cr(VI)仍残余65.18%.俘获剂类型对Cr(VI)的还原也有一定影响.     

稀水溶液中Cr(Ⅵ)光化学还原的研究

研究了稀水溶液中Cr(Ⅵ)的光化学还原过程,考察了·OH自由基俘获剂的种类、结构及溶液pH值对Cr(Ⅵ)还原的影响结果表明稀水溶液中Cr(Ⅵ)的还原过程分化学还原与光化学还原两步进行,前者为直接氧化还原过程,后者则经历自由基反应;·OH自由基俘获剂中羟基的数量和位置对Cr(Ⅵ)的还原均有影响,羟基α位碳上氢原子数量愈多,碳氢键强度愈小,愈有利于Cr(Ⅵ)还原;溶液pH值对Cr(Ⅵ)的还原有重要影响,随着pH值的升高,其还原率和反应速率均下降,当pH≥70时,Cr(Ⅵ)的还原基本停止     

Fe-OH/UV-Vis体系中Cr(Ⅵ)还原和BPA降解的协同效应

研究了在250W金属卤化物灯(λ≥365nm)照射下,Fe(Ⅲ)-OH配合物同时光催化还原铬(Ⅵ)和氧化双酚A(BPA)的协同效应.结果表明:铬(Ⅵ)光还原和BPA光氧化相互促进,具有协同作用.在低pH值(2.5-4.0)时,光还原铬(Ⅵ)和光氧化BPA的初始速率较大;增加Fe(Ⅲ)的浓度,有利于铬(Ⅵ)光还原和BPA光氧化;铬(Ⅵ)的光还原率及BPA的降解率随其初始浓度的增加而快速减小.     

环境样品中总钒、钒(V)和钒(Ⅳ)分离测定方法探讨

钒是一种重要的生命元素,同时也是环境污染物之一,因此环境样品及生命有机体中微量钒的测定具有重要的实际意义,是预测和评估其对人体健康、环境安全影响的重要前提之一。环境中钒主要以Ⅳ价和Ⅴ价存在,因而对钒的测定方法研究主要集中在Ⅳ和Ⅴ价化合物的分离分析上。对V(Ⅴ)和V(Ⅳ)的分离方法,和光谱法、催化动力法、极谱法、酶学反应法等测定V(Ⅴ)、V(Ⅳ)和总V的方法进行了综述。     

阳离子凝胶吸附和回收水中的Cr(Ⅵ)

以三乙烯四胺、二甲胺和甲醛为单体、戊二醛为交联剂,以溶液缩聚-交联法制备了一种高等电点、高阳离子度的阳离子凝胶吸附剂.通过核磁共振碳谱、表面zeta电位和扫描电镜分析探讨了阳离子凝胶吸附水中Cr(Ⅵ)的机理和行为特点,通过静态和动态吸附实验评估了凝胶的吸附能力和再生效果,最后探索了铬的回收.研究表明,阳离子凝胶的等电点为10.2,pH=3时阳离子度达3.9 mmol·g~(-1),其对水中Cr(Ⅵ)的大容量吸附主要基于凝胶网络上数量众多的质子化胺基与Cr(Ⅵ)间的静电作用.阳离子凝胶对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力远高于Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)等金属离子且不受SO_4~(2-)、NO~-_3、Cl~-等阴离子影响.吸附过程中,Cr(Ⅵ)扩散进入凝胶内部与阳离子吸附位点相结合并最终达到动态吸附-脱附平衡.在动态吸附实验中阳离子凝胶同样具有良好的吸附能力,尽管再生后凝胶对Cr(Ⅵ)的吸附容量有所降低,但采用灼烧灰化的方法则可完全回收凝胶所吸附的Cr(Ⅵ).     

Fe(Ⅲ)-柠檬酸盐体系中Cr(Ⅵ)还原和酸性黄的协同降解

研究了在紫外光照射下,Fe(Ⅲ)-柠檬酸盐体系同时还原Cr(Ⅵ)和氧化酸性黄.同时,考察了溶液的pH值、Fe(Ⅲ)的浓度、柠檬酸盐(cit3-)的浓度、酸性黄(AY)的浓度以及Cr(Ⅵ)的初始浓度对反应速率的影响.分析了光反应动力学.研究结果表明,Cr(Ⅵ)的光还原和酸性黄的氧化互相促进,具有协同效应;Cr(Ⅵ)光还原的初始速率和酸性黄氧化的初始速率随着Fe(Ⅲ)的浓度、柠檬酸盐的浓度、酸性黄的浓度以及Cr(Ⅵ)的初始浓度的增加而增大;Cr(Ⅵ)的光还原和酸性黄光氧化的表观动力学方程分别为:-dCCr(Ⅵ)/dt=0.1123[Cr(Ⅵ)]0.16[Fe(Ⅲ)]0.4[cit3-]0.11[AY]0.37,-dCAY/dt=0.0916[Cr(Ⅵ)]0.72[Fe(Ⅲ)]0.74[cit3-]0.42[AY]0.3.     

铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出及强化研究

采用ICP-OES,XRD,SEM,EDX和电导率在线监测等手段分析铬渣浸取前后的变化及各种元素浸出量随pH值的变化,考察了添加化学悬浮剂、浸取体系和超声处理对铬渣中Cr（Ⅵ）浸出行为的强化作用.结果表明,浸取过程基本不改变铬渣的结构;pH为5-7,使用合适的浸取介质有利于Cr（Ⅵ）的溶出,通过添加化学悬浮剂APG650可提高浸取效率3倍,超声处理可提高浸取效率70多倍.     

废水中痕量镉的光度法测定

本文研究了在Triton X-100和聚乙烯醇(PVA)共同存在下,镉和碘化钾及丁基罗丹明B体系的超高灵敏显色反应。其最大吸收波长位于640nm处,表观摩尔吸光系数为1.14×10~6L·mol~(-1)·cm~(-1),桑德尔灵敏度为9.9×10~(-5)μgCd(Ⅱ)/cm~2。镉含量在0—1.2μg/25ml范围内服从比尔定律。将拟定的方法应用于废水中痕量镉的测定,获得了满意的结果。     

河北黄壤中铅和铬(Ⅵ)对赤子爱胜蚓的毒性效应

通过向供试土壤(河北黄壤)中添加Pb(NO3)2和K2Cr2O7模拟受污染土壤,分别研究了Pb(NO3)2和K2Cr2O7对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内超氧化物酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性...     

吸附伏安法测定微量铬(Ⅵ)

在0.08M NH_4Cl-NH_4OH(pH=9.5)-4.0×10~(-4)M铜铁试剂(Cup)中,用快速扫描吸附伏安法可获得铬(Ⅵ)-Cup配合物的吸附还原峰,其峰电位为-1.55V(vs、SCE),导数峰的高度与铬(Ⅵ)的浓度在1×10~(-9)—9×10~(-8)M范围内呈现良好的线性关系,最低检出限为6×10~(-10)M。本文对测定铬(Ⅵ)的最佳条件进行了讨论,并对配合物的极谱性质作了初步探讨,确定铬(Ⅵ)-Cup为1∶1配合物。用此方法测定了天然水及人体尿液中的铬(Ⅵ)。     

Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)在胡麻和油菜生物质炭上吸附的交互作用

以胡麻、油菜的秸秆和油渣热解制得的4种生物炭为吸附剂,以批平衡吸附实验研究了Cr(Ⅵ)-Cu(Ⅱ)混合溶液体系中两种金属的吸附作用,考察吸附时间和初始金属浓度对吸附作用的影响,并与单一吸附体系对比,分析了可能的交互作用机制.发现混合体系中生物炭对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附动力学和热力学规律与单一金属体系下相似,但生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附量较单一Cr(Ⅵ)体系略有增加但不显著,而Cu(Ⅱ)的吸附量较单一Cu(Ⅱ)体系明显增大.表明两种金属在4种生物炭上的吸附存在交互作用,为协同吸附作用.交互作用的主要机制是两种金属离子间正负电荷的静电引力作用.     

铁粉和煤灰去除地下水中的六价铬Cr(Ⅵ)的研究

通过静态实验和动态实验研究了铁粉、煤灰及其混合物对地下水中六价铬离子Cr(Ⅵ)的去除效果。在静态实验中,探讨了铁粉用量,煤灰用量,煤灰粒度,放置时间对地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响及两者混合后对地下水中Cr(Ⅵ)去除效果。实验结果表明,两者混合后,对水中Cr(Ⅵ)的去除效果较好,并可节省铁粉的用量,即0.5g铁粉和10.0g煤灰混合,处理50mLCr(Ⅵ)质量浓度为10mg·L-1的水样,与单独用0.7g铁粉处理的效果相同,水中Cr(Ⅵ)的去除率接近100%。在动态实验中,用与静态实验等量的铁粉和煤灰,可处理150MlCr(Ⅵ)质量浓度为10mg·L-1的水样,处理后水中的Cr(Ⅵ)可达到饮用水的水质标准。结果表明,铁粉和煤灰可作为原位处理地下水中Cr(Ⅵ)的反应材料,为地下水的原位处理技术奠定了实验基础。     

土壤水介质中Cr(Ⅵ)与Fe(Ⅱ)氧化还原反应环境动力学的研究

铬本是环境中普遍存在的微量营养元素,由于大量含铬废水、废渣排入环境,致使土壤、水体和生物遭受损害,铬污染成为公众关心的环境问题。在环境中经常以Cr(Ⅲ)及Cr(Ⅵ)两种价态存在,它们的环境化学行为及生物效应很不相同,但在不同的氧化还原环境中它们常常互相转化,因此研究Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)相互转化的反应动力学机理是十分重要的。