微生物燃料电池-零价铁耦合工艺的构建及除砷性能

为了更为有效地利用微生物燃料电池(MFC)所产电能并提高零价铁(ZVI)去除污染物工艺的效率,构建了微生物燃料电池-零价铁(MFC-ZVI)耦合工艺,并将其应用在三价砷水溶液的处理中。实验结果表明,在该耦合系统中,ZVI直接利用了MFC所产生的低压电能,铁腐蚀速率和除砷效率因此得到显著提高。实验所用MFC的最高稳定产电电压为0.52 V,电解过程中MFC的库伦效率为4.59%,以二价铁离子计算的电流效率为72.74%。反应结束后,溶液的pH值由反应前的8.0升高到8.5。两体系中铁氧化物产生量的差异以及铁氧化物形态分布的不同可能是导致其除砷效果不同的主要原因。     

亚砷酸钠对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

利用植物根尖细胞微核技术,研究不同质量浓度的亚砷酸钠（0．3mg／L,1．0mg／L,3．0mg／L,10．0mg／L,30．0mg／L）对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应。研究结果表明,用亚砷酸钠处理12h后,可诱发蚕豆（亚砷酸钠质量浓度0．3—30．0mg／L）和洋葱（亚砷酸钠质量浓度1．0—30．0mg／L）根尖细胞遗传损伤,使根尖细胞微核率增加、分裂指数下降。在一定处理浓度范围内（蚕豆的为0—3．0mg／L;洋葱为0—10．0mg／L）,细胞微核率与处理浓度呈正相关（P〈0．01）;分裂指数与处理浓度呈负相关（P〈0．01）。研究表明,亚砷酸钠能引起植物细胞遗传物质损伤,因此,可利用蚕豆和洋葱根尖细胞微核技术检测环境中的砷污染。     

运用涂铁砂粒进行分散式饮水除砷的效果

采用铁盐处理普通河砂研制成涂铁砂粒(IOCS),通过静态和动态吸附试验观察其分散式饮水除砷效果,并选取地砷病现场进行了验证.结果表明,IOCS性质较为稳定,扫描电镜下可见铁氧化物呈片状分散的覆盖在砂粒表层;IOCS无需活化处理,其对砷的最大吸附发生在30min～60min;pH5～9时,五价砷的去除率随着pH值的升高而下降,三价砷的去除率变化不明显.IOCS对砷的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附方程;5次滤柱循环中,75g(50ml)的IOCS分别处理含砷1.0mg·L^-1的水样408～426床(三价砷),390～412床(五价砷),用0.2 mol·L^-1NaOH进行再生处理,砷回收率均在94%以上.充填IOCS 3.0kg的家庭用模拟装置处理含1.0mg·L^-1的五价砷209L和198L,三价砷196L和185L,并在现场实验期间,连续处理含砷0.202～1.733mg·L^-1的水样200L,对水质亦无不良影响.无论是经济上还是技术上,IOCS均是适合于分散式饮水除砷的一种新型除砷剂.     

2006年春季长江口砷形态分析及其生物有效性

于2006年春季在长江河口开展野外调查.采集水和表层沉积物样品,并进行总砷、砷形态分析和生物有效性评估.将过滤水样用于测定溶解态砷含量,而未过滤水样经酸消解后用于测定总砷含量,两者之差则为颗粒态砷含量.结果表明.长江口青草沙水源地各层水体中总砷含量为0.88-1.35ug·L-1(涨憩),2.37-3.35ug·L-1(落憩).溶解态和颗粒态砷含量均随潮汐变化明显,各形态砷含量在落憩时均高于涨憩时,颗粒态砷所占总砷的比例也是落憩时明显高于涨憩时.以0.3 mol·L-1磷酸溶液为萃取剂.在微波辅助下可以有效地将沉积物中砷酸盐[As(V)]、亚砷酸盐[As(Ⅲ)]、一甲基胂酸盐(MMA)和二甲基胂酸盐(DMA)提取出来,然后利用高效液相色谱一氢化物发生.原子吸收光谱(HPLC-HG-AAS)联用技术进行检测.结果表明,长江口表层沉积物中总砷含量为6.3-30.7 mg·kg-1,主要为无机砷形态,在江心沙洲及离岸沉积物中且以砷酸盐为主.而在近岸沉积物中以亚砷酸盐为主;利用醋酸纤维素/氧化铁复合膜方法(FeO/CAM)所得沉积物中有嫂砷含量占总砷含量0.6%-3.9%,平均约为2.1%.有效砷含量与总砷含量没有显著相关性,与亚砷酸盐含量呈显著正相关性,与砷酸盐含量呈显著负相关性.结果还表明,长江口南支沉积物中的砷形态分布特征及其生物有效性受城市支流输入和排污活动影响显著.     

两个品种水稻对砷的吸收富集与转化特征及其健康风险

以2个水稻品种威优402号和Ⅱ优416号为实验材料,采用温室栽培方法研究对比两个品种水稻在人工添加砷处理(0、10、20和40mg·kg-1)和模拟自然砷污染(贵州高砷土和北京褐土的混合土,质量比为1∶1)胁迫条件下的生长发育状况,分析砷在水稻不同部位的累积、形态转化及其健康风险.砷处理显著地抑制了两个品种水稻的生长,水稻地上与地下部生物量、株高和穗数随砷处理水平的提高均出现明显的下降,但Ⅱ优416号的下降幅度明显低于威优402号.两个品种水稻籽粒中砷含量随砷处理水平提高也显著升高,人工添加砷各处理条件下,两个品种水稻稻谷中砷含量没有显著性差异;而在模拟自然砷污染土中,Ⅱ优416号稻谷中砷含量平均值为0.062mg·kg-1,明显低于威优402号稻谷平均值的0.278mg·kg-1.两个品种水稻各部位砷的转运系数在低砷处理时(10mg·kg-1)出现显著的升高,而在其他处理条件下保持不变.无论何种水稻品种,水稻各部位砷形态的组成和比例无显著性差异,水稻根、茎、叶中主要为无机砷,稻谷中无机和有机砷各占60%和40%.依据WHO相关建议标准,种植水稻品种Ⅱ优416号的健康风险要明显低于种植威优402号.     

硫酸厂污泥中砷的赋存形态、浸出特征及机制分析

硫酸厂污泥中砷(As)的含量和浸出毒性高,环境危害大,处理难度高.以9家硫酸厂的污泥为研究对象,探究污泥中As的赋存形态、浸出毒性和来源,探讨污泥中As的浸出机制,以期为含砷污泥的处置提供理论依据和数据支撑.结果表明,9家硫酸厂污泥中As含量高达2.61×104～1.50×105mg·kg-1,浸出浓度为73.6～1....     

芬顿和氯化铁协同修复三价砷污染土的稳定化效果

由于铁盐稳定化修复砷污染土通常不考虑砷价态对毒性和迁移性的影响,导致了修复效果欠佳。针对三价砷污染土提出了预氧化-稳定化协同修复方法,先使用芬顿将三价砷氧化为低迁移性的五价砷,再利用氯化铁将其稳定化。通过合成沉降淋滤试验、生物可利用性、pH测试、连续萃取试验和光谱分析研究了协同修复的稳定化效果和机理。结果表明,与未经处理的污染土相比,1%用量的芬顿和1倍铁砷比的氯化铁进行协同修复的稳定化处理可使浸出浓度降低99.6%,生物可利用性砷的质量分数降低99.4%,修复效率得到提高;芬顿氧化和氯化铁稳定化都使土壤pH降低,但1倍铁砷比下协同修复后的pH为5.82,高于6倍铁砷比下只用氯化铁修复的pH (3.78) ,由此可一定程度上避免过量使用铁盐造成的土壤酸化;连续萃取试验表明协同修复后更多不稳定态的砷转变为稳定形态;光谱分析发现协同修复可以将土壤中三价砷全部氧化为五价,并通过铁氧化物/氢氧化物吸附和砷酸铁沉淀的形式固定砷。本研究结果可为三价砷污染土修复提供理论和技术支持。     

The removal of arsenic from water with natural and modified clinoptilolite

The presence of increased arsenic concentrations in Eastern Croatia is a consequence of the geological composition of the soil. Because of its known harmful effects, arsenic removal is of high importance and adsorption represents an attractive and economically efficient approach to arsenic removal. The use of zeolites obtained from the Donje Jesenje deposit, Croatia (CZ) and the Zlatokop deposit in Vranjska Banja, Serbia (SZ) in Na- and Fe–Na-modified forms was investigated in order to effectively remove arsenate and arsenite from aqueous solutions. The adsorption kinetics of arsenic was studied as a function of the initial arsenate and arsenite concentrations (30–300 μg · L^?1), equilibration time (3–48 h), pH (5–10) and in the presence of sulfate and phosphate at initial concentrations of 0.2–0.5 mg · L^?1. In order to estimate sorption constants designating the sorption capacity and affinity of the zeolites samples, the experimental results were fitted to the Langmuir and Freundlich sorption isotherms. Desorption tests conducted with 1–3 mol · L^?1 HCl indicated that arsenate sorption was irreversible. The results obtained indicated that use of the Serbian zeolite in the Fe–Na-modified form (Fe–Na-SZ) was favourable for arsenate removal from water containing up to 30 μg As · L^?1.     

In vitro Methylation of Arsenite in Flemish giant rabbit Cytosol

The formation of ⁷⁴As‐monomethyIarsonic acid and ⁷⁴As‐dimethylarsinic acid from carrier‐free radiolabelled ⁷⁴As‐arsenite was evaluated in an assay mixture containing 17.6% liver cytosol from the Flemish Giant rabbit. The optimal incubation temperature and pH were respectively, 39°C and 7.6. After a 2h incubation about 90% of ⁷⁴As was protein bound. Protein bound ⁷⁴As was released by hot 2 M HNO₃ (1 min, 110°C). The treatment did not destroy methylated As‐species. Up to 70% of the carrier‐free ⁷⁴As‐arsenite was methylated. Liver cytosol was stored, without loss of activity, in liquid nitrogen in the presence of 2 mM glutathione. The optimal s‐adenosyl‐methionine concentration was 1.7mM. Formation of ⁷⁴As‐monomethylarsonic acid and ⁷⁴As‐dimethylarsinic acid increased up to a glutathione concentration of respectively 10 and 20 mM. Methylation also went through in the presence of other reducing agents and proved to be ATP dependent.