砷的環(huán)境化學(xué)作用過程研究

前言

砷位于元素周期表的第四周期VA族，相對(duì)原子質(zhì)量為74．921。砷具有毒性，最近的研究表明，砷還具有致癌性。環(huán)境中的砷可通過多種途徑進(jìn)入生物體，對(duì)人類、動(dòng)物和植物具有潛在的危險(xiǎn)性。長期飲用含砷的水可導(dǎo)致慢性砷中毒，如智利、阿根廷、墨西哥、印度、泰國等供水中，[As]>50ug／L的人群中都有慢性砷中毒的記載；在我國臺(tái)灣、內(nèi)蒙古、新疆等地也已出現(xiàn)過地方性砷中毒患者。不同的國家和地區(qū)，飲用水中砷的限值不同，若按照世界衛(wèi)生組織《飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中砷的限值0．01mg／L，則我國飲用[As]>0．01mg／L水的人數(shù)將達(dá)到數(shù)千萬人，全國大約有1460萬人受到來自飲水砷（>0．030mg／L）的影響。砷在環(huán)境中的污染問題已引起越來越多的人的關(guān)注。世界衛(wèi)生組織以及國際癌癥研究機(jī)構(gòu)都將砷列為人類的致癌劑，在LJSEPA列表中砷也被認(rèn)為是1號(hào)毒素。環(huán)境中的砷可來自自然界中含砷礦物[如毒砂（FeAsS）、雄黃（AsS）和雌黃（AszS）等]的風(fēng)化。人類的生產(chǎn)活動(dòng)，如化工、礦山開采、冶金、發(fā)電、造紙、木材加工和電子等工業(yè)“三廢”的排放以及含砷的殺蟲劑、除草劑和殺菌劑的殘留也是環(huán)境中砷的主要來源。進(jìn)入環(huán)境中的可溶性的砷可與土壤、地下水中的Al計(jì)、Ca2+、Fe3+和Mn抖等陽離子在氧化條件下發(fā)生沉淀反應(yīng)，形成相對(duì)難溶解的砷酸鹽和亞砷酸鹽；溶解態(tài)的砷也通常被吸附在氫氧化鐵、土壤與黏土的顆粒上；微生物還能將可溶性的砷轉(zhuǎn)化為有機(jī)砷，如甲基砷酸和二甲基砷酸等。所有這些沉淀一溶解、吸附一解吸、生物富集一轉(zhuǎn)化反應(yīng)控制著砷在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化。為了控制砷污染，人們開發(fā)了許多技術(shù)來降低和控制環(huán)境中砷的含量。使用細(xì)粒物質(zhì)（Fe、Al、Mn的氫氧化物和黏土礦物等）的吸附是工業(yè)廢水除砷的有效方法之一，目前常用的與吸附作用有關(guān)的除砷方法有鐵鹽混凝法、曝氣一鐵鹽混凝法、粉煤灰除砷法等。這些工作主要集中于研究各種土壤、吸附劑對(duì)砷酸鹽的吸附特征和對(duì)砷去除程度的描述，對(duì)吸附機(jī)理的研究相對(duì)較少。國外在繼續(xù)研究土壤、湖泊沉積物等對(duì)砷的吸附作用的同時(shí)，逐漸轉(zhuǎn)向研究純相物質(zhì)對(duì)砷的吸附作用機(jī)理、土壤中砷的解吸與活化遷移（remobilization）以及土壤中的砷污染與修復(fù)（remedia—tion）等。在砷與吸附作用關(guān)系的研究方面，國內(nèi)與國外無論在理論上還是在實(shí)踐上還存在明顯的差距。

內(nèi)容概要

本書是作者在大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上撰寫而成的。全書共分三篇，第一篇是含砷廢水處理與砷的測定方法研究，利用石墨爐原子吸收光譜法和流動(dòng)注射氫化物發(fā)生一原子吸收光譜法檢測水中的微量砷，獲得了較好的精密度和準(zhǔn)確度；第二篇是砷的吸附作用研究，探討了氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化錳和復(fù)合鐵鋁氫氧化物等幾種吸附劑在不同條件下對(duì)砷的去除機(jī)理；第三篇是砷的沉淀作用研究，通過混合沉淀和溶解兩個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)，分析了砷酸鐵、砷酸鈣、砷酸鋇、砷酸鉛和砷酸銅的穩(wěn)定性和溶解度，并計(jì)算了它們的溶度積和生成的吉布斯自由能。    本書可供環(huán)境、地學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的科學(xué)工作者及相關(guān)院校師生參考。

書籍目錄

前言第一篇 含砷廢水處理與砷的測定方法研究　第一章 含砷廢水處理方法　　1.1 沉淀法　　1.2 吸附法　　1.3 氧化法　　1.4 離子交換法　　1.5 生化法　　1.6 其他方法　第二章 石墨爐原子吸收光譜法測定水中微量砷　　2.1 實(shí)驗(yàn)部分　　　2.1.1 主要試劑　　　2.1.2 主要儀器　　　2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)系列的配制　　　2.1.4 測定條件　　2.2 結(jié)果與討論　　　2.2.1 基體改進(jìn)劑的影響　　　2.2.2 基體改進(jìn)劑量的選擇　　　2.2.3 酸度的影響　　　2.2.4 灰化溫度和原子化溫度的選擇　　　2.2.5 基體改進(jìn)劑的選擇　　　2.2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制　　　2.2.7 精密度　　　2.2.8 回收率　　2.3 本章小結(jié)　第三章流 動(dòng)注射氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測定水中的微量砷　　3.1 實(shí)驗(yàn)部分　　　3.1.1 主要試劑　　　3.1.2 主要儀器　　　3.1.3 溶液的配制　　　3.1.4 儀器的條件　　　3.1.5 水樣的測定　　3.2 結(jié)果與討論　　　3.2.1 還原劑濃度的選擇　　　3.2.2 載液酸度的選擇　　　3.2.3 載氣流速的選擇　　　3.2.4 預(yù)還原體系及濃度的選擇　　　3.2.5 工作曲線的繪制　　　3.2.6 方法的可靠性　　3.3 本章小結(jié)第二篇 砷的吸附作用研究　第四章 砷吸附作用研究進(jìn)展　　4.1 國內(nèi)對(duì)砷吸附作用的研究　　　4.1.1 等溫吸附方程的擬合　　　4.1.2 化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程的擬合　　　4.1.3 影響吸附作用的因素　　4.2 國外對(duì)砷吸附作用的研究　　　4.2.1 鐵的氧化物和氫氧化物　　　4.2.2 黏土礦物　　　4.2.3 a-Al2O3　第五章 氫氧化鐵膠體對(duì)砷吸附行為的初步研究　　5.1 實(shí)驗(yàn)部分　　　5.1.1 氫氧化鐵膠體的制備及表征　　　5.1.2 吸附實(shí)驗(yàn)　　5.2 結(jié)果與討論　　　5.2.1 氫氧化鐵膠體的表征　　　5.2.2 pH對(duì)砷吸附的影響　　　5.2.3 鐵與砷的物質(zhì)的量比對(duì)吸附的影響　　　5.2.4 吸附等溫線　　5.3 本章小結(jié)　第六章 氫氧化鐵對(duì)砷的吸附研究第三篇 砷的沉淀作用研究參考文獻(xiàn)結(jié)束語

章節(jié)摘錄

插圖：第一章含砷廢水處理方法由于砷化物具有較大毒性且在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，砷對(duì)環(huán)境污染特別是對(duì)水質(zhì)污染問題，已引起全世界環(huán)境科學(xué)工作者的普遍關(guān)注。另外，由于天然砷礦的蘊(yùn)藏，目前我國某些地區(qū)地下水砷本底（背景）含量過高，超過飲水最大允許值，即25～50ug／L，會(huì)對(duì)居民造成慢性危害。據(jù)報(bào)道，全世界通過各種途徑進(jìn)入水圈的砷每年約11萬t（張暉等，2006）。因此，研究水質(zhì)除砷技術(shù)對(duì)含砷廢水處理和飲用水凈化有著現(xiàn)實(shí)意義。1．1沉淀法沉淀法主要是利用外加藥劑或能量，與水體中的砷污染物發(fā)生化學(xué)作用或物理化學(xué)作用，形成沉淀或絮凝體礬花從水質(zhì)中分離出來，從而達(dá)到除砷目的。該方法主要包括熱沉淀法、共沉淀法、沉淀絮凝-上浮法等（梁慧鋒等，2005）。

圖書封面

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