液相色谱-原子荧光光谱法测定地表水中的价态砷

建立地表水中价态砷(As^(3+)、As^(5+))的液相色谱-原子荧光光谱分析方法,采用Hamilton PRP-X100色谱柱,以磷酸二氢钾和磷酸氢二钠溶液为流动相,流速1.2 mL/min,进样体积100μL,等度洗脱。As^(3+)和As^(5+)的方法检出限分别为0.60、0.69μg/L,相对标准偏差分别为3.6%~11.0%、4.9%~9.0%,加标回收率分别为85.5%~93.6%、84.8%~96.4%,并对某受污染地表水体进行实样测试,验证该方法的可行性。该方法在测定地表水中三价砷和五价砷时,样品前处理简单,只需用0.45μm滤膜过滤;分析速度快,1个样最多只需8 min;仪器灵敏度高,性能稳定;精密度、准确度优;标曲线性良好(r≥0.999);试剂用量少;分离效果好;操作简单,适用于地表水中价态砷(As3+、As5+)的测定。

浮石负载纳米零价铁去除水相中的砷(Ⅴ)

废水中的砷是最具毒性的环境污染物之一.为了更好地利用纳米零价铁(Nanoscale Zero-Valent Iron,NZVI)修复水体污染,本文进行了浮石负载NZVI去除水相中As(Ⅴ)的研究.利用环境扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对浮石负载纳米零价铁(P-NZVI)的形态和粒度进行表征分析,根据批试验和间歇试验探究反应条件对去除效果的影响,并通过对照P-NZVI与As(Ⅴ)溶液反应前后的样品的X射线光电子能谱(XPS),结合XPS Fe2p和XPS As3d窄轨道图谱,探讨P-NZVI对水相中As(Ⅴ)的去除机理.研究结果表明,制备所得NZVI颗粒平均粒径30.6 nm,分散在浮石表面.利用BET-N2法检测得到P-NZVI的比表面积为32.2 m^2·g^(-1)(NZVI含量0.28 g,质量比7.7%).P-NZVI对As(Ⅴ)的去除率随初始pH值、反应温度、As(Ⅴ)初始质量浓度的升高而降低,反应符合准一级和准二级动力学方程.初始As(Ⅴ)浓度为100 mg·L^(-1)时,P-NZVI的平衡时吸附量为35.7 mg·g^(-1).P-NZVI对As(Ⅴ)的去除机理包括吸附、沉淀和共沉淀作用.

利用稻秆去除饮用水中五价砷的研究

[目的]为砷污染地下水体的修复研究提供依据。[方法]利用稻草秸秆作为吸附剂,研究稻秆长度、稻秆用量、pH值、干扰离子等因素对饮用水中五价砷去除的影响。[结果]当五价砷浓度为300μg/L,稻草秸秆长度为2 mm,秸秆用量为10.0 g/100 ml溶液,最佳pH值中性,吸附时间为24 h时,稻草秸秆对五价砷的去除率可达99%以上,符合国家饮用水标准。[结论]利用稻草秸秆去除饮用水中五价砷有一定的应用前景。

常见还原性物质还原五价无机砷的实验研究

目的研究还原型谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）、维生素C（VC）和亚铁离子（Fe2＋）等常见还原性物质对五价无机砷[As（Ⅴ）]的还原作用及特点。方法模拟体内环境建立还原体系[37℃、pH7.0的磷酸盐缓冲液、3μmol/L As（Ⅴ）、60mmol/L巯基化合物（GSH和Cys）、0-30mmol/L VC、0-40mmol/LFe^2＋],采用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光法（HPLC-HG-AFS）检测各种反应过程中的三价无机砷[As（Ⅲ）]和As（Ⅴ）。结果As（Ⅴ）还原率和As（Ⅲ）生成率随GSH浓度增加（0~60mmol/L）而增加;当GSH浓度为60mmol/L时,As（Ⅴ）还原率和As（Ⅲ）生成率达到峰值;随着GSH浓度继续增加（60~80mmol/L）,As（Ⅴ）还原率和As（Ⅲ）生成率反而下降;巯基化合物中的巯基（-SH）在还原As（Ⅴ）过程中起关键作用,60mmol/L的-SH反应30分钟后As（Ⅴ）还原率达到60%,As（Ⅴ）还原率与-SH的具体存在形式（GSH或Cys）无关;单独VC或Fe^2＋不能还原As（Ⅴ）,但是当VC浓度大于10mmol/L或Fe2＋浓度大于20mmol/L时,可以增加60mmol/L的-SH的还原作用（P〈0.01）。结论巯基化合物中的-SH可以非酶促还原As（Ⅴ）,VC和Fe^2＋可以增强-SH的还原作用。

大型蚤对五价砷抗性选择的响应

金属污染对栖息在该环境中的生物具有强大的选择力,生物若能进化出对该金属的抗性则能在该环境中生存下去,否则将会灭绝。人工模拟的选择方法可以用来研究生物对金属的抗性进化。为了探索大型蚤(Daphnia magna)是否能进化出对五价砷(As(Ⅴ))的抗性,采用多代选择的方法对其进行了As(Ⅴ)诱导的抗性响应研究。依据本实验室大型蚤对As(Ⅴ)的96h半致死浓度(4.25 mg·L^(-1)),试验选取As(Ⅴ)亚致死浓度(8.0 mg·L^(-1))对大型蚤进行选择,每代选择30%~50%对As(Ⅴ)耐受性高的大型蚤转移至不加As(Ⅴ)环境下继续繁殖得到下一代,并重复该选择过程至获得第五代(F5)终止试验。以选择组F5代及对照组F5代大型蚤为测试目标,考察其在As(Ⅴ)继续暴露下的存活时间以期获得具As(Ⅴ)抗性大型蚤。结果显示,在F5代中,选择组大型蚤在As(Ⅴ)(8.0 mg·L^(-1))暴露下的存活时间相比对照组显著延长175%,证实了大型蚤对As(Ⅴ)的进化抗性。进一步研究发现,选择组F5代与对照组F5代相比繁殖力下降19.96%,平均每批产仔量降低15.71%。这表明经过五代人工选择后,大型蚤能够进化出对As(Ⅴ)的抗性,而这种抗性的进化伴随以生物适应性参数的降低为代价。另外,大型蚤对这种抗性的获得机制(对As(Ⅴ)的累积和脱毒机制)仍需进一步研究。

离子色谱测定三价砷和五价砷的研究

本文对抑制电导离子色谱法测定三价砷和五价砷进行考察,对测定的条件如标样的配制、淋洗液的选择、三价砷的氧化进行了讨论.并推荐了一种三价砷和五价砷的快速、分辨率好的方法,该方法可望对废水中的砷进行测定.

纳米二氧化钛增强五价砷对丰年虾的慢性毒性作用

为探究长期暴露下人工纳米材料与其他污染物的联合慢性毒性效应,考察了纳米二氧化钛(titanium dioxide nanoparticles,nano-TiO_(2))与五价砷〔arsenate,As(Ⅴ)〕单独或联合暴露对丰年虾(Artemia salina)的慢性毒性效应,观察其存活率、体长、肠道形态及超微结构变化,同时测定了丰年虾对As的累积以及As在丰年虾亚细胞组分中的分布情况.结果表明:①28 d低剂量As(Ⅴ)暴露导致丰年虾存活率降低,肠道形态及肠道超微结构损伤,且nano-TiO_(2)与As(Ⅴ)联合暴露组的毒性效应增强.②与As(Ⅴ)单独暴露组相比,nano-TiO_(2)存在条件下丰年虾在暴露前期(第7和14天)对As的摄入及排泄均增加;而暴露后期(第21和28天),nano-TiO_(2)促进丰年虾排泄As的效应减弱,导致联合暴露组中丰年虾体内As的累积显著增加(P<0.05).③与As(Ⅴ)单独暴露组相比,联合暴露组中As在生物解毒组分——热稳定蛋白(heat-stable protein,HSP)组分中的占比下降.在暴露的第14、21和28天时,联合暴露组中As在HSP组分中的占比较As(Ⅴ)单独暴露组分别显著降低了39.83%±9.54%、43.27%±5.29%和50.91%±7.60%(P均小于0.05).研究显示,nano-TiO_(2)可能会抑制丰年虾对As的解毒作用,从而导致As毒性上升.

芦根表面铁氧化物对水体中五价砷吸附性能的研究

芦苇是多年生湿地植被,其根系具有向根际环境释放氧气和氧化性物质,并在根表和根际形成铁氧化物膜状包被的特性。笔者针对芦苇根表生物成因的铁氧化物具有两性胶体的性质,以直接和高温炭化得到的芦根表面的铁氧化物为吸附材料,采用等温平衡法研究了该吸附材料对外部溶液中五价砷吸附效果。结果表明:在酸性条件下芦根根表获取的铁氧化物对五价砷的吸附能力明显强于中性及碱性条件;两种方式获取的铁氧化物材料对砷的吸附性能如下:随着外部介质溶液中砷添加浓度的增加,铁氧化物材料对砷的吸附量逐渐增加,当外加砷浓度为200 mg/L时,砷吸附量最高分别达(17.00±3.25)mg/g和(12.82±1.01)mg/g。两种处理方式下,铁氧化物对砷的吸附均可以较好的拟合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,通过Langmuir等温吸附方程拟合得到砷最大吸附量分别为(17.72±1.09)mg/g和(21.94±6.74)mg/g。由此可见,生物成因的铁氧化物材料对五价砷有很强的吸附能力。综合考虑芦根根表铁氧化物对砷的吸附能力及其对处理砷污染水体的可行性,该生物材料的高温炭化处理方式优于直接获取的处理方式。

QCM实时监测五价砷胁迫对水稻悬浮细胞粘弹性的影响

本文通过QCM技术实时监测水稻悬浮细胞在不同浓度五价砷连续及单独胁迫下的粘弹性变化,从细胞整体水平评估了重金属对水稻悬浮细胞力学性质的影响。结果表明:1)在2~10 mmol/L范围内,五价砷对水稻悬浮细胞的连续和单独胁迫的影响均随着浓度增加而增强;2)在连续胁迫和单独胁迫下,随着五价砷浓度的增加,水稻悬浮细胞粘弹性指数均下降,细胞软硬度减小即细胞变软;3)在五价砷连续梯度浓度胁迫下,水稻悬浮细胞粘弹性指数呈梯度下降;4)在五价砷不同浓度单独胁迫下,随着五价砷浓度的增加,水稻悬浮细胞粘弹性指数变化逐渐平缓,即水稻悬浮细胞随着五价砷浓度升高,敏感程度降低。以期建立一种用来衡量重金属胁迫对植物影响的一种新方法。

改性红砖颗粒对五价砷的去除试验

该文研究了建筑红砖废料,经酸洗和三氯化铁(FeCl3)改性,制备负载铁氧化物红砖颗粒(ICBP)对As(Ⅴ)去除效果。吸附动力学结果显示ICBP对As(Ⅴ)的吸附速率较快,1 h左右去除率可达到80%以上;根据吸附等温线结果,ICBP对As(Ⅲ)的饱和吸附量约为19.4 mg/g;此外,溶液离子强度提高可促进As(Ⅴ)的去除,而碱性条件和磷酸根对As(Ⅴ)的去除造成干扰。

氨基化有机-无机杂化整体柱分离富集环境水中五价砷

将四乙氧基硅烷(TEOS)和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(AEAPTES)作为共聚前体,采用在毛细管内原位聚合的方式制备得到氨基功能化的有机-无机杂化整体柱,将其作为针式固相微萃取(SPME)介质,建立了现场分离富集环境水中As(V)的SPME方法,优化了有机-无机杂化整体柱富集As(V)的实验条件,并研究了整体柱对As(V)的吸附/洗脱性能和富集能力,实现了环境水样中As(V)的高效、快速、高选择性检测。

氧化石墨烯和五价砷在改性多孔介质中的共迁移特征

砷是农田土壤重金属污染的主要元素之一,在砷污染农田土壤的修复过程中往往忽视纳米颗粒能够使结合态的砷重新释放,导致有效态砷浓度升高,探究土壤中黏土矿物对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和五价砷(As(V))在多孔介质中迁移行为的影响,对进一步完善农田土壤砷修复理论以及提高农作物产量、保护人体健康具有重要意义。该研究利用蒙脱石和高岭石改性石英砂,通过砂柱迁移试验系统地研究了GO、As(V)和GO-As(V)在填加0%、10%、30%和50%的蒙脱石和高岭石改性石英砂柱中的迁移行为。研究结果表明,随着高岭石和蒙脱石改性石英砂填加比例的增加,GO和As(V)的迁移能力均呈降低趋势,且GO和As(V)在不同条件下的迁移曲线均存在显著差异(P<0.05);GO在50%高岭石和蒙脱石改性石英砂柱中的回收率相对于石英砂柱分别下降了14%和17%,As(V)分别下降了15%和12%;在共迁移试验中,GO和As(V)在石英砂柱中回收率分别上升至99%和100%。分析表明,As(V)在蒙脱石改性石英砂柱中的迁移能力大于高岭石改性石英砂,而GO与之相反;当GO和与As(V)共迁移时,二者在介质中的迁移能力均大于其单独迁移。本研究表明GO、As(V)释放到土壤后,能够加速As(V)的迁移,造成土壤砷污染的扩大化。

氢化物-原子荧光法测定水中的三价砷和五价砷

详细地研究了水中砷(Ⅲ)、砷(Ⅴ)。在一定的酸度条件下可以选择性地将砷(Ⅲ)用硼氢化钾溶液还原成砷化氢,从而将两种价态砷得以有效分离,用氢化物-原子荧光法测定;砷(Ⅴ)在加入还原剂后被还原成砷(Ⅲ),然后用相同方法测出总砷量,差减去砷(Ⅲ)量得到砷(Ⅴ)量。此方法灵敏度高,精度好,为研究砷在环境中的赋存状态与毒性关系提供了快速准确的分析方法。

三种三价铁吸附剂除As(Ⅴ)性能的比较

为从铁化物中筛选到经济有效的除砷材料，首先研究了pH和铁砷比对砷吸附效果，随后考察了铁砷化合物的还原性溶解对砷释出的影响。结果表明Fe（Ⅲ）化合物去除As（V）效果较好，最佳去除pH为5～8，铁砷比越大，砷的去除率越高。此外，当以氯化铁、硫酸铁作为吸附剂时，吸附后砷的溶出率与吸附剂中Fe（Ⅲ）的还原率呈正相关，在硫酸铁溶液中两者的相关系数最高达0．98。但当Fe（Ⅲ）以固体氧化铁存在时，还原后砷的溶出率与铁的溶出率的相关系数偏低。

三价砷的氧化及吸附研究

为了研究剧毒性的三价砷在水中的转化情况,本文利用自制的α-MnO2作为氧化剂对三价砷的氧化转化进行了系统的考察。文中利用AFS-820型双道原子荧光光谱仪,采用列方程求浓度方法可同时计算出样品中三价砷和五价砷的浓度;同时,利用火焰原子吸收分光光度计对反应中产生的锰离子进行了检测。在此基础上采用Freundlich吸附等温线模拟了总砷的吸附状况,相关系数可达到0.995。

纳米LDHs-DGT用于土壤环境无机砷提取检测技术研究

为有效测量土壤环境中的砷污染,本研究开发了一种基于纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)为结合膜的梯度扩散薄膜设备(LDHs-DGT)。对设备的基本性能以及适用条件进行了探究,对不同水分管理下土壤As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的动态变化进行监测,探究了不同水分管理下的不同深度砷的形态变化情况,实验结果表明,该技术能够在较宽的pH(4~8)和离子强度(CNaNO_(3)<0.7 mol·L^(-1))范围内对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)进行有效的提取和检测,其中,LDHs结合膜对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附容量分别为30μg·cm^(-2)和85μg·cm^(-2),结合膜在6 h内实现全解离;且LDHs-DGT具有较好的抗干扰特性,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在结合膜上没有明显的竞争吸附效应,对实际样品测定结果也能较好地反映DGT设备的实用性。综上所述,LDHs-DGT具有制备简单、适用范围广、检测效果好等特点,可为环境监测和评估提供新的解决方案。

pH与有机酸对α-MnO_2氧化剧毒性三价砷的影响

为了研究剧毒性的三价砷在环境中的转化,利用自制的α-MnO2作为氧化剂对三价砷的氧化转化进行了系统的考察。利用AFS-820型双道原子荧光光谱仪,采用列方程求浓度方法可同时计算出样品中三价砷和五价砷的浓度;同时,利用火焰原子吸收分光光度计对反应中产生的锰离子进行了检测。本文的重点是考察体系pH值与其他有机酸对于反应的影响。实验结果表明,pH值的增加、有机酸的加入将大大促进三价砷的氧化程度,这一结论对于治理被三价砷污染的环境具有积极的现实意义。