硫酸铁复配石灰、水泥对锑矿区周边土壤锑形态分布的影响及生态风险评价

为揭示Fe_(2)(SO_(4))_(3)、石灰及水泥复配处理下锡矿山锑(Sb)污染土壤的Sb形态分布和生态风险,本研究通过室内土壤培养实验,分析了不同复配处理下土壤Sb不同形态含量和pH变化以及生态风险。结果表明:单独添加Fe_(2)(SO_(4))_(3)使土壤水溶态+交换态和碳酸盐结合态Sb分别降低53%~70%和31%~70%;Fe_(2)(SO_(4))_(3)+石灰处理仅使个别样点铁锰氧化物结合态、有机结合态或残渣态Sb含量显著降低。Fe_(2)(SO_(4))_(3)复配水泥处理使水溶态+交换态及碳酸盐结合态Sb含量增加了52%~1264%。单独添加Fe_(2)(SO_(4))_(3)使土壤Sb生物活性降低22%~59%,Fe_(2)(SO_(4))_(3)+石灰处理使Sb生物活性降低15%~51%,降低了多数样点的生态风险,而Fe_(2)(SO_(4))_(3)复配水泥处理使Sb生物活性增加56%~828%,其生态风险等级上升至高或极高。相关分析表明,土壤pH变化显著影响了可利用态Sb(水溶态+交换态)及潜在可利用态Sb(碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态)含量。研究表明,本研究单独添加Fe_(2)(SO_(4))_(3)具有较好的Sb固化-稳定化效果,Fe_(2)(SO_(4))_(3)复配石灰通过提高土壤pH,弱化了对Sb的固化-稳定化,Fe_(2)(SO_(4))_(3)复配水泥会显著提高土壤pH,增加可利用态Sb含量,使Sb迁移性、生物有效性及生态风险增加。

微宇宙体系中锑形态及土壤微生物群落结构变化研究

采用贵州“喀斯特”地貌中受独山锑矿污染的稻田土样品,构建了实验室尺度的微宇宙体系,结合土壤中总DNA的提取和高通量测序结果,研究培养期内锑形态变化与微生物菌种群落数量变化的关系。结果显示,微生物可以通过氧化三价锑来获取能量,同时减轻锑的毒性,培养期间第5~10 d内Sb(Ⅲ)可完全转化为Sb(Ⅴ);其中根据绝对丰度筛选出的6种门水平上微生物和20种属水平上微生物均为厌氧条件下锑自养氧化细菌。

土壤中锑的形态转化及其影响因素

锑(Sb)的形态影响其在土壤中的迁移性、生物有效性和毒性,因此了解土壤中的Sb形态及其影响机制至关重要.本文旨在总结土壤中Sb的存在形态,阐述非生物和生物因素对土壤中Sb形态转化的影响机制.在好氧条件下,Sb(Ⅴ)是Sb污染土壤中主要的存在形态,在厌氧土壤中,存在大量的Sb(Ⅲ),然而许多研究表明,Sb(Ⅴ)也是厌氧土壤中Sb的主要形态.土壤中的许多因素都会影响Sb的形态.土壤的Eh和pH可以通过影响微生物的群落结构以及铁锰氧化物和腐殖酸等物质对Sb(Ⅲ)的氧化速率来影响Sb的形态.铁锰氧化物、NO3-和硫化物对土壤中Sb的形态转化发挥着重要作用,通过介导Sb(Ⅲ)的光催化氧化,非生物电子转移以及产生·OH,·O_(2)^(-)和Fe(Ⅳ)等途径氧化Sb(Ⅲ);一些含Fe(Ⅱ)的矿物和硫化物是Sb还原剂,将Sb(Ⅴ)还原为Sb(Ⅲ).微生物也是影响土壤中Sb形态的重要因素之一. Sb污染土壤中的Sb氧化菌可通过酶促氧化机制和非酶促氧化机制,将Sb(Ⅲ)氧化为Sb(Ⅴ). Sb还原菌中的Sb还原基因如ars C,arr A,anr A等会参与Sb(Ⅴ)的还原.通过总结土壤中Sb的形态及其生物与非生物影响因素的相关研究,为研究Sb的生物地球化学循环提供了理论依据.

不同形态锑对土壤白符跳(Folsomia candida)的毒性差异

为探讨锑(Sb)形态对Sb毒性的影响,积累和完善Sb的基础毒性数据,为Sb的生态风险评估提供更全面的依据,通过滤纸接触试验、土壤和食物暴露试验,评价并对比了两种形态的锑(Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ)对模式生物白符跳(Folsomia candida)的急性、慢性毒性效应及差异。滤纸试验中跳虫在不同浓度Sb~Ⅴ水溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后均无死亡现象,Sb~Ⅲ对跳虫的半数致死浓度(LC_(50))分别为325 mg·L^(-1)(3 d)和244 mg·L^(-1)(7 d);土壤暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫逃避行为的半数效应浓度(EC_(50))分别为132、344 mg·kg^(-1),Sb~Ⅲ对跳虫的7 d-LC_(50)为2105 mg·kg^(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ对跳虫的28 d-LC_(50)为703 mg·kg^(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为307、8501 mg·kg^(-1);食物暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ处理下跳虫成虫均无明显死亡,对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为433、8798 mg·kg^(-1)。试验结果表明,在设置的浓度范围内Sb~Ⅴ不会直接造成跳虫明显死亡,但会对跳虫的生理行为和繁殖产生一定毒性影响,而Sb~Ⅲ对跳虫存活和繁殖均有较大毒性。因此在评估Sb的毒性效应时既要考虑总量也需考虑形态。

改进BCR法分析土壤和沉积物标准物质中锑的化学形态

采用改进BCR方法提取国家土壤成分分析标准物质（GBW07401,GBW07402）和水系沉积物成分分析标准物质（GBW07307,GBW07309）中的锑元素化学形态,用ICP-MS进行测定.各个形态含量之和与样品中元素总量测定值基本相符,回收率在108%~125%.同时以湖底沉积物顺序提取微量元素标准物质（GBW07436）作为质控样品验证方法的准确度,检测结果与标准值吻合良好.

石墨炉原子吸收法原位分析生活饮用水中锑形态

目的建立原位快速测定分析生活饮用水中锑形态的石墨炉原子吸收法。方法以2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)作为配合剂,选择性与Sb(Ⅲ)配合,Sb(Ⅲ)-TTA的配合物在400℃开始蒸发,Sb(Ⅴ)会保留到1 200℃在检测过程中出现灵敏度差异,利用线性拟合的方式计算不同形态锑含量。结果 Sb(Ⅴ)校正曲线的相关系数为0.999 0,总锑校正曲线的相关系数为0.999 2;Sb(V)方法检出限为0.067 8μg/L,总锑的方法检出限为0.059 4μg/L,对锑水质标样原液和稀释液进行5次测定的RSD在0.82%~1.53%,符合石墨炉原子RSD<5%的要求。同时选用GSB 07-1376—2001 Sb的水质标样,与IC-ICP-MS法相比较,验证了本方法的准确性。结论本法操作快速、简单、检出限低、灵敏度高,实验证明本法适用于生活饮用水中锑形态的检测。

不同形态锑对水稻生长及根系形态特征的影响研究

通过溶液培养试验(采用埃斯皮诺营养液),研究不同形态锑[Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)]对常规籼稻(丰美占)生长、根系形态以及不同部位Sb含量的影响。结果表明:Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)均对水稻生长有抑制作用,且Sb(Ⅲ)的毒性较Sb(Ⅴ)高。随Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)处理浓度增加,地上部分和根系Sb含量均显著增加,且大量集中在根系。水稻对Sb(Ⅲ)的转运能力较Sb(Ⅴ)强,导致Sb(Ⅲ)处理下水稻地上部分Sb含量高于Sb(Ⅴ)处理,根系Sb含量则相反。Sb(Ⅲ)的加入显著抑制大多数根系形态参数,包括根长、根面积、根体积、根尖数以及根分叉数;而仅20 mg·L^(-1)Sb(Ⅴ)能显著抑制水稻根面积、根直径、根分叉数。上述结果表明:Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)处理下,水稻能通过降低根面积和分叉数降低对Sb的吸收。随着Sb(Ⅲ)处理浓度增加,水稻细根比例从52.1%降低至41.5%,中等根比例从45.2%增加至55.2%,表明Sb(Ⅲ)处理下水稻能通过增加根系粗度来降低对Sb的吸收;而随着Sb(Ⅴ)处理浓度增加,水稻细根比例在52.1%~56.8%之间波动,中等根比例在41.7%~45.2%之间波动。

化妆品中砷、锑无机形态的HPLC-HGAFS同测

本文通过优化样品提取条件、色谱分离条件、柱后处理条件和仪器检测条件,采用高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱联用(HPLC-HGAFS)技术建立了化妆品中Sb(III)和Sb(V)以及As(III)和As(V)形态的同时测定的方法。重点研究了提取液组成对Sb形态转化的影响和Sb(V)柠檬酸络合物的柱后转化条件,结果表明在1:1的柠檬酸-柠檬酸钠的缓冲溶液中Sb的各个形态相互转化率最低;提取得到的Sb(V)的柠檬酸络合物可以在HCl+KI溶液中在线还原为Sb(III)的柠檬酸络合物而得以检测。该方法对As(III)、As(V)、Sb(III)和Sb(V)的检出限分别为2.4、3.1、0.5和5.0μg/L,线性范围分别是2.4～1000、3.1～1000、0.5～1000和5～1000μg/L,该区间内的线性相关系数均大于0.9990,标准偏差均小于3.0%。采用本方法对粉剂、液态、固态等化妆品进行了测定,其加标回收率都在77～110%之间,证明该方法适用于同时测定化妆品中锑和砷的无机形态。

离子色谱-双阳极电化学氢化物发生-原子荧光光谱法测定当归中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)

采用离子色谱-双阳极电化学氢化物发生-原子荧光光谱法分析锑形态,实验采用pH 6.50浓度均为50 mmol/L的(NH2)2HPO4和酒石酸混合溶液为离子色谱流动相,5 min内实现Sb(Ⅴ)、Sb(Ⅲ)的基线分离,Sb(Ⅴ)、Sb(Ⅲ)色谱峰面积的相对标准偏差是4.0%、2.3%,100μL进样时得到的检出限分别为5.39、5.42μg/L(S/N=3),方法可用于实际样品中的锑化合物形态的分析测定。