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《内蒙古哈素海流域高砷地下水化学特征及砷的迁移转化机制研究》篇一一、引言内蒙古哈素海流域，以其独特的地质条件和生态环境，成为了地下水砷污染研究的热点区域。
高砷地下水的存在不仅对当地居民的饮用水安全构成威胁，也对生态环境保护提出了严峻挑战。
因此，对哈素海流域高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制进行研究，对于保障当地居民的饮用水安全、预防和控制地下水砷污染具有重要意义。
二、研究区域与方法本研究选取内蒙古哈素海流域为研究对象，通过采集流域内的高砷地下水样，运用现代化学分析技术和地球化学方法，对高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制进行研究。
三、高砷地下水的化学特征通过对采集的高砷地下水样进行化学分析，我们发现哈素海流域高砷地下水的化学成分复杂，主要包括阴阳离子、有机物、重金属等。
其中，砷主要以As(V)和As(III)的形式存在，且As(III)的比例较高。
同时，地下水中的铁、锰等元素含量也较高，对砷的迁移转化产生重要影响。
四、砷的迁移转化机制研究显示，哈素海流域高砷地下水中砷的迁移转化主要受水文学、地质学和地球化学过程的影响。
地下水中的氧化还原反应、溶解与沉淀、吸附与解吸等过程对砷的迁移转化具有重要作用。
具体而言，地下水中的铁锰氧化物、有机物等对砷具有吸附作用，同时也能通过氧化还原反应改变砷的存在形态。
此外，地下水的流动性和水化学条件的变化也会影响砷的迁移转化。
五、结论通过对内蒙古哈素海流域高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制的研究，我们得出以下结论：1. 哈素海流域高砷地下水的化学成分复杂，其中砷主要以As(III)的形式存在，且受铁、锰等元素的影响较大。
2. 地下水中氧化还原反应、溶解与沉淀、吸附与解吸等地球化学过程对砷的迁移转化具有重要作用。
3. 地下水中的铁锰氧化物、有机物等对砷具有吸附作用，能改变砷的存在形态。
4. 地下水的流动性和水化学条件的变化也会影响砷的迁移转化。
因此，为保障当地居民的饮用水安全、预防和控制地下水砷污染，应加强对哈素海流域高砷地下水的监测与研究，并采取有效的措施来控制砷的迁移转化。
砷去除技术与装置在地下水治理中的应用研究砷是一种广泛存在于地下水中的有毒物质，对人体健康产生严重影响。
因此，砷去除技术与装置在地下水治理中的应用研究已成为保障人民饮水安全的重要课题。
本文将探讨砷去除技术与装置的原理、常见方法以及在地下水治理中的应用研究。
砷的危害性无需多言。
砷对人体的长期摄入会导致多种疾病，包括皮肤病、癌症、神经系统和心血管系统疾病等。
尤其是在缺乏和自然灾害频发的发展中国家，砷污染地下水几乎变成了一种难以逾越的饮水难题。
因此，砷去除技术与装置的研究显得尤为重要。
砷的去除技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法等。
物理方法主要利用吸附剂、过滤介质和膜分离等原理，通过物理吸附或过滤将砷去除。
化学方法采用氧化、沉淀和络合等反应将砷转化为不易溶解的化合物从而去除砷。
生物方法则是通过微生物或植物吸附、抑制和还原等生命活动将砷去除。
在物理方法中，吸附剂是砷去除的主要手段之一。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁和沸石等。
活性炭因其高吸附能力和广泛的应用被广泛认可；氧化铁则通过与砷形成络合物实现去除；沸石则通过孔道结构和阳离子交换等机制去除砷。
化学方法中的氧化法是一种重要的处理技术，常用的氧化剂包括臭氧、高锰酸钾和次氯酸钠等。
氧化法能够将砷从其难以去除的三价形态转化成容易去除的五价形态，从而提高了砷去除效率。
除此之外，沉淀和络合等化学反应也在砷去除中得到应用。
生物方法则是一种环境友好且经济有效的砷去除技术。
这种方法利用微生物或植物来吸附、抑制和还原砷。
微生物可以通过吸附砷并将其转化为不溶性沉淀物来去除砷。
植物则可以通过根系吸附砷并将其储存在地下，或者通过还原反应将五价砷还原为三价砷，从而去除砷。
除了砷去除技术，砷去除装置也是保证地下水治理中砷去除效果的关键。
常见的砷去除装置包括反渗透膜法、离子交换法和气体扩散法等。
反渗透膜法是一种利用高压驱动地下水通过特殊膜的方式将砷去除的技术，适用于砷浓度较低的地下水。
饮水型中毒是人类机体以饮水为主要途径，钙磷代谢失调，造成体内缺钙，轻者形成“氟斑[4-7]长期摄入过量有害成分造成的，其中典型病例为牙”，重者导致“氟骨症”。
地下水中同时出现[8-10]饮水型砷中毒和饮水型氟中毒。
饮水型砷中毒可高砷、高氟的现象在干旱半干旱地区十分普遍。
引起以皮肤色素脱失、着色、角化及癌变为主的新疆奎屯垦区是中国大陆发现的第一个地方性砷[1-3][11]全身性中毒症状；饮水型氟中毒可引起人体的中毒病区。
有关新疆奎屯垦区地下水中的砷污收稿日期：2015-09-20基金项目：教育部春晖计划基金（Z2005-1-65010）；新疆自治区土壤学重点学科基金资助作者简介：李 晶（1992-），男，硕士研究生。
研究方向：重金属污染检测与评价。
摘 要：通过对新疆奎屯垦区3个团场现有自流井水的采样测定，研究了该地区地下水中砷、氟的污染现状、砷和氟的相关性，并对该地区砷氟复合污染的成因进行了分析，同时与中国北方其他砷、氟污染较为严重的地区进行了对比。
结果表明：新疆奎屯3个团场自流井水中砷浓度在0.079~0.381 mg/L、氟浓度在2.30~8.02 mg/L，均高于国家饮用水标准，属于重度污染，砷最高值为饮用水标准的38倍，氟最高值为饮用水标准的8倍；自流井水中砷与氟呈显著正相关，砷与海拔高度呈显著负相关，氟与海拔高度呈极显著负相关；新疆奎屯垦区地下水属于原生高砷高氟地下水，该地区为第四纪洪积平原，气候干燥、蒸发量远大于降水量，蒸发浓缩作用强烈，该地区地下水中砷和氟浓度高于我国北方其它高砷高氟地区。
关键词: 砷污染；氟污染；地下水；奎屯垦区 中图分类号：X523 文献标志码：A DOI:10.16803/ki.issn.1004-6216.2016.02.025Preliminary Study of Combined Groundwater Pollution by Arsenic-Fluoride in KuitunReclamation Area of Xinjiang and Its CausesLi Jing, Luo Yanli, Yu Yanhua(College of Grassland and Environmental Sciences, Xinjiang Agriculture University, Urumqi 830052, China)Abstract: On the basis of sampling and determination of the water from the existing artesian wells in three corps farms in Kuitun reclamation area of Xinjiang, the current status of arsenic and fluorine pollution in the groundwater and the correlation between arsenic and fluorine are studied. The causes of combined arsenic-fluoride pollution in such area are analyzed. Comparison is also made with other areas in the North China with more serious arsenic and fluoride pollution. The results show that the contents of arsenic and fluoride in the groundwater range from 0.079 mg/L to 0.381 mg/L and from 2.30 mg/L to 8.02 mg/L respectively, indicating that the contents exceed the national drinking water standards and consequently the groundwater is in a state of heavy pollution. The maximal values of arsenic and fluoride are 38 times and 8 times as much as the limits regulated in the national standards. There is a positive correlation between arsenic and fluorine in the groundwater. Arsenic is negatively correlated with altitude and there is extremely significant negative correlation between fluoride and altitude. The groundwater in Kuitun reclamation area belongs to the native groundwater with high levels of arsenic and fluoride. This area is the Quaternary diluvial plain, with typical arid climate. Consequently, Evaporation is much larger than precipitation and concentration of arsenic and fluoride caused by evaporation is strong. As a result, contents of arsenic and fluoride in the groundwater in such area are higher than other areas with high levels of arsenic and fluoride in the North China. Keywords: Arsenic Pollution; Fluorine Pollution; Groundwater; Kuitun Reclamation Area CLC number: X523新疆奎屯垦区地下水砷-氟复合污染及成因初探李 晶，罗艳丽，余艳华(新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830052)第42卷 第2期2016年4月环境保护科学 Environmental Protection ScienceVol.42 No.2Apr.2016,124~128染已开展了大量研究，但该地区地下水中是否存 1.3 样品的测定在砷氟联合污染的问题还不清楚，文章以新疆奎砷采用原子荧光法测定，氟采用离子选择电屯垦区地下水中砷和氟为研究对象，通过野外调极法测定。
如何修复砷污染地下水如何修复砷污染地下水本研究中所有实验柱均为长L=30 cm，内径ID=4.5 cm，容积V柱=477 cm3的有机玻璃柱(实验柱符合L≥4×ID，能确保填装柱有均匀的有效孔隙度)，实验柱及相关配件(如导管、密封圈等)均用质量分数为15%的稀盐酸浸泡48 h后，用去离子水冲洗洁净，晾干备用.选用石英砂(粒径为0.30~0.84 mm)模拟含水层介质颗粒，用去离子水反复清洗洁净备用.除砷搭载材料采用分析纯FeSO4·7H2O及分析纯Na2S·10H2O.2.2 制备流程采用湿法填装实验柱，填装过程无氧水充满整个实验柱，以确保石英砂均匀填装且无氧气介入.采用多通道泵和高强度PVC管线调节柱内水流速度.除砷材料搭载采用图 1所示装置及四步循环法完成，具体实验步骤如下:1以νi=4 mL·min-1进水速率泵入5 mmol·L-1 FeSO4溶液(厌氧条件，DO< 0.01 mg·L-1)1 min;2以相同进水速率泵入无氧去离子水1 min;3以相同进水速率继续泵入4 mmol·L-1 Na2S溶液1 min;4不改变进水速率，再次泵入无氧去离子水1 min.重复循环上述4个步骤，至实验柱中石英砂颜色无明显变化且出水中Fe含量保持恒定时，除砷材料制备完成.图 1除砷柱制备示意图2.3 制备条件优化2.3.1 最佳负载时间选定FeSO4和Na2S溶液浓度分别为5 mmol·L-1和4 mmol·L-1，观察不同负载时间内实验柱颜色的变化，确定最佳负载时间，该实验柱标为柱A.制备过程可能发生如下反应:(1)(2)2.3.2 最佳注入浓度按上述方法准备3个实验柱，将FeSO4与Na2S溶液浓度分别设定为1与0.8 mmol·L-1、2与1.6 mmol·L-1、4与3.2 mmol·L-1，依2.2节所述方法制备除砷材料，观察同时段内不同实验柱颜色变化，寻找最佳注入液浓度配比.该组实验柱依次标为柱B-1、柱B-2、柱B-3.2.4 除砷实验2.4.1 荧光素钠穿透试验选取荧光素钠为惰性示踪剂，监测其穿透过程.先泵入10V孔体积的无氧去离子水冲洗实验柱A，再以注入速率为νj= 4 mL·min-1向实验柱A中连续泵入浓度89.4 mg·L-1的荧光素钠溶液.泵入过程中每60 s采集1件出水样品，并立即测定荧光素钠浓度，绘制荧光素钠穿透曲线.2.4.2 砷(As(Ⅲ))穿透试验在还原环境下，地下水中的砷主要以As(Ⅲ)形式存在，因此，本实验重点探讨了As(Ⅲ)的穿透行为.通过对比荧光素钠溶液与As(Ⅲ)溶液的穿透曲线，评价该材料的除砷效率，通过检测搭载Fe含量和吸附As总量，计算除砷容量.具体实验过程如下.第一步:以νj=4 mL·min-1的速率连续泵入10V孔的无氧去离子水冲洗柱A.第二步:不改变进水速率，将1000 μg·L-1 NaAsO2(以As浓度计)溶液泵入实验柱A 中，每隔1 h收集一份出水样品(10 mL)，取其中5 mL进行砷形态分离(分离步骤见2.6.1节)，剩余样品滴加1滴优级纯浓HCl酸化至pH<2，避光冷藏保存，在72 h内测定As浓度.同时，另取约20 mL流出液至50 mL PET瓶中，采用HACH便携式水质分析仪测试其pH、Eh、EC值.第三步:当流出液与注入液中As浓度一致并在一段时间内保持稳定时，终止实验，将此除砷处理后的实验柱标记为柱C，避光保存待用.将实验柱C中的负载石英砂全部取出，先加入500 mL 6 mol·L-1 HCl溶液，室温振荡提取30 min，静置12 h后，收集溶液，并再次用6 mol·L-1 HCl重复上述清洗过程，直到石英砂表面无黑褐色残留为止，最后用去离子水清洗石英砂3遍，测定收集的溶液中铁和砷的含量，计算除砷容量.2.5 原位除砷模拟依照2.1节所述方法准备空白石英砂柱.为模拟实际地下水环境的原位处理过程，同时弱化其他离子影响，在严格厌氧条件下，以1000 μg·L-1 NaAsO2溶液作为污染物质模拟原位除砷过程.采用4步交替循环法，以νi=4 mL·min-1的进水速率向空白砂柱中交替注入5 mmol·L-1 FeSO4溶液、1000 μg·L-1 NaAsO2溶液、Na2S溶液(H2S饱和溶液中加入。
土壤与地下水复合污染快速协同处置技术研究
王海鑫;王水;吕宗祥;钟道旭
【期刊名称】《污染防治技术》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】近年来我国污染场地调查修复技术装备得到了快速发展和完善,但仍以取样后实验室分析为主,调查与处置周期长,功能割裂,缺少同时实现污染场地快速精准采样、检测、防控与修复等功能的一体化移动式快速调查处置技术装备。
项目团队研究了原位快速检测与智慧决策技术,集成基于随钻随测随注与撬装式快速热处置的污染协同处置技术,实现原位快速检测、深层土壤地下水的原位精准注射修复,以及浅层有机污然等污染物的快速异位热处置,满足复杂场地协同处置需求。
【总页数】4页(P71-74)
【作者】王海鑫;王水;吕宗祥;钟道旭
【作者单位】江苏省环境科学研究院;江苏省土壤与地下水污染防控工程研究中心【正文语种】中文
【中图分类】X53
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村镇地下水除砷方法研究的开题报告一、选题背景砷是一种常见的地下水污染物，特别是在村镇地下水中，由于缺乏水源保护措施、废弃物随意倾倒等原因，使得砷超标的情况较为严重。
砷对人体健康有很大危害，如长期饮用含砷地下水会引发黑脚病、癌症等疾病。
因此，砷污染的治理成为当前亟待解决的问题，特别是在村镇地下水源地的保护中。
二、研究目的和意义本文旨在研究针对村镇地下水砷超标的治理方法，并探讨其可行性和效果。
通过对不同地下水污染程度、治理方法等方面的比较分析，找出最适合村镇地下水治理的方法，为实现村镇地下水安全供水提供参考。
三、研究内容和研究方法1. 砷污染的来源与治理方法；2. 村镇地下水砷污染现状调查；3. 不同治理方法的优缺点分析；4. 选取适合村镇地下水治理的方法并开展现场实验；5. 检测治理效果并进行数据分析；6. 总结与归纳。
本文主要采用文献调研结合实验方法，通过对砷污染治理方法、村镇地下水砷污染情况、现场实验等方面进行详细研究和探讨，得出结论并提出建议。
四、预期研究成果和创新点本研究预计得出针对村镇地下水砷污染治理的最优方法，并进行现场实验以检测治理效果。
该研究对于解决村镇地下水砷污染问题，提高村镇居民饮用水安全保障具有重要意义，并在该领域具有创新点。
五、研究难点和可行性分析1. 针对村镇地下水不同情况制定合适的治理方法；2. 在实验中准确检测出治理效果；3. 涉及到村镇地下水源地环境保护和居民用水安全等多个方面。
该研究具有一定的可行性，通过采用文献调研和实验方法对不同治理方法进行分析和比较，得出最优方案，并在现场进行实验，检测治理效果，并为该领域的发展提供有价值的参考。
内蒙古河套平原高砷地下水赋存环境研究的开题报告一、研究背景及意义内蒙古河套平原是我国重要的农业和畜牧业生产基地之一，但该区域地下水中存在高浓度的砷污染，对当地居民和生态环境造成严重影响。
因此，研究河套平原高砷地下水的赋存环境，探明砷的来源和迁移规律，具有重要的科学价值和社会意义。
二、研究内容和方法1.研究内容(1)收集河套平原地下水化学数据及相关地质地理资料，分析研究区域地下水中砷的分布特征及来源；(2)采集地下水、土壤和岩石样品，进行砷含量测定及矿物学、地球化学测试，探明砷的来源和赋存形式；(3)利用等离子体质谱仪、同位素技术等手段，确定砷的迁移和转化途径，揭示高砷地下水形成的地质过程和水文地质条件；(4)结合现场考察和实验数据，构建高砷地下水赋存环境综合评价体系。
2.研究方法(1)计算化学方法：根据地下水化学数据，采用主成分分析法、聚类分析法等计算化学方法，识别砷的主要来源和控制因素；(2)实验室分析方法：采用电感耦合等离子体质谱仪、同位素质谱仪、X射线衍射仪等实验室分析方法，确定砷的赋存形式及分布规律；(3)现场分析方法：采用地球物理、水文地质和岩土工程等现场分析方法，探测地下水流动和砷的迁移途径；(4)综合评价方法：利用熵权法、层次分析法等综合评价方法，对高砷地下水赋存环境进行综合评价。
三、预期研究结果通过研究分析，预期可以得出以下研究结果：(1)揭示河套平原高砷地下水的污染来源和污染机理；(2)确定高砷地下水的赋存形式及分布规律，掌握砷的迁移途径和转化机理；(3)构建高砷地下水赋存环境的综合评价体系，为治理河套平原高砷地下水提供科学依据和技术支持。
四、研究进度计划1.前期准备阶段（1个月）：确定研究方案和实验方法，搜集相关文献资料，并进行现场勘察；2.样品采集和分析阶段（6个月）：采集地下水、土壤和岩石样品，进行分析测试，获取实验数据；3.实验数据分析和综合评价阶段（3个月）：利用计算化学方法、实验室分析方法和现场分析方法，分析实验数据，构建高砷地下水赋存环境综合评价体系；4.论文写作和答辩准备阶段（2个月）：编写开题报告、毕业论文，并进行答辩准备。
污水站除砷工艺的改进研究试验一、试验背景我公司污水现采用硫化钠石灰沉淀法除砷工艺，污水直接加硫化钠进行一次沉淀、石灰中和，处理后砷的质量浓度在0.6 m g∕L左右，不能达到《铅锌工业污染物排放标准》中对外排水砷含量的要求（小于0.3m g∕L），可能存在两方面的原因：1.影响硫化钠沉砷效果的主要条件（药剂用量、PH值、反应时间）没有控制好，硫化钠的除砷率显著降低。
①Na2S的用量：文献资料和生产实践均表明，一次沉砷，即使Na2S过量很多倍，也不能将砷脱除到很低的水平，而采用两次沉砷，则可以用较少的Na2S将砷除至较低水平。
②PH值：硫化钠沉砷在酸性条件下进行，当PH值为2左右，沉砷效果最好。
③反应时间：硫化钠沉砷过程属于离子反应，反应过程十分迅速，沉砷时间应控制在40—60min左右，但生产实践中由于受客观条件的限制使得反应时间过长，溶液中存在高价氧化态离子将As2S3沉淀重新溶解，导致除砷率反而下降，因此考虑将生成的As2S3沉淀过滤；2.硫化钠的除砷效率是有限的，当污水中砷含量过高，影响硫化钠沉砷效果的主要因素达到理想情况，硫化钠达到最佳去除率时，污水中残砷的含量仍无法满足要求时，考虑采用铁盐法进一步沉砷。
二、试验目的通过在原来工艺的基础上增加一次硫化钠沉砷阶段，将反应生成的As2S3沉淀过滤，加石灰中和处理后，在碱性环境下（pH在10～11之间）加入硫酸亚铁、双氧水或通入氧气进一步沉砷，探索出最佳的工艺条件，最终使污水中的砷含量达到《铅锌工业污染物排放标准》中对外排水砷含量的要求（﹤0.3m g∕L）。
三、试验原理污水站废水主要来自于硫酸车间，酸度较高，废水的pH在1～2之间，硫酸的质量浓度在0.49g∕L～4.9 g∕L之间，其中的砷主要以亚砷酸存在，工艺的第一阶段采取两次硫化钠沉砷（调节水样pH=2），原理为：3Na2S+2H3AsO3=As2S3↓+6NaOH,经两次硫化钠沉砷过滤后再用石灰中和废水中的酸使pH在10～11之间，然后加双氧水和铁盐，双氧水具有强氧化作用使砷氧化并和石灰一起反应，生成砷酸钙沉淀，Fe2+亦被氧化并水解生成氢氧化铁。
