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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作为我国典型的内陆湖泊流域，其地下水环境问题日益突出，尤其是高砷地下水的分布与危害。
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，还对地下水生态环境造成严重影响。
因此，研究哈素海流域高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制，对于保护地下水环境、确保居民饮用水安全具有重要意义。
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，通过采集流域内不同地段的地下水样，分析其化学成分及砷的含量。
同时，结合地质、水文地质资料，运用水化学分析、同位素示踪、模型模拟等方法，探讨高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制。
三、高砷地下水的化学特征通过对哈素海流域地下水样的化学分析，发现该地区地下水中的化学成分复杂，主要离子成分包括Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等。
高砷地下水的pH值一般较低，呈现出还原性环境。
此外，地下水中的有机物、硫化物等也对砷的迁移转化产生影响。
四、砷的迁移转化机制1. 自然因素影响：哈素海流域地质构造复杂，地下水的流动受多种地质因素影响。
地下水中含有的还原性物质（如Fe2+、S2-）在一定的条件下与砷发生化学反应，使得砷的迁移能力增强。
同时，地下水的pH值、氧化还原电位等也会影响砷的形态和迁移能力。
2. 人为活动影响：随着人类活动的加剧，如农业灌溉、工业排放等，使得地下水受到污染，进一步加剧了砷的迁移转化。
人为活动改变了地下水的化学成分和流动路径，从而影响了砷的迁移转化机制。
五、研究结果与讨论通过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的研究，发现该地区高砷地下水的形成与地质构造、水文地质条件、人为活动等多种因素有关。
同时，地下水中还原性物质的含量和性质对砷的迁移转化具有重要影响。
在一定的环境条件下，砷可在地下水中发生形态转变，从而增强其迁移能力。
此外，人为活动加剧了地下水的污染程度，进一步影响了砷的迁移转化。
地下水中砷的来源、迁移及检测技术研究综述
杨苏;李志强;陈滋昊;师晨;李业
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】砷(As)是生态环境中最重要的元素之一。
由于许多地质和人为因素,砷被释放至地下水中会造成水源污染,对人类健康和生态系统产生不利影响,故对其进行监测和控制至关重要。
砷在实验室内的检测技术较多且被广泛应用,但现场准确、快速地检测方法尚未被开发和统一应用。
本文比对探讨目前地下水砷检测技术最常见的方法技术,总结其现场检测技术未来重要的研究方向和发展趋势。
研究认为:砷污染源主要为地质污染源和人为污染源,采矿可能是地质环境中最常被识别的砷污染行为,而动物粪便、杀虫剂是常见的人为污染源;目前有许多方法技术可以用于测定水样中不同形式的砷,基于实验室的设备一般可提供精确且可重复的结果,但目前迫切需要一种快速且精确的现场测评技术。
砷的现场检测技术具有较大的发展潜力,利用分离技术、电化学技术、XRF技术以及SERS技术等可能成为未来现场砷检测技术重要的研究方向和发展趋势。
【总页数】5页(P15-19)
【作者】杨苏;李志强;陈滋昊;师晨;李业
【作者单位】湖北省地质局水文地质工程地质大队
【正文语种】中文
【中图分类】P641.2;X523
【相关文献】
1.地下水中砷的迁移转化影响因素及其处理技术研究
2.地下水中天然砷的迁移:以高砷地区中低砷含水层为例
3.高砷地下水中砷的形态检测
4.西咸新区沣东新城沣西新城南部地下水中砷来源及成因探讨
5.天山北麓中段绿洲带高砷地下水中砷的迁移转化规律
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砷的环境地球化学研究进展概述摘要：由于自然原因和人为原因，大量的砷分布在岩石、土壤、大气和水中，进而进入生物体内。
近年来，越来越多的砷中毒事件已引起国内外的高度重视。
本文对砷的性质、砷在环境介质如岩石矿物、土壤、大气、水体和生物体中的形态分布及砷在环境介质间的迁移转化进行了综述。
关键词：环境地球化学砷研究进展迁移转化形态分布A Review on Environmental Geochemistry Studies of ArsenicAbstract: Arsenic (As) is a ubiquitous element in rock, soil, atmosphere, water, plants and animals as a result of natural geological sources and anthropogenic sources, such as mining and smelting, pesticide application, fossil-fuel burning and other industrialization in general. Recently, more and more reports about arsenic poisoning occur, which attracted a significant environmental health concern. This article will give a review on characteristic of arsenic, distribution, speciation, transport and transformation of arsenic and its compounds in environment medium.Key words: Environmental geochemistry; arsenic; speciation; transformation; review引言早在四千多年前，我国就将雄黄（As2S2）、雌黄（As2S3）等砷化物用于食用、制药及炼丹[1]。
《SRB与DFeRB对砷形态转化的影响机制研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，砷污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了严重威胁。
砷在自然环境和工业废水中的形态多样，不同形态的砷具有不同的生物活性和毒性。
因此，研究砷的形态转化机制对于了解其环境行为、生物地球化学过程以及降低其环境风险具有重要意义。
本文将重点探讨硫酸盐还原菌（SRB）和二价铁还原酶（DFeRB）对砷形态转化的影响机制。
二、SRB与DFeRB概述SRB是一种能够在厌氧条件下利用硫酸盐作为电子受体的细菌。
DFeRB则是一种能够将Fe(III)还原为Fe(II)的酶。
这两种生物过程在自然环境和工业废水处理中均具有重要作用。
它们通过改变环境中的氧化还原条件，影响砷的形态转化。
三、SRB对砷形态转化的影响机制SRB通过硫酸盐还原作用，将硫酸盐还原为硫化物，同时为其他微生物提供电子和能量。
在还原过程中，环境中的氧化还原条件发生改变，从而影响砷的形态转化。
SRB作用下，砷可能从较稳定的形态转化为更易被生物体吸收的形态。
具体来说，砷可能通过与硫化物结合形成难溶性的砷硫化物，从而降低其环境中的流动性。
同时，硫化物还能通过吸附或共沉淀作用，使砷从溶解态转化为颗粒态或固态，降低其生物可利用性。
四、DFeRB对砷形态转化的影响机制DFeRB通过还原Fe(III)为Fe(II)，改变环境中的氧化还原条件。
在还原过程中，DFeRB可能通过与砷的络合作用，改变其存在形态。
具体来说，Fe(II)可能通过与砷形成稳定的络合物，如FeAsO2或FeAsO3等，从而影响砷的迁移性和生物可利用性。
此外，Fe(II)还可以通过吸附或共沉淀作用与砷结合，形成更稳定的化合物，降低砷的环境风险。
五、研究方法本研究采用实验室模拟实验和野外实地观测相结合的方法。
首先，通过实验室模拟实验，探究SRB和DFeRB对砷形态转化的影响机制。
实验中设置不同浓度的SRB和DFeRB以及不同浓度的砷溶液，观察其形态变化。
砷对环境和生态健康的影响研究砷是一种常见的元素，可以存在于自然界中的水、土壤、矿物中。
虽然砷是地壳中的重要元素，但过量的砷含量对环境和生物健康产生了不良影响。
本文将深入探讨砷对环境和生态健康的影响研究。
一、砷污染现状砷的超标污染已经成为全球面临的一大环境问题。
研究表明，砷的污染主要来自于工业废水、农药、肥料等人类活动，并且泥炭、煤炭、矿物质等自然存在的物质也是砷的重要来源。
全球砷污染主要位于亚洲、南美洲和非洲地区，其中孟加拉国和印度是受砷污染最严重的地区。
而在中国，各个区域也有不同程度的砷污染，其中最为严重的是陕西、海南、黑龙江、云南等省份。
二、砷对环境的影响砷对环境的影响主要表现为：1.破坏土壤生态平衡：砷物质的落入土壤，会打破原有的土壤生物物理化学平衡，导致土壤中的微生物死亡，破坏了土壤里建立的微生物群系；2.影响水资源质量：砷的排放量大，会直接影响到地下水、河流等水资源的质量，不断破坏自然水系统；3.破坏生态环境：砷的高浓度污染，影响了环境生态的平衡，破坏自然界生态的健康平衡。
三、砷对生物的影响砷对生物的影响也非常大，主要表现为：1.对动物生理产生毒性反应：砷长期积累在环境中，对野生动物的生产和生长的影响非常大，而毒性反应表现为身体无法正常生长或生物死亡。
2.对细胞的影响：砷物质有较强的局部毒性，可以损坏细胞膜，破坏细胞内部结构，影响细胞功能；3.对人类健康的危害：呼吸系统疾病、胃肠道疾病、骨质疏松等都与砷污染有关联。
四、砷控制砷的控制是一个长期、复杂的过程。
主要从以下几个角度去控制：1.加强环境监控和管理：通过对环境的实时监测，对砷超标污染的情况及时进行控制和干预，并对污染源实施治理和监督；2.探索化学污染治理专业技术：通过多种化学方法去控制砷的污染，例如沉淀、吸附、还原、稳定化渗透等技术；3.培育和使用新的高效生物技术：利用微生物技术研发更加环保可持续的处理方法，例如利用特殊细菌去除砷。
微生物在地下水资源管理中的应用地下水资源管理是指通过科学手段对地下水进行有效的保护、开发和利用的过程。
地下水作为重要的水资源之一，在人类生产生活中扮演着重要的角色。
而微生物作为地下水生态系统中重要的组成部分，其应用在地下水资源管理中起到了积极的促进作用。
本文将从微生物治理污染、地下水监测与评价、地下水生态修复和地下水资源利用等方面来探讨微生物在地下水资源管理中的应用。
一、微生物治理污染地下水污染是当前地下水资源面临的主要问题之一。
而微生物在地下水污染治理中具有天然的优势。
例如，通过微生物降解有机污染物，可以将有机污染物分解为无害的物质，从而达到净化地下水的目的。
此外，微生物也可以通过吸附、转化等作用来去除地下水中的重金属等无机污染物。
因此，在地下水污染治理中，通过利用微生物的自净能力来达到治理目标，是一种可行且有效的方法。
二、地下水监测与评价微生物在地下水监测与评价中起到了重要的作用。
传统的地下水监测往往需要大量的实地取样和分析，过程繁琐且时间成本较高。
而基于微生物的检测方法可以通过分析地下水样品中微生物的群落结构和功能特征，来判断地下水的健康状态和质量。
这种方法不仅可靠性高，而且更加经济、快速和高效。
微生物监测与评价技术的应用使地下水监测更加便捷和精准。
三、地下水生态修复地下水生态修复是指通过调整和优化地下水生态系统中的生物、非生物要素，恢复受损地下水生态系统的功能。
微生物在地下水生态修复中起到了重要的角色。
比如，采用微生物修复技术可以通过增加特定微生物群落来促进地下水中有害物质的降解和去除。
此外，微生物也可以在地下水生态系统中形成复杂的食物链与生物交互关系，对维持地下水生态系统的稳定性和健康发挥重要作用。
四、地下水资源利用微生物在地下水资源利用中也发挥着重要的作用。
比如，利用微生物技术可以实现地下水资源的高效利用和再生利用。
例如，通过微生物处理技术可以将地下水中的有机污染物降解为可再利用的水资源。
砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展张旭;于秀敏;谢亲建;李红玉【摘要】砷广泛分布于自然界中,近年来砷污染及砷中毒事件在全球范围内的频繁发生,严重威胁着全球上千万人口的健康.砷的迁移与转化等地球化学行为的研究对探明环境中砷的来源以及砷污染整治的方法至关重要.越来越多的研究表明,自然界中的微生物广泛参与了砷的地球化学循环,在砷的迁移与转化过程中起到关键作用.综述了近年来砷的微生物转化及其相关酶类与编码基因等的研究进展,同时结合作者的工作分析与展望了砷的微生物转化在环境与医学中的应用前景.【期刊名称】《微生物学报》【年(卷),期】2008(048)003【总页数】5页(P408-412)【关键词】砷;微生物转化;应用【作者】张旭;于秀敏;谢亲建;李红玉【作者单位】干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000;干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】基础科学微生物学报ActaMicrobiologicaSinica48(3): 408~412;4 March2008ISSN0001-6209;CN11-1995/Q砷的微生物转化及其在环境与医学应用中的研究进展、张旭，于秀敏，（干旱与草地生态教育部重点实验室，谢亲建，李红玉+兰州大学生命科学学院，兰州 730000)摘要：砷广泛分布于自然界中，近年来砷污染及砷中毒事件在全球范围内的频繁发生，严重威胁着全球上千万人口的健康。
砷的迁移与转化等地球化学行为的研究对探明环境中砷的来源以及砷污染整治的方法至关重要。
越来越多的研究表明，自然界中的微生物广泛参与了砷的地球化学循环，在砷的迁移与转化过程中起到关键作用。
综述了近年来砷的微生物转化及其相关酶类与编码基因等的研究进展，同时结合作者的工作分析与展望了砷的微生物转化在环境与医学中的应用前景。
砷在土地和水体中的环境归趋砷是一种广泛存在于自然界中的元素，它存在于土壤、岩石和水体中。
然而，砷在环境中的富集和污染已经成为全球范围的一个重要环境问题。
本文将讨论砷在土地和水体中的环境归趋，以及其对人类健康和生态系统的潜在影响。
1. 砷在土壤中的归趋砷的含量和分布在土壤中具有很大的空间变异性。
砷主要以矿物形态存在于土壤中，如砷矿物、氧化砷和硫化砷等。
砷的富集主要取决于土壤的来源和地质背景，受到地球化学和土壤形成过程的影响。
当土壤中存在过高的砷含量时，可能会对植物和生物产生负面影响。
植物吸收土壤中的砷，并通过食物链传递给动物和人类。
因此，砷在土壤中的归趋对农业生产和人类健康具有重要影响。
为了解砷在土壤中的归趋，研究人员通常使用土壤采样和分析方法。
这些方法可以帮助我们确定土壤中砷的含量和分布。
此外，土壤修复技术也可以被应用来减轻土壤中砷污染带来的影响，如土壤重金属污染修复技术和植物修复技术等。
2. 砷在水体中的归趋砷在水体中的归趋也是一个重要的环境问题。
砷可以通过天然过程（如岩石风化）或人类活动（如煤矿开采、矿石加工和电池制造等）进入水体中。
当水体中的砷含量超过环境质量标准时，可能会对人类健康产生严重影响。
长期饮用富含砷的水可能导致砷中毒，引发一系列健康问题，包括皮肤病变、癌症和心血管疾病等。
因此，了解和掌握砷在水体中的归趋对于保护人类健康至关重要。
砷在水体中的归趋可以受到多种因素的影响，包括水体的pH、氧化还原条件、溶解有机质和与其他元素之间的相互作用等。
研究人员使用水样采集和分析方法来测量水体中砷的含量，并通过水体修复技术来降低砷污染。
对于水体中砷污染的管控，监测和规范是必不可少的。
政府机构应制定相关法律法规，监测和限制工业废水和农业排水中的砷含量。
此外，公众也应提高对用水安全的意识，选择可靠和安全的饮用水源。
3. 砷对人类健康和生态系统的影响砷在土地和水体中的富集和污染可能对人类健康和生态系统产生危害。
国外对砷的研究报告概述及报告范文1. 引言1.1 概述在过去的几十年里，砷作为一种严重污染物质引起了全球范围内的广泛关注。
砷是地壳中普遍存在的元素之一，但由于人类活动的影响，例如工业排放、农药和化肥使用等，导致砷污染成为目前面临的一项严重环境问题。
随着对砷相关风险的认识不断提升，国外各地区展开了大量针对砷的深入研究。
这些研究涉及到砷的背景和特性、砷来源和传播途径、砷污染风险评估与管理措施、检测方法与仪器设备、去除技术与处理方法以及毒性影响评估等方面。
通过总结国外对砷的研究成果，并借鉴其经验和启示，能够为中国及其他国家开展相关研究提供指导。
1.2 文章结构本文将分为五个章节进行详细论述。
首先在引言部分进行概述，包括背景介绍、现实问题和文章目标。
接下来，在第二部分中，我们将具体介绍国外对砷的研究概况，包括砷的背景和特性、污染源及传播途径以及风险评估与管理措施。
第三部分将重点介绍国外的研究方法和技术，包括砷检测方法与仪器设备、砷去除技术与处理方法以及毒性影响评估方法。
在第四部分，我们将详细阐述国外近年来的研究进展和成果，包括实验室及团队的成果概述、重点研究领域和突破以及成功案例和经验总结。
最后，在第五部分中，我们将对国外的研究报告进行总结和分析，并提出相关问题和挑战。
同时，展望未来国外对砷的研究发展方向，并探讨其对中国及其他国家开展相关研究的借鉴和启示。
1.3 目的本文旨在通过对国外对砷的深入研究进行概述，并总结其成果和经验，为我国及其他国家开展相关研究提供参考和指导。
通过了解国外在检测方法、治理技术和风险评估等方面的最新进展，我们可以借鉴其经验来提高对砷污染问题的认识，并开展有效的防治措施。
同时，通过展望未来国外研究的发展方向，我们可以了解到全球砷污染管理领域可能出现的新问题和挑战，为相关政策制定者提供参考依据。
2. 国外对砷的研究报告概述2.1 砷的背景和特性砷是一种常见的地壳元素，可以以多种形态存在。
微生物砷还原机制的研究进展陈倩;苏建强;叶军;朱永官【摘要】砷是一种剧毒物质,环境中的砷对人体健康存在潜在威胁,因此长期以来备受关注.微生物的各种代谢过程对砷在环境中的归趋起着重要作用,其中砷还原微生物能将吸附于固体矿物中的As(Ⅴ)还原为可溶性强的As(Ⅲ),使砷进入液相,从而加剧了地下水等饮用水源的砷污染.论文主要介绍了两种微生物砷还原机制(异化砷还原和细胞质砷还原)在作用机理、蛋白质结构和表达调控等方面的研究进展,旨在为更深入理解微生物介导砷的生物地球化学循环以及砷污染的微生物修复技术提供参考.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2011(006)003【总页数】9页(P225-233)【关键词】砷还原;微生物;异化砷还原;细胞质砷还原【作者】陈倩;苏建强;叶军;朱永官【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021【正文语种】中文【中图分类】X171.5砷是自然界中普遍存在的有毒类金属。
1993年世界卫生组织将饮用水中的砷标准由原来的50 μg·L-1降为10μg·L-1。
2006年美国环保局将其列为第一位饮用水污染物[1-2]。
我国从 2007年 7月开始也以10μg·L-1作为生活饮用水中允许的砷浓度上限。
砷在环境中共有 4种价态:As(-III)、As(0)、As(III)和As(V),其中以As(III)和 As(V)较为常见,它们也是造成环境砷污染的主要形态[3]。
微生物在长期的历史演化过程中进化出了各种抗砷机制,更有最新的研究表明有细菌 (Halomonadaceae GFAJ-1 strain)能以砷代替磷作为细胞中DNA的组成成分供细菌生长[4],但是这项研究发表后亦颇有争议,需要有进一步可靠的数据支持。
第21卷第1期2006年1月地球科学进展ADVANCES I N EARTH SC I E NCEV o.l21N o.1Jan.,2006文章编号:1001-8166(2006)01-0077-06微生物对砷的地球化学行为的影响)))暨地下水砷污染机制的最新研究进展*洪斌(中国医学科学院医药生物技术研究所,北京100050)摘要:砷在自然界中广泛存在,近年来砷污染对人类健康造成的危害越来越引人关注。
微生物在自然界中长期与砷共存,进化出不同的生物转化机制,在自然水体中微生物主要参与砷的不同氧化价态之间的转化过程,即As(V)和A s(III)之间的氧化还原作用。
砷酸盐异化还原菌(D i s si m ilatoryA rsenate-Resp iri n g Prokaryo te,DARP)可以将A s(V)还原为A s(III),化能自养亚砷酸盐氧化菌(Che m oauto trophic A rsenite Ox idizer,CAO)和异养亚砷酸盐氧化菌(H eter o trophic A rsenite Ox i d izer, HAO)可以将As(III)氧化为As(V)。
这些砷代谢微生物在分类和代谢能力上都具有很大的多样性,它们广泛参与了砷的生物地球化学循环的关键步骤,对特定环境条件下砷的地球化学行为产生重要影响,进而参与了砷的全球循环。
在盐碱湖莫诺(M ono)湖中砷的不同价态分层存在,CAO与DARP的紧密偶联共同参与了莫诺湖中的砷的地球化学循环。
在孟加拉三角洲的地下含水层中,微生物参与了将砷从固相迁移到水相的关键步骤,最终导致了地下水中的砷污染。
关键词:砷;地球化学循环;微生物中图分类号:P593文献标识码:A公元1250年A lbert u s M agnus发现的砷元素在元素周期表中位于第33位,是一种类金属,广泛存在于岩石圈、水圈和生物圈[1],其含量在地壳中为第20位,海水中为第14位,在人体中为第12位[2]。
砷污染水体中砷的迁移和转化机理研究随着工业化和城市化的发展，地下水、河流、湖泊等自然水体中的砷污染问题日益突出。
砷是一种有毒重金属，容易被人体吸收，对人体健康和生态环境都有很大影响。
因此，砷污染水体中砷的迁移和转化机理的研究变得越来越重要。
一、砷在水环境中的形态和迁移转化砷在水环境中主要以四种形态存在：无机砷(V)、无机砷(III)、有机砷和元素砷。
其中，无机砷(V)、无机砷(III)占主导地位，有机砷和元素砷相对于前两者来说含量极少。
在水体中，砷主要通过化学沉淀、微生物还原、离子交换等方式实现迁移转化。
其中，化学沉淀是一种重要的砷去除方式，通过添加沉淀剂使污染水体中的砷与沉淀剂结合而沉淀下来。
而微生物还原则是指通过微生物作用将无机砷(III)还原为元素砷或有机砷，从而达到去除砷的效果。
离子交换是指通过离子交换树脂、纳米材料等吸附剂将水中的砷离子吸附下来，达到去除砷的效果。
二、常见砷污染水体中砷的迁移和转化机理1、土壤-水界面砷的转移土壤-水界面砷的转移主要包括土壤沉积物-水相界面和土壤矿物-水相界面两个方面。
研究表明，土壤矿物和有机物对砷的吸附能力比较强，而沉积物中含有大量的砷，也会对水体中的砷起到吸附作用。
因此，土壤-水界面的砷迁移主要是通过吸附作用实现的。
2、湖泊中砷的分配湖泊中砷主要分布在底泥、水体中和悬浮颗粒物中。
其中，底泥是湖泊中固态相中砷的主要载体，其砷含量一般较高。
湖泊中悬浮颗粒物中的砷含量相对较低，但是它们对水体中砷的迁移和转化具有重要意义。
因为它们能够在水体中吸附砷，或者在水体中被化学反应转化成其他形态的砷。
3、地下水中砷的迁移和转化地下水中砷的迁移主要是通过以下途径实现的：砷在水体中的迁移和转化主要受到地下水流动速度、岩石和地下水之间的化学作用以及水体成分的影响。
研究表明，地下水中砷主要以重金属氧化物的形式存在，砷在地下水中的浓度受到季节变化、地层埋深等多种因素的影响。
三、砷污染水体中砷的治理在砷污染水体中，针对不同形态的砷，治理方法也不同。
微生物地球化学及其研究进展陈骏;姚素平;季峻峰;张传伦;李一良【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2004(50)6【摘要】本文阐述了微生物地球化学的发展历程及微生物地球化学近期的研究进展.微生物可以促进许多地质地球化学过程,微生物地球化学作用主要表现在对岩石和矿物风化、元素迁移和聚集、有机质降解以及矿床形成等方面;还表现在部分控制大气成分,参与有机物和无机物循环并影响其全球分布,从而对地球形成以来物质在上部岩石圈、水圈和大气圈中的分布起到了重要的控制作用.微生物地球化学的成果已经从根本上修正了地球科学的核心观点,它的发展必将对地球科学和生命科学的发展起到重要的促进作用.【总页数】13页(P620-632)【作者】陈骏;姚素平;季峻峰;张传伦;李一良【作者单位】南京大学地球科学系表生地球化学研究所,210093;南京大学地球科学系表生地球化学研究所,210093;南京大学地球科学系表生地球化学研究所,210093;Savannah River Ecology Laboratory and Marine Sciences Department,University of Georgia,USA;Savannah River Ecology Laboratory and Marine Sciences Department,University of Georgia,USA【正文语种】中文【中图分类】P618【相关文献】1.现代生物地球化学研究进展——《地球化学论文集》第8卷导读 [J], 罗绪强;张桂玲2.海洋病毒在海洋微生物群落及生物地球化学循环中的作用研究进展 [J], 李升康;李传标3.2011—2020中国应用地球化学研究进展与展望之生态地球化学 [J], 夏学齐;龚庆杰;徐常艳4.第四届全国实验矿物岩石地球化学学术讨论会暨实验地球化学研究进展与展望研讨会纪要 [J],5.微生物对砷的地球化学行为的影响——暨地下水砷污染机制的最新研究进展 [J], 洪斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微生物修复技术在地下水污染防治中的应用研究地下水是人类饮用水的重要来源，但由于人类活动、工业废水和农业排放等原因，地下水污染日益严重。
传统的清洁技术往往成本高昂且效果有限，因此，寻找一种经济有效且环境友好的污染治理技术势在必行。
微生物修复技术作为一种生物治理方法，近年来备受关注，并在地下水污染防治中发挥了重要作用。
本文将重点探讨微生物修复技术在地下水污染防治中的应用研究。
微生物修复技术是一种利用自然界存在的微生物来降解和清除污染物的方法。
微生物在地下水污染的修复中具有以下优势：首先，微生物是自然界中广泛存在的，可以通过合理调控其数量和类型来适应不同污染环境。
其次，相对于传统的物理和化学方法，微生物修复技术更加经济有效，可以降低清洁成本。
此外，微生物修复技术能够实现污染物的完全降解，而非仅仅是转化为其他形式。
这些优点使得微生物修复技术在地下水污染防治中被广泛应用。
在地下水污染防治中，微生物修复技术主要通过三个重要的途径发挥作用：生物降解、生物吸附和生物转化。
生物降解是指利用微生物降解能力，将有机物污染物转化为无机物或其他无毒物质的过程。
例子包括利用微生物降解有机溶剂、石油类化合物和农药等物质。
生物吸附是指利用微生物表面的特殊吸附能力，使污染物物质附着在微生物细胞表面，或进入细胞内部并在其中转化。
生物转化是指微生物利用可降解污染物为可利用的能源，并将其转化为有用的产物。
微生物修复技术的研究和应用已经取得了一些重要的成果。
例如，在有机物污染防治方面，研究人员利用厌氧微生物修复技术成功降解了多氯联苯和多氯二苯醚等有机污染物。
此外，微生物修复技术也被用于处理水银、重金属和放射性核素等无机污染物。
研究人员通过调控微生物的产物代谢途径和毒物抗性途径，提高了对这些无机污染物的处理效果。
然而，微生物修复技术在地下水污染防治中还面临一些挑战。
首先，微生物的生存环境需要一定的条件才能发挥作用，例如适宜的温度、pH值和氧气含量等。
中国关于砷的研究进展引言砷是一种具有潜在毒性的元素，其在地球上的分布广泛且具有多种物理和化学形态。
由于人类活动的影响，环境中砷的污染问题日益严重，对人类健康和生态环境构成威胁。
中国作为世界上人口最多和工业化的国家，研究砷的分布、存在形态和测定方法等具有重要意义。
本文将综述中国在砷研究领域的最新进展。
研究现状近年来，中国在砷的研究方面取得了显著成果。
通过对全国范围内的调查和监测，明确了砷在环境中的分布特征和含量范围。
研究发现，由于自然因素和人类活动的影响，部分地区土壤、水源和农产品中砷的含量较高，可能对人类健康产生影响。
测定方法和技术方面，中国学者不断探索和实践，提出了许多快速、准确的方法。
例如，利用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等先进技术，实现了对环境样品中砷的准确测定。
这些方法不仅提高了砷的检测灵敏度和准确性，而且降低了分析时间和成本。
研究方法在砷的研究方法上，中国学者进行了大量创新和实践。
其中，湿法化学分析是常用的传统方法，包括氢化物发生-原子荧光光谱法、氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法等。
这些方法具有较高的灵敏度和准确性，但分析时间较长，需要使用大量有毒试剂。
气相色谱法是一种分离和分析有机化合物的常用技术，可用于环境中有机砷的测定。
该方法具有高效、灵敏、选择性好等优点，但需要针对不同有机砷化合物进行前处理。
电化学分析法是一种在环境分析中应用广泛的方法，具有快速、简便、灵敏度高等优点。
中国学者利用电化学分析法实现了对环境中无机砷和有机砷的同时测定，为环境监测提供了新的工具。
生物传感器法是近年来发展迅速的一种新型分析技术，通过将生物分子识别元素与电化学或光学信号转换器结合，实现对特定污染物的快速、灵敏测定。
中国学者成功研制出针对无机砷和有机砷的生物传感器，为环境监测提供了新的思路。
研究成果通过深入研究和探索，中国学者在砷的研究方面取得了丰硕成果。
研究明确了砷在环境中的分布特征和含量范围，深入探讨了砷在环境中的存在形态和迁移转化规律。
第21卷第1期2006年1月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.1J a n.，2006文章编号：1001-8166（2006）01-0077-06微生物对砷的地球化学行为的影响———暨地下水砷污染机制的最新研究进展*洪 斌（中国医学科学院医药生物技术研究所，北京 100050）摘 要：砷在自然界中广泛存在，近年来砷污染对人类健康造成的危害越来越引人关注。
微生物在自然界中长期与砷共存，进化出不同的生物转化机制，在自然水体中微生物主要参与砷的不同氧化价态之间的转化过程，即A s（V）和A s（I I I）之间的氧化还原作用。
砷酸盐异化还原菌（D i ss i m il a t o r yA rs e n a t e-R e s p i r i ng P r o k a r yo t e，D AR P）可以将A s（V）还原为A s（I I I），化能自养亚砷酸盐氧化菌（C h e m o a u t o t r o ph i c A rs e n it e O x i d i z e r，C A O）和异养亚砷酸盐氧化菌（H e t e r o t r o ph i c A rs e n it e O x i d i z e r，H A O）可以将A s（I I I）氧化为A s（V）。
这些砷代谢微生物在分类和代谢能力上都具有很大的多样性，它们广泛参与了砷的生物地球化学循环的关键步骤，对特定环境条件下砷的地球化学行为产生重要影响，进而参与了砷的全球循环。
在盐碱湖莫诺（M o no）湖中砷的不同价态分层存在，C A O与D AR P的紧密偶联共同参与了莫诺湖中的砷的地球化学循环。
在孟加拉三角洲的地下含水层中，微生物参与了将砷从固相迁移到水相的关键步骤，最终导致了地下水中的砷污染。
关 键 词：砷；地球化学循环；微生物中图分类号：P593 文献标识码：A 公元1250年A l b e r t us M ag nus发现的砷元素在元素周期表中位于第33位，是一种类金属，广泛存在于岩石圈、水圈和生物圈［1］，其含量在地壳中为第20位，海水中为第14位，在人体中为第12位［2］。
砷是一种有毒元素，其毒性（如砒霜）早在2000多年前就被人们所认识和利用。
它还是一种致癌物质，长期饮用高砷水会导致慢性砷中毒和癌症等疾病［3］。
研究表明，与人类活动造成局部地区的砷污染不同，自然界中的砷在全球范围的地下水中广泛存在，对人类健康造成的危害更引人关注。
近年来，过度开采地下水在印度和孟加拉地区已经造成了严重的砷中毒事件，至今威胁着大约3600万人口的生命与健康［4］。
饮用水的砷污染事件还先后在阿根廷、印度、美国、中国台湾及其他地区出现，成为一个全球性问题［2］。
世界卫生组织建议将饮用水中砷的最高限度由原来的50μg/L降为10μg/L，日本、美国和欧盟已率先采用了这一标准，然而大多数发展中国家尚未采用这一标准［3］。
目前仅在亚洲至少仍有5000万人饮用着超过50μg/L的砷含量的地下水［4］，因此迫切需要长期的、价格低廉的、可持续的砷污染治理方案，而对高砷地下水的形成机制的了解是地下水砷污染治理的前提。
近年来的研究显示，自然界中砷代谢微生物广泛参与了砷的生物地球化学循环，不但影响着现在环境中砷的地球化学行为，而且可能对早期地球的环境形成作出过贡献。
越来越多的证据表明，细菌对砷的氧化还原作用在地下水的砷迁移过程中起着关键作用［5］。
因此阐明微生物在砷的生物地球化学循环中的作用将使人们能够深入了解自然界中砷的转化、迁移、固定等过程，从而进一步阐明地下水中砷污染的形成机制。
1 微生物在砷的生物地球化学循环中的作用砷在自然界可以4种氧化价态存在：A s（-I I I），* 收稿日期：2005-03-17；修回日期：2005-07-18. 作者简介：洪斌（1969-），女，江苏南京人，研究员，主要从事微生物分子生物学研究. E-m a i l：b i nhong 69＠h o t m a i l.c omA s（0），A s（I I I）和A s（V），其中元素砷很少存在。
在自然水体中无机砷主要以A s（I I I）和A s（V）的形式存在，存在形式主要取决于水体的氧还电位和pH［6］。
在氧化条件下，如在水体的表层，主要是以A s（V）的形式存在，在还原条件下A s（I I I）是热力学稳定的形式。
另外，在天然水体中还有一些有机砷化合物存在，如甲基胂酸（M o n o m e t h y l a rs o n i c A c i d，M M A A）、二甲基胂酸（D i m e t h y l a rs i n i c A c i d，D M A A）和三甲胂乙内酯（A rs e n o b e t a i ne）［7］。
微生物在自然界中广泛参与各种元素的物理、化学和生物化学反应，进而影响诸多元素的迁移转化。
尽管砷对人类健康有严重危害，但是自然界某些微生物却能够长期生存在砷含量较高的环境中，有些原核生物（细菌），包括真细菌（B a c t er i a）和古细菌（A rc ha e a）甚至能够利用砷的氧化还原价态的转化来获得生存的能量。
无机砷还可以被细菌、真菌、酵母等微生物甲基化为M M A A和D M A A等有机砷化合物，以及有毒气体三氢化砷（A s H3）及其甲基化衍生物［8］。
在淡水和海水中，一些微生物可以将D M A A转化为更为复杂的有机砷化合物如三甲胂乙内酯和含砷脂质等［9］。
总之，微生物在自然界中长期与砷共存，进化出不同的生物转化机制，主要包括A s（V）的还原、A s（I I I）的氧化和砷的甲基化。
微生物参与自然水体中砷的不同形式之间的转化过程，主要是A s（V）和A s（I I I）之间的氧化还原作用［10］，一些无机和有机的砷化物均可被微生物氧化或还原。
尽管从生化反应的角度A s（0）和A s （-I I I）之间的氧化还原也可以产生能量，但尚未发现可以利用这一能量的微生物，因此，从生态学的角度，参与砷的生物地球化学循环的微生物主要包括将A s（V）还原为A s（I I I）和将A s（I I I）氧化为A s （V）的原核生物，前者指砷酸盐异化还原菌（D i ss i m-i l a t o r y A rs e n a t e-R e s p i r i ng P r o k a r yo t e，D AR P），后者包括化能自养亚砷酸盐氧化菌（C h e m o a u t o t r o ph i c A rs e n it e O x i d i z e r，C A O）和异养亚砷酸盐氧化菌（H e t e r o t r o ph i c A rs e n it e O x i d i z e r，H A O）［5］。
D AR P具有将A s（V）还原为A s（I I I）的能力，它可以将A s（V）作为厌氧呼吸的电子受体，并利用还原过程获得的能量来生存，在还原A s（V）的过程中可将其它有机物或无机物氧化。
自首例A s（V）的还原细菌发现［11］至今虽只有10余年的历史，从沉积物、河流、湖泊、热泉、地下含水层、金矿和动物的胃肠道中至少已分离到20多个D AR P菌株［12］。
所有已知的A s（V）还原细菌除了A s（V）以外还可以利用其他电子受体来生长，如D es u lf o t o m a c u l um a u-r i p i gm e n t um和D es u lf o m i cr ob i um s t r a i n B e n-R B也能利用硫酸盐的还原获得能量来生存。
S u lf u r o s p i r i l-l um b a r n es i i最“多才多艺”，除了砷酸盐外它还可以还原硒酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、延胡索酸盐、Fe （I I I）、硫代硫酸盐、元素硫、二甲亚砜（D M SO）等［13］。
这些微生物代谢能力的多样性是其重要的生态学特点，同时也反映了自然界（包括地下水）中砷与硫、铁和硝酸盐的相互作用。
C A O将A s（I I I）的氧化与氧或硝酸盐的还原偶联起来，可以从A s（I I I）的氧化过程中获得能量，并将获得的能量用于将C O2固定为细胞的有机碳并进行生长。
H A O在呼吸氧时可以将A s（I I I）氧化为A s （V），却不从A s（I I I）的氧化过程中获得能量，而是以有机碳作为能量的来源，可能是作为细菌的一种砷解毒机制，因为A s（V）的毒性低于A s（I I I）［5］。
研究表明，自然界中大多数环境条件下A s（I I I）的氧化主要由A s（I I I）的氧化细菌参与和驱动的，砷的非生物（化学）氧化过程是很缓慢的，如细菌T h er m us 氧化A s（I I I）的速度比非生物氧化速度高100倍［14］。
首例A s（I I I）氧化细菌（B a c ill us a rse n ox i-d ans）报道于1918年；截止目前，已发现了至少9个属的30多个菌株可以氧化砷［5］，它们大多是H A O，也有一小部分是C A O。
这些原核生物无论是在分类上还是在代谢能力上都具有很大的多样性，它们参与了砷的生物地球化学循环的关键步骤，对特定环境条件下砷的地球化学行为产生重要影响，进而参与了砷的全球循环。
2 砷的全球循环与碳、氮、氧、硫等元素一样，砷也有其自己的全球循环（图1）［7］，微生物参与了这个循环的多个环节。
地表砷的最终来源是岩浆活动［15］，即地球深处（地幔或地壳）的岩浆在侵入或喷出地表的过程中，将砷由地下迁移到地表。
人类活动也会导致环境中（包括水体）砷含量的增高，主要包括煤的燃烧、金属冶炼和半导体工业等。
通过岩石风化、冶金废气及生物甲基化（产生气体如（C H3）3A s）等过程进入大气中的砷，部分被吸附于固态颗粒物上沉降回地表，部分被雨水搬运进入地表水体（河流、湖泊和海洋）中，进行吸附、氧化还原及水生生物的富集和转化作用。
沉积物和地下水中的砷也会在微生物的参与下被氧化或还原，从而被转化、固定或迁移，如从含砷的岩石中迁移出的砷会导致地下水中砷含量的87 地球科学进展 第21卷图1 砷的全球循环F i g.1 T h e g l o b al a rse n i c g e o c y c l e增高（详见3.2节）。
未污染的淡水中砷的含量一般在1～10μg/L，而海水中砷的含量一般在1～8μg/L，其中砷酸盐和亚砷酸盐的比例介于0.1∶1和10∶1［2］。
在海洋中，只有很小一部分砷是以可溶形式存在于海水中，海洋生物主要是浮游植物和海藻将无机砷转化为有机砷化合物（如M M A A或D M A A），然后被海洋动物通过食物链积累。
