砷元素形态分析现状与发展
- 格式:doc
- 大小:345.50 KB
- 文档页数:6
关于砷污染治理的思考摘要:本文首先分析了砷的存在形态、毒性及其污染现状,然后对砷污染的治理及预防措施进行了研究,并对饮用水处理的工艺改进进行了分析,具有较强的意义和价值,供参考。
关键词:砷;毒性;污染;对策;预防措施目前,环境砷污染问题已受到世界各国的普遍关注,矿山开采,含砷的工业废水、废气、废渣的排放以及高砷煤矿废水灌溉等引起的一切砷污染问题亟待解决,探索行之有效的砷污染治理措施已成为众多专家学者的一项重大研究课题。
了解目前的砷污染状况,并提出相应的治理对策,对砷污染机理研究具有一定的意义。
金属的冶炼、含砷工业品的生产,如陶瓷、制革、玻璃等以及含砷农药的使用,使得砷进入到土壤环境,并通过一系列的食物链对人类健康造成了严重威胁。
为了对综合治理环境中的砷污染提供理论依据,笔者从砷的毒性、砷在环境中的污染状况,砷污染治理的物理法、化学法和生物法等方面进行了概述。
1砷的存在形态、毒性及其污染现状1.1存在形态自然界中砷的主要来源有自然源和人为源2种,其主要存在形态与某些矿藏有关,如硫化物的矿藏。
砷有无机态和有机态2种形态,其存在形态决定了毒性大小。
在天然水体中,以亚砷酸(As3+)和砷酸(As5+)为主,有机砷主要有甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、三甲基砷酸(TMA)。
一般情况下,在氧化环境中,砷多以稳定的As5+形式存在,而在还原条件下则以As3+为主导。
研究表明,无机砷在进入人体后,经一系列的代谢过程后,主要以二甲基砷酸盐(DMA)的形式排出,约占代谢总量60%~80%,有约10%~20%的以甲基砷酸盐(MMA)形式排出,约10%~30%的直接以无机砷的形式排出。
说明,无机形态的砷经过人体的机能转化,将毒性大的无机砷转化为毒性很小的有机砷,这似乎是一种解毒过程。
但事实是否如此,还有待进一步研究。
1.2毒性砷的形态决定其毒性大小。
一般As3+的毒性大于As5+,尤以砷化氢气体(AsH3)的毒性最大。
海藻中砷的含量,分布及化学形态的研究近年来,随着人类活动的不断加剧,海洋中重金属污染问题普遍存在。
其中,砷通过水溶液、飞沫、营养盐,以及燃烧等方式被彻底排放到水体中,并和海藻一起,形成了对环境和生物急剧危害。
因此,对海藻中砷的含量、分布及其化学形态进行研究,对于揭示砷污染物质在环境中的运输路径和影响、及时采取相应的措施,具有重要的环境保护意义。
一、海藻中砷的含量1、含量分布砷在海藻中的含量是多种因素的结果,包括海域的营养状况、水量及植物体内的降解还原反应等,对砷的含量有显著影响。
具体而言,砷的含量是随有机质浓度的增加而增加的,而有机质浓度又与水深和陆源泥沙有关,这表明海藻中砷含量具有一定的空间显著性和季节性,其含量分布与海域特性有很强的相关性。
2、影响因素受污染物来源的影响,海藻中砷含量显著高于富营养化海域。
海水和海藻中砷的质量平衡受营养物质积累、光合作用和大气降水以及砷的迁移性和代谢方式的双重影响。
另外,有机质、热量以及无害污染物的存在,也会影响砷的含量。
二、海藻中砷的分布1、在水相中的分布海洋中砷的分布受到水温、溶解性、pH值、对电荷和有机质等因素的影响,砷在水中以氯化和硫酸根形式存在,其主要形式为价态砷,即H3AsO4和H2AsO4^-。
随着水温的升高,H3AsO4和H2AsO4^-分别转变成HAsO22-和HAsO32-,而砷的含量会减少。
2、在沉积和生物物质中的分布从自然界不同层面来看,砷在溶解物生物物质体中有较高的积累和低的浸入,另外在沉积物生物物质体中也可以看到较高的积累和较高的浸入,但与溶解物不同的是,沉积物砷的分布存在明显的区域差异。
而海藻体内所含砷量,受砷污染物质类型,外部环境水流,海藻体内细胞渗透性等因素共同影响。
三、海藻中砷的化学形态1、在溶解物中的形态溶解物中的砷一般以H3AsO4或H2AsO4^-的形式存在,其中H3AsO4在酸性条件下更容易形成,越酸性的水体,H3AsO4的含量越高;当水体处于中性条件或碱性时,H2AsO4^-的比例可明显增加。
铜电解过程中砷存在形态的研究及其控制实践1. 绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 研究目的和意义2. 铜电解过程中砷存在形态的研究2.1 砷在铜电解过程中的来源和存在形态2.2 砷的存在形态分析方法2.3 砷在铜电解过程中的变化规律研究3. 砷污染控制技术的选择及应用3.1 砷污染控制技术的种类及优缺点3.2 砷污染控制技术的选取依据3.3 砷污染控制技术在铜电解过程中的应用4. 砷污染控制方法的效果评价4.1 砷污染控制方法效果评价的指标及其评价方法4.2 砷污染控制方法效果实验设计4.3 砷污染控制方法效果实验结果分析及评价5. 结论和展望5.1 主要结论5.2 存在问题和展望5.3 建议和改进方案参考文献第一章绪论1.1 研究背景和意义铜及其合金作为重要的工业材料,广泛应用于各个领域中。
铜电解是铜的一种常用制备工艺,其生产过程中存在大量的环境污染问题,其中砷污染是其中一个严重的问题。
砷是一种有毒有害的元素,其对人体及环境的危害性已经引起了普遍的关注。
在铜电解生产过程中,砷可以通过原水和电极材料加入,进入电解液中,同时也可能在电解过程中生成。
因此,研究铜电解过程中砷存在形态、分布规律和污染特点等方面的问题,对于制定有效的砷污染防控措施、降低砷污染产生的风险、保障生产环境安全等具有重要的意义。
1.2 国内外研究现状国内外学者对铜电解过程中砷污染的研究主要集中在以下几个方面:(1)砷在铜电解过程中的分布规律、存在形态和转化行为等方面的研究。
如美国研究人员Johnson等通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段,研究了电解液中不同砷化物的结构、形态和分布规律,从而探讨了砷在铜电解过程中的相互作用及其动力学行为。
(2)砷污染防控技术的探索与实践。
国内外研究者通过引入新的电解液配方、优化工艺参数、采用膜分离技术、重金属复合化学处理、生物吸附等多种技术手段,成功地实现了铜电解过程中砷污染的防治。
环境砷污染的调查报告推荐6篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的经典范文,如调研报告、工作方案、合同文本、规章制度、条据文书、策划方案、心得体会、教学资料、作文大全、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of classic sample essays for everyone, such as research reports, work plans, contract texts, rules and regulations, documentary evidence, planning plans, reflections, teaching materials, essay summaries, and other sample essays. If you want to learn about different sample essay formats and writing methods, please stay tuned!环境砷污染的调查报告推荐6篇调查报告详细描述了调查的设计、样本选择、数据收集方法等,调查报告可能会附带附件,包括补充数据、证据或相关文件,以下是本店铺精心为您推荐的环境砷污染的调查报告推荐6篇,供大家参考。
作者简介:任智泉,男,1970年12月出生,1993年毕业于山西大学,工程师,030009,太原市新建路475号收稿日期:2005-12-05●百业科技砷化学形态分析研究进展任智泉(太原市自来水公司)摘 要:文章总结了近年来砷形态和痕量分析研究进展,包括分离、测定方法的进展情况。
关键词:砷;形态;痕量分析中图分类号:O613.63 文献标识码:A 文章编号:1004-6429(2006)02-0088-02 砷及其化合物有强烈的毒性和致癌性,同时砷元素能以多种化合物的形式存在,最常见的砷化合物有:亚砷酸、砷酸、一甲基砷酸、二甲基砷酸、砷甜菜碱和砷胆碱;此外还有砷糖、砷脂类化合物等。
由于不同形态的砷的毒性差异较大,在砷分析中形态分析特别重要,砷的形态分析也就是分离富集鉴定和测定各种砷化合物的分析方法,目前对环境样品的有毒有害元素的测定已从“总量”转向“形态”,元素化学形态分析是热门课题之一,笔者综述了近年来砷形态分析的研究进展。
1 砷的富集及形态分离1.1 氢化物发生法由于NaBH 4或K BH 4具有较强的还原性和较高的选择性,各形态砷都可以在不同酸度下选择性的还原为砷氢化合物,故该法至今仍在砷富集和形态分离中应用较多。
早期常将各种砷化合物经NaBH 4还原为相应砷氢化合物,再将试液吸收后光度法进行测定。
近年来,许多报道是将氢化物发生法与原子吸收光谱,原子荧光光谱,等离子电感耦合原子发射光谱,等离子质谱,色谱联用进行砷的富集及砷的形态分析。
1.2 色谱法气相色谱法和液相色谱法均可分离砷形态。
由于至今仍没有一种好的气相色谱衍生法能使各种砷形态同时被衍生成低沸点化合物,使得该法在砷形态分离上受到限制。
因此近年来利用气相色谱法分离砷形态的较少。
液相色谱用于砷的形态分析比气相色谱更有优势,首先样品不用衍生,经过简单处理后即可直接进入色谱柱;其次液相色谱可以选择众多的固定相和流动相作为分离介质,可根据所要分析的形态的性质选择适当的色谱体系。
食品和饲料中砷的形态分析研究进展刘成新肖志明邓涛贾铮田静樊霞(中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,农业部农产品质量安全重点实验室,北京100081)摘要:不同形态的砷毒性差异很大,食品和饲料中砷元素形态检测十分重要。
本文从样品前处理、形态分离、含量测 定等方面介绍了砷形态分析的研究进展,为进一步建立食品和饲料中砷的形态分析新方法提供参考。
关键词:砷;形态分析;食品;饲料近年来,随着人们逐渐增强的健康和环保意 识,社会各界对农畜产品和食品的安全问题给予了 高度关注,健康、科学、营养的食品和环保、高 效、安全的畜禽饲料已成为国内外研究与开发的重 点。
微量元素作为一类饲料添加剂,对于人和动物 生长发育和调节动物机体神经体液机制以及免疫反 应有着十分重要的生理功能,其研究及应用长期以 来一直是人与动物营养领域研究的热点课题。
同一 种微量元素或重金属普遍存在着不同的形态,元素 的毒性和生物活性,不仅与其总量有关,更大程度 上由其形态决定,不同的形态其毒性及可利用性不 同[1〜3]。
元素对生物体和生命系统发挥特定作用仅 限于其在特定的浓度范围及一定的存在形态[4〜\ 如有机铅毒性比无机铅大,并能在海洋生物体内积 累,进而危害人类健康[6]。
C P是人体必需的一种 微量元素,而Cr^则能引起急性、慢性中毒,其毒 性约等于C f的100倍,具有致癌、致突变的作用[7〜8]。
无机态的铝比有机铝毒性要高[9]。
锑及其化合 物的理化性质、毒性大小取决于锑的氧化态及其结合 体,无机锑化合物毒性较有机锑大[10]。
然而,目前在 进行元素的营养或毒理学评价时,通常不区分元素 的赋存形态,往往是将两种或多种不同形态的元素 当作一种来处理,没有考虑到不同形态之间的构型 转化或不同的代谢途径,因此使得传统上对其营养 或风险评估是不可靠的,即在进行元素的毒性毒理或营养评价时所得到的数据是不完全真实的。
砷(As)作为类环境金属元素,广泛存在于 自然界。
砷的存在形态和毒性、饮料及其他食品中砷的限量与来源一、砷的存在形态及毒性1、砷的毒性及对人体的危害在食品安全方面,砷元素被认为是一种有毒有害元素,一直是人们关注的重点。
低剂量的无机砷如果被长期摄入,虽然不会产生急性中毒反应,但对身体健康还是有很大的威胁,容易引发皮肤癌、膀胱癌、肾癌等疾病。
砷和癌之间的关系,现已成为地方病调查和临床诊断等领域研究的热点问题。
2、砷的存在形态及毒性科学研究发现,砷元素以许多不同化合物的形式存在。
空气、土壤、沉积物和水中发现的主要砷化物有亚砷酸盐、砷酸盐等无机砷和一甲基砷和二甲基砷等简单烷基化有机砷。
海产品中则主要以砷甜菜碱和砷糖等结构较为复杂的有机砷形式存在。
不同的砷形态具有不同的物理及化学性质,特别是其毒性依赖于其化学形态。
砷的无机化合物一般具有毒性,随化合价和结合基团不同,其毒性依照砷化氢、三氧化二砷(俗称砒霜)、亚砷酸、砷酸的顺序依次减小,食物或水中的无机砷(如亚砷酸根)进入人体之后,能与带巯基的酶生成稳定的螯合物,使得很多生物酶的活性降低或消失,严重干扰细胞的生物功能、结构和正常代谢;而砷的有机化合物毒性一般比无机砷要小得多,甚至有些烷基化程度较高的有机砷化合物,如砷甜菜碱、砷糖等,几乎没有毒性。
砷是高度毒性的元素,其毒性取决于砷的化学形式。
过去一般公认无机砷(iAs)比甲基化砷化合物的毒性大,据2000年世界卫生组织相关研究报道,三价的甲基化砷化物毒性远远大于无机砷,因此砷的形态分析成为非常重要的课题在环保、食品检验检疫行业开展了深入的研究。
美国EPA将冷阱−还原蒸汽−原子吸收法推荐为四种毒性较高的砷的形态分析的标准方法【有毒性的砷的形态:As(III) - As(V) – MMA – DMA】。
“砷和砒霜并不一样,砒霜是三氧化二砷,是一种砷的化合物,不该将砷与砒霜划等号。
现行的技术主要是使用原子荧光来进行砷的检测,区别总砷和无机砷的,主要是前处理方法的不同。
砷污染治理市场需求分析1. 引言砷主要通过自然地下水循环进入水源中,成为供水安全的主要威胁之一。
砷污染已成为全球范围内的环境问题,因此砷治理市场需求也不断增长。
本文将对砷污染治理市场需求进行分析,以便为相关企业和政府制定合适的政策和战略提供参考。
2. 砷污染治理市场概览砷污染治理市场是针对砷污染水体的治理和修复市场,包括水源污染治理、土壤和地下水修复等领域。
随着砷污染加剧和严格的环境监管要求,砷污染治理市场需求快速增长。
据研究机构预测,砷污染治理市场规模将继续扩大。
3. 市场驱动因素砷污染治理市场的需求增长受到多方面因素的驱动:3.1 环保管制力度加大随着对环境保护意识的提高,各国对砷污染治理的监管力度逐渐加大。
环保法律法规的制定和执行促使企业和政府加大对砷污染治理的投入。
3.2 城市化进程加速随着城市化进程的加速,水资源供应的需求日益增加。
这促使城市对砷污染治理技术和设备的需求增加,以保证供水安全。
3.3 健康意识增强砷污染对人体健康产生严重影响,这增强了公众对砷污染治理的需求意识。
政府和企业积极响应,加大对砷污染治理技术和设备的研发和投入。
4. 市场发展机会随着砷污染治理市场需求的增长,相关企业可以抓住以下市场发展机会:4.1 技术创新与研发砷污染治理技术的不断创新和研发成为相关企业的发展机遇。
研发和应用高效、低成本的砷污染治理技术将能够满足市场需求并获取更多市场份额。
4.2 合作和联盟砷污染治理市场需要跨学科、跨行业的合作与联盟。
相关企业可以与科研机构、咨询公司等建立合作关系,共同开展技术研发和市场拓展。
4.3 市场细分和定位由于砷污染治理市场需求的多样化,相关企业可以通过市场细分和定位来满足不同客户的需求。
例如,针对农村地区的砷污染治理需求,企业可以开发适用的小型治理设备和技术。
5. 市场挑战砷污染治理市场的发展也面临一些挑战:5.1 技术难题砷污染治理技术的研发和应用面临一些挑战。
例如,高效的砷去除技术研发和大规模应用仍然存在一定困难。
海藻中砷的含量,分布及化学形态的研究
砷是一种重要的环境污染物,它的污染可能会对人类和地球上的生物群落产生严重的影响。
海藻是沿海地区一类重要的生物组成部分,同时也是有机物和无机物离子的重要载体,来研究砷在自然界中的分布和迁移特征非常重要。
本文将对海藻中砷的含量、分布和化学形态进行综合研究。
研究结果表明,同砷相关的海藻中砷含量变化很大,其中主要包括悬浮物、植物、沙滩表面和海质里的海藻。
在悬浮物中,海藻的砷含量可达到15.84 mg/kg,而植物、沙滩表面及海质里的海藻砷含量仅有0.23-1.73 mg/kg。
海藻对砷的无机形态吸收能力很强,在悬浮物中,有机砷的占比不超过1.38%,然而,植物、沙滩表面及海质
里的海藻中,有机砷的占比可达到20.5%。
另外,本文研究发现,海藻对不同砷形态和水溶性吸收能力也是不同的,在悬浮物中,砷相对富集率最高为氧化砷,占比达50.9%,而生物有机砷的相对富集率仅有2.5%左右;而在植物、沙滩表面和海质里的海藻中,有机砷的相对富集率可达到60.3%,氧化砷的相
对富集率仅有2.3%左右。
综上所述,海藻是砷在自然界中重要的分布和污染物迁移、转化的重要载体,海藻中砷的分布、含量和化学形态也是不同的,这可以为我们了解砷在海洋中的分布、迁移、转化及它对海洋环境的污染和影响提供重要的参考依据。
本文研究了海藻中砷的含量、分布及化学形态。
结果表明,同砷
相关的海藻中砷的含量变化很大,随着砷形态的不同,海藻中砷的富集情况也不尽相同。
海藻因其能够吸收大片的水,这使得它成为海洋环境中重要的砷污染物迁移和转化的载体,对于我们了解砷的自然状态和对环境的影响具有重要的指导意义。
河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态分析
河套平原位于我国黄河下游上,是一个广阔的平原地带,同时也是中国境内砷污染比较严重的地区之一。
砷作为一种有毒重金属,对人体和自然环境都有不良影响。
因此对河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态进行分析,对于了解砷的污染来源和防治措施具有重要意义。
河套平原自更新世晚期开始形成,经历了多次冰期和间冰期的作用,形成了多种不同的沉积物。
沉积物中的砷分布较为复杂,主要存在于固态相中。
据研究表明,河套平原第四纪沉积物中砷主要以异质元素共存的方式存在。
砷在河套平原第四纪沉积物中的赋存形态可大致分为三种,分别是可被轻易释放的水溶态、可在微酸环境中转化为水溶态的铁锰氧化态以及较难被释放的固体态。
其中,水溶态砷的含量较低,主要集中在地下水中;铁锰氧化态砷的含量在沉积物中占比较大,其形成与沉积物中的铁、锰、有机质等有关;固体态砷主要以矿物粒子中的含砷矿物为主,包括辉砂岩、砷硫矿、砒矿等。
研究发现,河套平原第四纪沉积物中的砷主要受到天然因素与人为因素共同影响。
由于该区域地下水含砷丰富,因此人类活动例如采水、农业灌溉等也会导致地下水砷含量的升高。
此外,作为重金属元素,矿山开发、工业污染等人为活动也可能导致河套平原砷的污染加剧。
因此,对于河套平原第四纪沉积物中砷的赋存形态进行分析有
助于科学地制定环境保护措施,并利用化学分析等手段进行针对性的治理。
通过控制砷的来源和减少其释放,保护好河套平原的生态环境。
地下水除砷技术现状与发展摘要:本文介绍了砷对人体的危害以及地下水砷的来源,介绍了目前国内外对除砷常用的技术及其机理,现状,最后还展望了除砷技术今后的发展趋势。
关键词:地下水;砷;环境修复1引言砷是地壳的微量组分,其化合物广泛用于工农业生产和医药。
微量的砷可促进人体新陈代谢,生血润肤。
然而,砷是一种有毒的非金属元素,长期饮用高砷水,会造成砷中毒,主要以皮肤改变为特征,可导致皮肤色素脱失、着色、角化,严重的会诱发皮肤癌,同时还会对心脑血管系统、消化系统、神经系统产生损害。
砷暴露还会阻碍儿童的智力发育,孩童时砷暴露的人群在成年后患肺癌的机会更大。
地下水砷污染是全球饮用水的主要威胁之一,据2010年Fendorf在Science上发表的文章称,目前全世界有超过一亿人存在着饮用砷污染地下水问题,其中受高砷地下水影响的国家主要有美国、德国、中国、印度、孟加拉、墨西哥等,而南亚包括印度、孟加拉、柬埔寨和越南等国家是地下水砷污染最严重的地区•上世纪90年代,孟加拉国因饮用砷污染地下水而爆发大规模的地下水砷中毒,被认为是人类历史上最大的中毒事件。
2地下水中砷的来源2. 1 自然来源由于自然环境条件的变化,使得含砷矿物中的砷释放,以及固定在岩石上的砷解吸而进入地下水中。
砷是一种常见元素,广泛分布于自然界中,在地壳丰度为5 X 10- 6。
它可以与金属或非金属物质结合生成无机或有机砷化物。
目前,已知的含砷矿物有320余种。
最常见的含砷矿物有毒砂(FeAsS)、砷铁矿(FeAs2 )、雄黄矿(As2 S3 )、臭葱石(FeAsO4 • 2H2O等。
在自然条件下,含砷化合物可以通过风化、氧化、还原和溶解等反应,将砷释放到环境中。
从当前对地下水砷污染的研究结果看,地下水中砷污染区域的含水层富含砷化物,是砷污染区域的普遍特点。
含砷化合物中的砷进入地下水是导致地下水中砷浓度升高的主要因素。
大量研究结果表明,地下水普遍处于还原态,砷主要来源于铁的氢氧化物和含砷矿物还原溶解而释放出的。
2023年高纯砷行业市场环境分析高纯砷是高纯度半导体材料,主要用于制造光电子设备、太阳能电池等高科技产业。
随着科技的不断发展,高纯砷的应用场景越来越广,市场需求也逐年递增。
本文将从市场需求、竞争格局、政策环境等多个方面进行分析,探讨高纯砷行业市场环境。
一、市场需求分析高纯砷的主要应用领域是半导体材料和电池材料。
在半导体材料领域,高纯砷主要用于制造高灵敏度的光电探测器、半导体激光器和太赫兹波产生器等装置。
此外,高纯砷还广泛用于制造太阳能电池、微波器件和热电偶等其他领域。
中国是世界上最大的半导体消费市场之一,而高纯砷作为半导体材料的重要原材料,需求量将会随着半导体产业的快速发展而逐渐增加。
以太赫兹技术为例,太赫兹技术已经被广泛应用于安全检测、材料分类和医学成像等领域,高纯砷在太赫兹组件中的应用需求将持续增长。
此外,随着可穿戴设备、车联网、物联网等新兴市场的兴起,高纯砷在相关应用中的需求也将逐步增加。
二、竞争格局分析目前,高纯砷市场竞争格局比较稳定,行业几家头部企业占据了绝大部分市场份额,其中以美国MPP公司、日本三菱材料公司、中国分布在江西、山西等地的几家企业为主。
随着科技的不断进步,市场竞争格局也在不断变化。
在未来几年,国内高纯砷企业将面临来自国内外多方面的竞争。
一方面,国外知名企业将会通过技术领先和市场占有率优势进一步加强自身的市场地位。
另一方面,国内高纯砷企业将会面临着来自优质原材料和产品的进口挑战。
三、政策环境分析高纯砷作为半导体材料,其生产和销售受到国家相关法律法规的监管。
例如,半导体产业发展规划(2016-2020年)已经明确了支持半导体材料产业发展的措施,鼓励加强半导体材料技术的研发和创新,加强半导体材料质量的监管,提高半导体材料产业的自主创新能力。
此外,国家环保政策的实施,也将对高纯砷行业产生影响。
随着环保监管力度加强,高纯砷行业必须要加强环保治理,优化生产工艺,达到环保标准,同时也将推动行业的整体升级和转型发展。
砷的简介元素序号:33元素符号:As元素名称:砷元素原子量:74.92元素类型:非金属发现人:马格努斯发现年代:1250年发现过程:1250年,罗马的马格努斯在由雄黄与肥皂共热时得到砷。
元素描述:有黄、灰、黑褐三种同素异形体。
其中灰色晶体具有金属性,脆而硬。
密度5.727克/厘米3。
熔点817℃(28大气压),在613℃升华。
化合价3和5。
第一电离能9.81电子伏特。
游离的砷是相当活泼的。
在空气中加热至约200℃时,有萤光出现,于400℃时,会有一种带蓝色的火焰燃烧,并形成白色的氧化砷烟。
游离元素易与氟和氮化合,在加热情况亦与大多数金属和非金属发生反应。
不溶于水,溶于硝酸和王水,也能溶解于强碱,生成砷酸盐。
元素来源:主要以硫化物矿形式存在,有雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)、砷黄铁矿(FeAsS)等。
由三氧化二砷用碳还原而制得。
元素用途:用于制造硬质合金;黄铜中含有微量砷时可以防止脱锌;砷的化合物可用于杀虫及医疗。
砷和它的可溶性化合物都有毒。
元素辅助资料:砷在地壳中含量并不大,但是它在自然界中到处都有。
砷在地壳中有时以游离状态存在,不过主要是以硫化物矿的形式存在如雌黄(As2S3)、雄黄(As2S2)和砷黄铁矿(FeAsS)。
无论何种金属硫化物矿石中都含有一定量砷的硫化物。
因此人们很早就认识到砷和它的化合物。
经过分析,在我国商代时期的一些铜器中有砷,有的多达4%。
铜砷合金中含砷约10%时呈现白色,有锡时含砷少一些,也可得银白色的铜。
我国古代劳动人民创造了白铜。
砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和沙虫剂、灭鼠药。
硫化合物具有强烈毒性,今天砷的拉丁名称 arsenium和元素符号As正是由这一词演变而来。
1世纪希腊医生第奥斯科里底斯叙述烧砷的硫化物以制取三氧化二砷,用于医药中。
三氧化二砷在我国古代文献中称为砒石或砒霜。
小剂量砒霜作为药用在我国医药书籍中最早出现在公元973年宋朝人编辑的《开宝本草》中。
环境中砷污染治理的研究现状摘要:近年来,随着人类生产生活活动的不断扩大,由此产生的污染逐渐加重。
其中,砷污染问题一直比较严重,并且具有很强的致癌性,对居民的健康构成更大的威胁。
近年来,砷污染的治理引起了世界各国的广泛关注。
由于砷具有易被生物体吸收的特性,生物修复技术是现阶段砷污染土地使用最多的技术。
本文总结了国内土地砷污染现状,阐述了现有的生物修复技术。
关键词:砷污染;土地;生物修复技术;研究引言:有效的砷检测和污染防治措施已成为众多专家学者的主要研究课题。
了解砷污染的现状并提出相应的处理措施对研究砷污染的机理具有一定的意义。
含砷工业产品的生产以及含砷农药的使用,都会导致砷渗入土壤,最终影响人们的身体健康胁。
基于此,本文总结了环境中砷的污染状况以及砷污染的物理、化学和生物处理方法。
1、我国砷污染现状众所周知,砷具有剧毒和致癌性,直接影响的是人体的中枢神经系统。
此外,长期作用会引起人体内慢性砷中毒,甚至引起肝癌、皮肤癌等特征性疾病,严重损害人体健康。
2、打响砷污染治理保卫战很多人可能不知道砷化合物的毒性,但是提到砒霜,就可以大致了解砷化合物的毒性有多大。
近年来,有关食物中毒的数据也在不断增加,除了意外摄入外,食物中的高含量砷也会毒害消费者。
海洋生物中砷化合物的含量特别高,据说海洋鱼类是海洋生物的“砷库”。
因此,长期食用这些类型的鱼,会增加人们面临患癌症的风险。
然而,目前人们对海洋鱼类中砷的生物蓄积性、砷在食物链中的转运(生物利用度)以及鱼类的转化解毒机制等仍不清楚。
为了解决鱼类安全问题,正在重点研究海洋生物的解毒机制。
砷还原修复剂施用于土壤并加水熟化后,砷还原修复颗粒中所含的氯化铁在土壤环境的作用下迅速释放,生成铁的氧化物或氢氧化物,使土壤中的砷被吸附。
被吸附的砷被配位羟基或表面的配位羟基交换或置换,形成无定形的砷酸铁,从而降低砷的有效状态含量。
由于沸石在氯化铁释放过程中具有较大的比表面积,沸石强烈吸附土壤溶液中残留的砷酸盐和砷酸根离子,降低了土壤中砷的有效含量,使无机物含量进一步降低。
1砷的分布砷是周期表中第四周期、第五族元素,原子序数33,原子相对质量74.92159,在自然界中有着广泛的分布,地壳中砷的含量约为5.5×10-8。
砷在自然界中极少以单质状态存在,主要是以砷化合物方式存在,如雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)、硫砷铁矿(FeAsS)和砷钴矿(CoAs2)等。
世界自然土壤中砷的背景值一般为5~ 10mg·kg-1[1-2],我国土壤砷背景值的监测结果表明,在4093个样品中,砷的算术平均值为11.2mg·kg-1,几何均值为9.2mg·kg-1[3]。
大气圈中含砷的量为0.01~ 1.0μg·m-3,水圈中砷的浓度较低,在5~50μg·L-1之间[4]。
2砷的污染砷的污染主要来自矿山开采、含砷矿石冶炼、以砷为原料的化工生产以及工农业中含砷化合物的使用等。
美国环境保护署(USEPA)把砷定为五大有毒元素之一[5]。
据报道,我国自1956—1984年期间曾发生30余起砷中毒事件[6]。
湖南素有“有色金属之乡”的美誉,由于矿产开采和金属冶炼活动,造成湖南的砷毒土壤中砷含量是世界土壤平均含砷量的8~544倍[7]。
湖南省宜章县生产砒霜的净化池中,水中含砷量达到2000mg·L-1,周围灌溉井水中砷含量为0.9mg·kg-1,高的达8mg·kg-1[8]。
石门县雄黄矿附近的3个村庄土壤中砷的含量为84~296mg·kg-1[9]。
常宁县水口山附近的水稻田中砷含量达到92~840mg·kg-1[10]。
对郴州某砷污染区进行研究,结果表明该地区土壤含砷量为19.5~237.2mg·kg-1,平均为63.9mg·kg-1,比全国平均土壤含砷量高2~25倍[11]。
20世纪90年代末,冷水江市的锡矿区曾经发生过As急性中毒的事故[12]。
曾敏等[13]也报道湖南郴州、冷水江市和石门县雄黄矿附近的土壤和植物受到严重的砷污染。
砷调研报告砷调研报告一、调研背景砷是一种广泛存在于自然界中的元素,其可溶性形式对人体和环境具有严重的危害。
砷中毒是全球性的健康问题,据统计,在200多个国家和地区中,有超过2000万人受到砷中毒的影响。
为了更好地了解砷的现状及其对人体和环境的影响,本次调研旨在对砷进行深入分析和研究。
二、调研目的1. 了解砷的来源和存在形式;2. 了解砷对人体健康和环境的影响;3. 探讨砷污染防治的方法和措施。
三、调研方法本次调研采用了多种方法,包括文献调研、实地调查和专家访谈等。
通过收集和分析相关资料,进一步了解砷的相关知识,并通过实地调查和专家访谈,深入了解实际情况。
四、调研结果1. 砷的来源和存在形式砷的主要来源包括自然界、人类活动和工业排放等。
自然界中的砷主要存在于矿石、土壤和水体中,而人类活动和工业排放则是砷污染的主要原因之一。
砷以无机和有机形式存在,其中无机砷是最具毒性的形式。
2. 砷对人体健康的影响砷对人体健康有广泛的影响,包括急性中毒和慢性中毒等。
急性中毒症状表现为恶心、呕吐、腹泻以及神经系统和呼吸系统的症状;而慢性中毒则会引发多种疾病,如皮肤病、癌症和心血管疾病等。
3. 砷对环境的影响砷污染不仅对人体健康有害,也对环境造成严重的影响。
砷污染会导致土壤和水体的污染,使得土壤无法维持良好的生态平衡,而水体污染则危害水生生物的生存,并对生态系统的稳定性产生影响。
4. 砷污染的防治方法和措施为了防治砷污染,需要采取一系列的措施。
首先是建立相应的法律法规,严格限制和监管砷的排放。
其次,要开展科学研究,加强对砷的监测和评估工作,及时发现和处理砷污染问题。
此外,还需要加强公众的环境保护意识,提倡绿色环保的生活方式。
五、调研结论砷是一种对人体健康和环境具有严重危害的物质。
为了防止砷中毒的发生,我们应该加强对砷的监管和防治工作。
通过建立相应的法律法规和科学研究,以及加强公众环境保护意识的提升,可以有效减少砷污染的发生。
砷元素形态分析现状与发展张新荣清华大学分析中心一、砷元素的形态及其特性砷是一种广泛分布于自然界的元素。
克拉克值为5×10-4,宇宙丰度为4.0。
除发现少量的天然砷外,已知有150多种含砷矿物。
最普通的矿物是:砷化物矿,硫化物矿,氧化物矿,砷酸盐矿。
此外,海水中平均含有1.1 g L-1的砷,在矿泉水、土壤和人体中都有微量的砷。
近年来,由于采煤及其它工业污染,使地下水中砷的浓度不断增加,砷污染已经成为一个潜在的公共卫生问题,亚洲地区特别是孟加拉国地下水的砷污染问题已经受到国际社会特别的关注。
据卫生部的统计,我国目前有11个省的部分地区受到地下水中砷的污染,比较严重的山西、内蒙、贵州等地区已经出现严重的地方性砷中毒。
由于饮用水中含有的砷超过一定限量会引起慢性中毒,因此世界卫生组织规定生活饮用水安全标准为每升含砷不超过0.05毫克。
2001年1月,EPA提出一个新的标准,即生活饮用水标准每升含砷不超过0.01毫克,并决定从2006年起实施,欧盟也计划实行这一标准。
但是,对发展中国家来说,要按照这一新标准控制饮用水中的砷含量尚有一定困难,2004年由世界卫生组织、联合国儿童基金会和世界银行联合在我国太原召开的有关减轻砷中毒为主题的大会上,亚洲各国仍建议延缓启动新标准。
除饮用水外,在所有的生物中都可以检出低含量的砷,海洋动物中存在的高含量砷是人们特别关注的问题。
中华人民共和国农业行业标准(NY5073)规定鱼中无机砷含量不得超过0.5毫克/公斤,其它水产品中含量不得超过1.0毫克/公斤。
这一规定实际存在一定的执行难度,因为国标目前推荐的方法只能测定总量,不能区分砷的形态,而由于鱼和其它海产品中大部分砷是无毒的有机砷化合物,最高可达几十个毫克/公斤,因此,测量结果偏高的现象时有发生。
例如2004年在香港媒体上报道多次的鱼罐头事件,就是因为检出了其中高含量的砷,引起规模超过5亿元的内地鱼罐头产业近来一直不景气。
实际上,国内绝大多数产品并未超标,只是检测方法存在问题罢了。
由此可见,区分砷元素不同形态的检测方法的研究是十分重要的。
在自然界,砷元素可以以许多不同形态的化合物存在,在空气、土壤、沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA),在海产品中则主要以砷甜菜碱(AsB)和砷胆碱(AsC)形式存在。
另外,还有其他更复杂的砷化合物,例如砷糖(Arsenosugars)、砷脂类化合物等。
主要砷化物对大鼠的半致死量LD50(mg kg)分别为:As2O334.5,亚砷酸盐(As III)14,砷酸盐(As V)20,MMA 700-1800,DMA 700-2600,AsC 6500,AsB>10000。
这些数据表明,无机砷的毒性最大,甲基化砷的毒性较小,而AsB、AsC和砷糖常被认为是无毒的。
正是由于各种不同形态的砷具有不同的物理及化学性质,例如各种不同形态的砷具有不同的毒性,因此砷的形态分析才越来越为人们所重视。
由于不同形态砷化物的毒性不同,其在人体内的迁移、转化和代谢规律就与其致毒和去毒的机理有关。
砷在体内的代谢过程一般为:As(III)→As(V)→MMA→DMA→尿排出,而AsB在体内不经任何转变即排出。
这说明As(III)→DMA是主要的去毒过程。
在致毒方面,亚砷酸盐通过阻止含邻位巯基的酶在活性中心作用而表现其急性毒性,而砷酸盐由于其结构与磷酸盐类似,在ATP形成过程中可取代磷酸盐而破坏磷酰化作用。
另外,不同形态的砷化物对农作物生长及产量都有明显的影响。
因此无论对环境样品、食品,还是对从事与砷有关的工作人员或砷中毒患者的体液进行砷的形态分析都是有必要的。
传统方法中,只测定样品中的总砷量,不能给出有关毒性的确切信息。
因此,从正确估计砷对环境及人类的危害角度出发,需要建立一种有效地分离、测试各种形态砷化合物的手段。
另外对于砷在环境中的循环、转化机理的研究也要求对其进行形态分析。
二、分离方法在砷形态分析的初期,一些传统的方法被用于分离或测定各种砷的形态,如蒸馏分离法,共沉淀分离法,单质砷沉淀法,萃取分离法和选择性还原法等。
自从70年末以来,有很多新方法用于此目的。
常用的是气相色谱,液相色谱和毛细管电泳的方法。
1.气相色谱要使不同形态的砷化物适用于气相色谱分离,首先要将它们转化为气态或可挥发的液态衍生物。
这些衍生物要具备良好的挥发性,良好的化学稳定性及热稳定性等优点,而且衍生反应能适用于多种砷形态。
常用于砷形态分析的衍生方法有:氢化物法,二硫代氨基甲酸衍生法,三甲基硅烷衍生法,DMA的碘代二甲基砷氢化物法以及巯基乙酸甲酯(TGM)衍生法等。
在气相色谱中衍生物一般被溶于某一溶剂,然后在液态下进样于色谱柱中。
但是对砷的分离而言,因为氢化物的挥发性太大,不易被萃入溶剂,在实际应用时都是将氢化物发生器与气相色谱系统直接相连,发生的氢化物通过载气被直接带入色谱柱。
二甲基砷化氢可以被萃入甲苯后进入色谱柱,但这种方法对其他砷的氢化物就不合适,如甲基砷化氢挥发性较前者大,用甲苯萃取损失很大,而在低温下(-5℃)二甲基砷化氢,一甲基砷化氢均可被萃入甲苯中。
气相色谱分离后砷的氢化物可直接进入发射光谱,质谱,及原子吸收光谱等测定。
氢化物发生-气相色谱方法的缺点是只能局限于形成氢化物的那些砷的形态分析。
气相色谱分离不同形态砷化物的一些典型的例子包括:(1)Fukui等人[4]利用2,3-二巯基丙醇(BAL)与无机砷和MMA形成络合物,然后在涂有20%SE-30Chromosorb AWA DMCS的气相色谱柱上加以分离,并用火焰光度计检测。
(2)Beckmann[5]利用MMA、DMA与巯基乙酸甲酯形成络合物并在涂有2.5%XE-60 Chromosorb G AW-DMCS柱上将它们分离,用火焰离子化检测器测定,检测限达到10ng/ml。
此方法应用于尿和血样的分析。
(3)Dix等人[6]利用TGM为衍生剂,分离了无机砷、MMA和DMA,并用于尿、血及生物器官提出液的分析,采用火焰离子化检测,最低检测限为100ng/ml。
(4)Henry等人[7]将As(Ⅲ),As(V)和DMA转化成其相应的三甲基硅烷衍生物,并在涂有5%OV-225的Gas-Chrom Q 色谱柱上分离,质谱仪检测。
As(V)和DMA 的检测限为0.1ng,As(Ⅲ)的检测限为1ng。
(5)Daughbrey等人[8]以二乙基二硫代氨基甲酸酯为衍生剂,使之与无机砷,MMA络合生成的低沸点化合物,然后在涂有5%OV-17Anakrom AS 柱上得到分离,热导及火焰电离技术检测,可用于尿样的分析。
气相色谱用于砷的形态分析的关键是需要选择一个好的衍生方法,能够同时使几种重要的砷化物被衍生成低沸点衍生物。
但上述几种衍生方法只对部分砷化物适用,使得该方法在砷形态分析上局限很大。
同时由于气相色谱所必需的衍生反应,操作复杂且易造成玷污,因此近几年逐渐被液相色谱分离的手段所取代。
但是尽管气相色谱具有这些不利因素,由于它本身固有的分离效率高,容易与检测器如原子吸收、原子发射及质谱相联机的优点,气相色谱在形态分析中仍然占有一席之地。
2.高效液相色谱液相色谱用于砷的形态分析有很多优点。
首先,在液相色谱中分析物不必衍生而能直接在室温下分离。
一般样品都以液相存在,如分析水样,尿样,生物器官和组织提取液中的砷形态等,可以经过简单的前处理后直接进样于色谱柱加以分析,这样不仅节约了分析时间,而且能够减少在衍生过程中带来的玷污及各种形态的重排反应和它们之间的相互转化,使得分析数据更加可靠。
其次,液相色谱可以选择众多的流动相作为分离介质,在实验中可根据所要分析的形态的性质选择适当的色谱体系,这使得液相色谱在分离方面具有多样性。
目前在砷的形态分析中一般采用两种分离机理:离子交换机理和反相离子对色谱机理。
(1)离子交换色谱不同形态的砷化物能够被离子交换色谱分离的主要原因是因为这些砷化物在分离条件下大多数是以离子型化合物存在的。
表1列出几种重要砷化物的pKa 值。
表1 几种重要的砷形态的pKa值形态As(Ⅲ)As(V)MMA DMA AsBpKa19.2 2.3 2.6 6.2 2.2pKa2/ 6.88.2//pKa3/11.6///从表1可见,As(Ⅲ),As(V),DMA,MMA和AsB是弱酸或中强酸。
而且pKa值相差也比较大,在适宜的pH条件下均能以阴离子的形式存在。
此外,已经知道AsC只能以阳离子形式存在,DMA和AsB则在一定PH值下可同时以阳离子及阴离子形式存在。
因此可以用离子交换机理来进行分离。
采用离子交换分离时,流动相的优化可依据砷元素在不同pH下的形态分布图为指导。
从图1可以看出,当采用阴离子色谱柱时,pH6是一个理想的条件,在这一pH之下,As III主要以不带电荷的亚砷酸(H3A)形式存在,在阴离子色谱柱上无保留;二甲基砷以HA和A-各占一半的形式存在,因此在阴离子色谱柱上有一定保留;一甲基砷完全以HA-的形式存在,因此在阴离子色谱柱上保留强于二甲基砷;而As V部分已经以HA2-的形式存在,是这几种离子中保留最强的,因此最后流出,从而使这几种砷的形态被相互分离。
由此可见,pH6是采用阴离子色谱柱分离时的最佳流动相条件。
图1 砷元素在不同pH 下的形态分布图图2a,b 是本书作者等采用两种离子交换柱分离不同形态有机砷化合物的色谱图。
从图2a 可以看出,当在pH 为6.0的条件下,四种以阴离子形态存在的砷化合物As (III ),As (V ),MMA 和DMA 获得了很好的分离[9]。
从图2b 可以看出,在较强的酸度下,除MMA 以外,5种有机砷的化合物都能够质子化形成阳离子化合物,因此可用阳离子交换柱分离。
MMA 不保留,因此在死时间流出[10]。
图2a阴离子交换柱分离砷化合物1-As (III ),2-DMA,3- MMA 和4-As (V )500100015002000250030000200400600800Retention time (sec)I n t e n s i t y (c p s )图2b 阳离子交换柱分离1-MMA,2-DMA,3-AsB,4-AsC,5-TMAO,6-TMAs+一般文献报道用阴离子交换机理来分离阴离子型的砷形态,用阳离子交换机理分离阳离子型的砷形态,但将阴阳离子型砷形态同时分离有一定困难。
本书作者等曾采用阴离子交换柱尝试分离As(Ⅲ),As(V),DMA,MMA,AsB和AsC等6个形态的砷化物[11],由于AsC不能以阴离子形态存在,因此在死时间流出,其它5种离子的流出顺序见图3。