一株砷氧化菌的筛选与鉴定

土壤和水体砷污染日益严重,已成为不可忽视的环境问题。修复砷污染土壤和水体是一项极具挑战性的工作,近年来生物修复特别是微生物修复技术日益受到重视。利用微生物使亚砷酸盐[As(Ⅲ)]氧化,是极具潜力的微生物修复技术。从湖北大冶有色金属公司生产废水中分离筛选得到一株砷氧化菌,命名为P11,其可以将As(Ⅲ)有效地氧化为As(Ⅴ)。经鉴定,该菌株为Pseudomonas taiwanensis,在pH值6~9环境下也可以进行繁殖,其中最适生长pH值为7.0;最大As(Ⅲ)耐受浓度为50mmol·L~(-1)。     

铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附研究及其在沼液中的应用

研究了铁锰复合氧化物(FMBO)吸附去除As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的性能。结果表明FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)均具有较好的吸附能力,其饱和吸附量分别为111.10、71.40 mg·g-1。As(Ⅲ)和As(Ⅴ)是通过与FMBO表面的Fe—OH基团进行交换并形成内层络合物的形式被FMBO吸附,且As(Ⅲ)的吸附是吸附和氧化共同作用的结果。另外,沼液中共存离子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附有不同的影响。Zn2+能够增加FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量,且增加幅度随着Zn2+浓度的增加而增加;磷酸根对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附有明显的抑制作用,当磷与砷的分子摩尔比为1时,FMBO对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附量分别降低了34.70%、31.50%;但是有机物(腐殖酸、动物蛋白及尿素)对FMBO吸附As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的影响不大。利用FMBO对实际沼液中的砷进行吸附,结果表明砷的去除率平均达到65%左右,使吸附后某些沼液中砷的浓度达到生活饮用水标准和地表水排放标准。因此,将FMBO用于砷污染的沼液及水体的治理具有很好的应用前景。     

砷的还原热力学及纳米零价铁除砷初步探究

基于工业废酸废水的处理现状,提出在溶液体系直接还原沉淀单质砷的工艺,采用纳米零价铁直接处理铜冶炼含砷(Ⅲ)废酸。结果表明:酸性溶液体系中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)以H_3As O_3及H_3As O_4形式存在,As O_3~(3-)与As O_4~(3-)存在于强碱性溶液体系中。热力学计算表明溶液体系中的砷可被直接还原为单质砷。纳米零价铁可将铜冶炼废酸中的As(Ⅲ)还原为As(0)。     

臭氧纳米气泡对水中三价砷的氧化效果

砷污染防治技术,将三价砷[As(Ⅲ)]先氧化成五价砷[As(Ⅴ)]是保证治理效果的必要手段.文中为了提高臭氧氧化效果,将臭氧以纳米气泡(NBs)的形式通入水中.在不同As(Ⅲ)初始浓度、不同pH下,NBs系统对As(Ⅲ)氧化率均远远高于臭氧大气泡系统,最高可达96.5％[对应As(Ⅲ)初始浓度为0.2 mg/L],比大...     

三氯化铁除砷的工艺研究

为了减少铁盐除砷过程中产生的危险废渣的数量,研究了三氯化铁作为除砷剂处理砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)废水的工艺条件,主要包括pH值、铁砷摩尔比(nFe/As)、反应时间等.结果表明,用三氯化铁处理含砷(Ⅲ)1647.8 mg·L-1废水的最佳工艺条件为:pH=9、反应时间1h、nFe/As=2；处理含砷(Ⅴ) 3697.2 mg· L-1废水的最佳工艺条件为:pH=8、反应时间1h、nFe/As=2.此外,阳离子型絮凝剂PAM209cc适合于铁砷沉淀物的沉降,对砷(Ⅲ)废水和砷(Ⅴ)废水的最佳投加量分别为40 mL· L-1、20 mL· L-1.     

Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)混凝-微滤去除废水中As的对比研究

以混凝-微滤工艺处理5mg.L-1的模拟含砷废水,对比了FeSO4和Fe(2SO4)3混凝剂的效果。结果表明:Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)有更好的混凝效果,对As(Ⅴ)的混凝-微滤去除率可达到99.21%,并且无论Fe(Ⅱ)还是Fe(Ⅲ),对As(Ⅴ)的去除率均高于As(Ⅲ)。Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)水解产物的Zeta电位、红外吸收光谱和X-射线衍射测试分析表明其表面电位和结构基本相同,电中和能力相当。比表面积和粒度分布测试结果显示相对于Fe(Ⅲ),Fe(Ⅱ)水解产物的粒度较小,比表面积较大,说明Fe(Ⅱ)比Fe(Ⅲ)混凝效果好的原因主要是能对砷起到更好的吸附作用。扫描电镜(SEM)图表明铁盐混凝处理As(Ⅴ)所形成的絮体粒度比处理As(Ⅲ)所形成的大,因此,将As(Ⅲ)预氧化为As(Ⅴ)可使混凝除砷絮体更易从水中分离。     

Fe(Ⅱ)非生物氧化-沉淀联合工艺对As(Ⅴ)去除的研究

由于现代化工业进程快速发展,大量砷污染物进入水体,引起水质恶化。提出了氧诱导Fe(Ⅱ)非生物氧化与As(Ⅴ)共沉淀,是一种节省成本、时间且高效的As(Ⅴ)去除方法。考察了pH、Fe(Ⅱ)/As(Ⅴ)摩尔比、溶解氧(DO)浓度、温度及共存离子对As(Ⅴ)去除的影响。结果表明,同步氧化Fe(Ⅱ)可显著提高亚铁除砷效率。随着pH从5.3增加到8.0,As(Ⅴ)去除能力先增大后减小,最佳pH为6.4;溶解氧质量浓度从0提高到4 mg/L,反应60 min后As(Ⅴ)的去除率提升了37.85%;反应体系中共存离子(Cu²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cl^-、NO₃^-、PO₄^-)存在时,Mn²⁺促进As(Ⅴ)的去除,Mn(Ⅱ)=0.5 mg/L,As(Ⅴ)的去除率提高了11%;提高温度和亚铁浓度均能增加As(Ⅴ)的去除率。SEM-EDS结果表明,氧气存在时固体颗粒由松散细小转化为轮廓清晰、簇团密实的球形团聚,...     

铁锰复合氧化物对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附研究及其在沼液中的应用

研究了铁锰复合氧化物（FMBO）吸附去除As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的性能。结果表明FMBO对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）均具有较好的吸附能力,其饱和吸附量分别为111.10、71.40 mg·g^-1。As（Ⅲ）和As（Ⅴ）是通过与FMBO表面的Fe-OH基团进行交换并形成内层络合物的形式被FMBO吸附,且As（Ⅲ）的吸附是吸附和氧化共同作用的结果。另外,沼液中共存离子对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的吸附有不同的影响。Zn²⁺能够增加FMBO对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附量,且增加幅度随着Zn²⁺浓度的增加而增加;磷酸根对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附有明显的抑制作用,当磷与砷的分子摩尔比为1时,FMBO对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附量分别降低了34.70%、31.50%;但是有机物（腐殖酸、动物蛋白及尿素）对FMBO吸附As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的影响不大。利用FMBO对实际沼液中的砷进行吸附,结果表明砷的去除率平均达到65%左右,使吸附后某些沼液中砷的浓度达到生活饮用水标准和地表水排放标准。因此,将FMBO用于砷污染的沼液及水体的治理具有很好的应用前景。     

液相色谱原子荧光联用仪测定饲料中的无机砷

建立液相色谱原子荧光联用仪(LC-AFS)测定饲料中的无机砷的方法。采用微波提取样品中的无机砷,LC-AFS测定样品中的无机砷。结果表明,无机As(Ⅲ)和无机As(Ⅴ)在标准曲线范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,检出限As(Ⅲ)为0.020 mg/kg,As(Ⅴ)为0.040 mg/kg。6次重复性试验的相对标准偏差分别为4.28%、8.62%。对样品进行了3个不同浓度水平下的加标回收率试验,平均加标回收率在92.3%~116%之间。方法简单快速,结果准确,适用于饲料中无机砷的测定。     

pH值、腐植酸类型以及铝对亚砷酸盐和砷酸盐与溶解腐植酸络合的影响

溶解的天然有机质(DOM)会影响水环境中砷(As)的存在形式。在环境相关的砷/溶解有机质(DOC)比率和p H条件下,使用平衡透析法研究了As(Ⅲ)和As(Ⅴ)络合到两种商业腐植酸的条件分布系数(Dom)。在所有p H值范围内,As(Ⅴ)比As(Ⅲ)能更好地络合到腐植酸上,p H值为7左右时腐植酸的络合能力最强,因为在低p H值时,H+会与As竞争络合位点;而在高p H值时,OH-会与腐植酸竞争As。对于这两种氧化态,Dom的值会随着As/DOC比率减少而增加。对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)来说,Dom值可以和As/DOC比值拟合为一个函数。在相同的条件下,陆生的腐植酸与As的络合能力比水生的腐植酸高1.5~3倍。在As/DOC比值较低时,Al3+也可以与As竞争络合位点。在正常环境条件下,约10%的As(Ⅴ)可以与天然有机质络合,而只有在As/DOC比值较低时,才会有10%的As(Ⅲ)被络合到腐植酸上。在将As络合到自然有机物上时,应考虑到自然环境。     

氢氧化铁胶体对砷吸附行为的初步研究

研究了pH值、铁与砷的量比和初始砷浓度等因素对用氢氧化铁胶体吸附去除砷的影响,确定了最佳吸附条件。研究结果表明,在初始As(Ⅴ)或As(Ⅲ)浓度为0.1mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为4～8,去除As(Ⅲ)最佳pH值为6～9;在初始As(Ⅴ)浓度为0.5mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为5～7,吸附后溶液中砷含量低于0.5mg/L,达到了《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中工业废水最高容许排放总砷浓度一级标准。通过等温吸附试验的研究,得出了As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别为0.4971mol/kg和0.3068mol/kg。     

MIEX-DOC~离子交换树脂的饮用水除砷研究

对新型阴离子交换树脂MIEX-DOC的除砷性能进行了研究,考察了该树脂除砷容量、对三价砷[As(Ⅲ)]和五价砷[As(Ⅴ)]的去除能力、不同离子和水体pH值对树脂除砷[包括As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]效率的影响。结果表明,MIEX-DOC树脂对人工配制高砷水(0.1mg.L-1)的除砷容量约为0.0051mg.mL-1;对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除能力相当;常见的共存离子对树脂除砷效率有抑制或促进影响;不同pH值下,MIEX-DOC树脂除砷效率不同,但对0.1mg.L-1的高砷水的除砷效率均达到50%以上。对农村高砷水的实地中试研究表明,当源水砷浓度约为0.1mg.L-1时,出水砷浓度低于0.05mg.L-1,达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的农村小型集中式供水和分散式供水水质指标。成本分析结果表明,采用国产MIEX-DOC净水设备的除砷效果与进口设备相当,但除砷成本较低(0.56元.t-1),在我国农村高砷饮用水处理中有一定应用潜力。     

零价铁(ZVI)去除水中的As(Ⅲ)

采用市售还原铁粉(零价铁,ZVI)及其与石英砂的复合物为吸附剂,对水中As(Ⅲ)的吸附分别做了分批试验和连续性试验。分批试验结果表明,ZVI吸附水中As(Ⅲ)的去除效果受pH主导,其最佳pH范围4～9,ZVI主要通过其表面吸附及其腐蚀产物对As(Ⅲ)的吸附共沉淀作用达到对As(Ⅲ)的去除,同时,在ZVI腐蚀的过程中还伴有在ZVI表面As(Ⅲ)的氧化、还原作用,As(Ⅲ)的氧化受ZVI腐蚀过程的影响,其氧化过程主要发生在Fe²⁺氧化为Fe³⁺的阶段;连续性试验利用ZVI与石英砂复合物对模拟含砷废水进行吸附研究,从吸附柱进水至吸附饱和共20 d时间,经计算,ZVI对As(Ⅲ)的吸附容量为89.90 mg·g^-1,ZVI腐蚀产物在石英砂表面的晶态类型对As(Ⅲ)的吸附容量有影响,无定形态的ZVI腐蚀产物对As(Ⅲ)的吸附容量最大,质量分数和原子分数分别可达到6.73%和2.15%。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中水溶态As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的方法研究

本文提出了氢化物发生—原子荧光光谱法测定微量砷的价态分析方法。研究比较了离子交换分离法和控制酸度差减法测定As(Ⅲ)利As(Ⅴ)的分析性能。将控制酸度差减法应用于测定土壤样品水溶态中As(Ⅲ)和总砷的含量，As(Ⅴ)的含量由两者之差求得。该法简单可靠，容易操作，分析速度快，精密度较高。本方法的检出限为0．10ng；样品各态的总砷测的相对标准偏差在11．4-18．9％之间。     

辉光放电等离子体辅助碱浸铜冶炼烟灰中铜砷分离

采用辉光放电等离子体辅助Na₂S-NaOH浸取体系对铜冶炼烟灰（简称“烟灰”）进行研究,在放电时间10 min、放电功率500 W、放电压强150 Pa、极板间距0.9 cm的条件下,砷的浸出率为92.52%,铜的浸出率为7.76%,实现了砷和铜的有效分离。采用该方法处理后烟灰中的砷从7.11%降到0.45%,铜从2.62%变为2.42%,为烟灰的进一步利用创造了条件。XPS、XRD和重金属形态分析的综合分析结果表明,辉光能将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）、Cu（Ⅰ）氧化为Cu（Ⅱ）,且在碱性条件下As（Ⅴ）比As（Ⅲ）更易浸出。因此,辉光放电预氧化有利于砷和铜在碱浸体系中选择性分离。     

辉光放电等离子体辅助碱浸铜冶炼烟灰中铜砷分离

采用辉光放电等离子体辅助Na_2S-NaOH浸取体系对铜冶炼烟灰(简称"烟灰")进行研究,在放电时间10min、放电功率500 W、放电压强150 Pa、极板间距0.9 cm的条件下,砷的浸出率为92.52%,铜的浸出率为7.76%,实现了砷和铜的有效分离。采用该方法处理后烟灰中的砷从7.11%降到0.45%,铜从2.62%变为2.42%,为烟灰的进一步利用创造了条件。XPS、XRD和重金属形态分析的综合分析结果表明,辉光能将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)、Cu(Ⅰ)氧化为Cu(Ⅱ),且在碱性条件下As(Ⅴ)比As(Ⅲ)更易浸出。因此,辉光放电预氧化有利于砷和铜在碱浸体系中选择性分离。     

泡沫镍负载二氧化钛光电协同催化氧化砷

通过化学复合镀的方法制备成催化材料,TiO2粉末与镍磷合金共沉积在泡沫镍表面上,并通过光、电催化的方法将3价砷(As(III))氧化为5价砷(As(V))进行吸附试验。结果表明,As(III)吸附在7 h后达到平衡,As(V)吸附在5 h后达到平衡;As(III)和As(V)的吸附动力学与拟2级动力学特征相一致。在光催化、电催化和光电催化3种氧化As(III)的方法中,光电催化的效果最好;当As(III)的初始质量浓度为1 mg/L时,使用光电催化方法的除砷率能达到80.76%。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定载金炭中砷

用硝酸和硫酸消解载金炭样品,通过加热消解除去样品中的炭基体,以硫脲-抗坏血酸为还原剂,使溶液中的As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ),用氢化物发生-原子荧光光谱法测定载金炭中砷含量。方法检出限为0.093 mg/L。选取5个不同含量的样品进行测定,测定结果的相对标准偏差在1.59%~5.52%之间(n=7),加标回收率在96%~101%之间。     

两级中和-铁盐沉淀法处理高砷废水

采用两级氢氧化钠中和-硫酸亚铁沉淀法处理高浓度含砷废水,考察了废水pH、n(Fe)∶n(As)、曝气流量、曝气时间、搅拌速度等因素对As(Ⅲ)氧化率和总砷(AsT)去除率的影响。结果表明,在适宜的条件下,经一级处理后,废水中As(Ⅲ)的氧化率和AsT去除率分别为93.98%和78.60%;经二级处理后,废水中AsT去除率为99.99%,AsT残留质量浓度为0.10 mg/L,低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的要求。     

水中As(Ⅲ)高级氧化技术的研究进展

砷的毒性不仅与其含量有关,更取决于砷元素的形态。砷有多种价态,在自然条件下砷主要为正三价和正五价。无机砷中三价砷的毒性明显高于五价砷,其毒性约为五价砷的30～60倍,且五价砷的吸附性和稳定性更强。故工艺过程中多将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)进而脱除或进一步回收利用。重点介绍了水中As(Ⅲ)的高级氧化法(过硫酸盐氧化、光催化氧化、O₃氧化法、超声波氧化和Fenton氧化)的研究现状和进展,并展望了高级氧化技术在处理含砷废水领域的发展方向。