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砷的概述

砷和它的化合物是常見的環(huán)境污染物。地殼中砷的豐度約為1.8ppm，巖石和土壤中砷的含量從小于1ppm至幾百 ppm。地面水的含砷量差異極大。砷的主要礦物有砷硫鐵礦、雄黃、雌黃和砷石等,但多伴生于銅、鉛、鋅等的硫化物礦中。各類煤中砷含量為3～45ppm，在原油中小于1ppm。因此金屬冶煉和燃料燃燒會把砷排入環(huán)境。砷主要用于農(nóng)藥，少量用于有色玻璃、半導(dǎo)體和金屬合金的制造。砷不是人體的必需元素，但是由于所處環(huán)境中含有砷而成為人和動、植物的構(gòu)成元素。全球每年從巖石風(fēng)化的砷為6000～9000噸，從河流輸往海洋的砷為19000噸;砷開采量為47000噸,因燃燒進入大氣的為1500噸；人為活動加入循環(huán)的量大于天然的量。

砷的污染

大氣中砷含量為1.5～53微克/米3。砷的污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外，主要來自工業(yè)部門。1974年S.米勒姆和T.斯特朗測定距某煉銅廠不同距離的飄塵中砷含量：3.2～3.8公里處為 70ppm，不足0.6公里處為1300ppm。當(dāng)?shù)厝说念^發(fā)和尿中均檢出高濃度的砷。含砷農(nóng)藥生產(chǎn)和砷的提煉也會造成局部地區(qū)大氣的砷污染。

采礦和冶煉的廢渣,冶金、化工、農(nóng)藥、染料和制革等部門的工業(yè)廢水，地?zé)岚l(fā)電廠的廢水，均含有砷。電廠廢水中含有較多的砷，廢水排入河流，河水砷濃度高達 0.25ppm。被砷污染的水無色，無味，透明度不變，可降低生化需氧量。污水中砷濃度如大于1毫克/升,會影響污水凈化工程的凈化效率。砷化合物在水中相當(dāng)穩(wěn)定，但如水溫升高，沉積于河底的砷化合物會產(chǎn)生重新溶解的現(xiàn)象。砷對水生生物毒性很大。

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砷的危害

單質(zhì)砷無毒性，砷化合物均有毒性。三價砷比五價砷毒性大，約為60倍；有機砷與無機砷毒性相似。砷中毒的癥狀可能很快顯現(xiàn)，也可能在飲用含砷水十幾年甚至幾十年之后才出現(xiàn)。這主要取決于所攝入砷化物的性質(zhì)、毒性、攝入量、持續(xù)時間及個體體質(zhì)等因素。砷急性中毒的表現(xiàn)癥狀為可有惡心、嘔吐、口中金屬味、腹劇痛、米湯樣糞便等，較重者尿量減少、頭暈、腓腸肌痙攣、發(fā)紺以至休克，嚴(yán)重者出現(xiàn)中樞神經(jīng)麻痹癥狀，四肢疼痛性痙攣、意識消失等。

砷的測定原理

在特定環(huán)境中，砷試劑與砷離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，在固定波長下進行分光光度測定，通過吸光度測得砷的含量。

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含砷樣品的保存與處理

  水體中有無機砷（ⅲ）、（ⅴ）、有機胂，一般地表水中可測出幾種不同類型的砷離子。水中總無機砷形式的穩(wěn)定性與濃度和時間有關(guān)，當(dāng)含砷在PPb級濃度范圍內(nèi)保存三周砷無損失，且結(jié)構(gòu)形態(tài)無變化，有報導(dǎo)As3+不穩(wěn)定，當(dāng)含As3+ 1~10PPb時，會自發(fā)的完全轉(zhuǎn)化為As5+。不加保護劑保存超過7周As3+、As5+質(zhì)在地表水分布形態(tài)只出現(xiàn)很小的波動。水中砷的化學(xué)性質(zhì)很復(fù)雜，表現(xiàn)在氧化還原、配位基交換、沉淀、吸附等作用。未經(jīng)酸化水樣中砷損失的主要原因，一是容器壁的吸附二是Fe3+的水解沉淀，使砷共沉淀。不經(jīng)酸化的水樣盛入聚乙烯瓶中比在硬質(zhì)玻璃瓶中砷的吸附損失更大，時間越長損失越大。水樣用HNO3酸化至PH<2.4時，直接用Ag-DDC法測定砷的結(jié)果顯著降低，用HCl4-20ml/L水樣作保護劑，保存一個月對砷的吸附損失不顯著。

生活飲用水中的砷含量測定方法

原子熒光光度計測定的原理：三價砷在酸性的環(huán)境中，遇到硼氫化鉀就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，合成砷化氫，然后由氬氣，也就是常說的載氣依托入石英原子化器中被分解為原子態(tài)的砷。這種砷化氫如果遇到陰極燈，例如砷空心的照射下，原子態(tài)的砷就會被高價成高能態(tài)、去活化，原子態(tài)的砷在回到基態(tài)時，就會放射出熒光，這回總特定長度的熒光積聚到一定的濃度就能夠被檢測出。砷的含量越高，原子態(tài)的砷放射出的熒光強度也越高，因此，通過原子熒光光度計可以測定出未知樣品中砷含量并且以標(biāo)準(zhǔn)曲線形式定性體現(xiàn)。

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生活飲用水中的砷含量去除方法包括混凝法和吸附法。

1混凝法

在處理生活飲用水和工業(yè)生產(chǎn)中，混凝法是目前運用得最廣泛的除砷方法之一，可以使生活飲用水達到飲用標(biāo)準(zhǔn)，也可以很好的使工業(yè)污水達到排放標(biāo)準(zhǔn)，最常見的混凝劑是鐵鹽，另外還有例如稀土基材料無機鈰鐵、聚硅酸鐵（PFSC）等做混凝劑。

有數(shù)據(jù)顯示，相比于鋁鹽，鐵鹽的除砷效果較好；同時在除砷過程中，去除As（Ⅴ）的效果明顯好于As（Ⅲ），所以常對所處理的水進行預(yù)氧化處理，首先把三價As（Ⅲ）氧化為五價As（Ⅴ），然后再進行混凝處理，有時還會加入催化

劑促進氧化，提高氧化效果。但是混凝法產(chǎn)生大量的含砷廢渣無法利用，同時操作中需要大量的混凝劑，長期堆積則容易造成二次污染，處理困難，混凝法去除砷的應(yīng)用受到一定的限制。

2吸附法

吸附法一般適合于、濃度較低處理量大的水處理體系，是一種簡單易行的水處理技術(shù)。該方法的吸附劑是不溶性的固體材料，具有高比表面積，將水中的砷污染物通過離子交換作用、物理吸附作用或化學(xué)吸附作用，固定在自身的表面上，從而達到除砷的目的。主要的除砷吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、沸石、骨炭以及合成或天然的金屬氧化物及其水合氧化物等。

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