砷在含水介质中迁移转化的胶体效应
发布时间：2021-01-08 20:44
砷污染的土壤和地下水在世界范围内分布很广,威胁着这些地区的生态环境安全和人类健康。胶体作为土壤与地下水环境中重要的污染物吸附和运输载体,对砷在包气带和含水层中的分配和运移起到关键的影响。但是地下环境中胶体对砷的吸附和迁移的影响一直缺乏系统性研究。本文运用批量实验和柱实验的研究方法,结合砷的多形态分析手段,采用吸附动力学模型、吸附等温模型、溶质运移模型、胶体运移模型和（X）DLVO理论模型,研究了含水介质中砷迁移转化的胶体效应。主要取得以下几个方面的认识:（1）土壤胶体在中性和碱性条件下对砷的吸附能力不强,吸附量在100mg/kg左右,被吸附的砷主要以水溶态、非专性吸附态和专性吸附态形式存在,容易解吸。水铁矿胶体对砷的吸附能力强,最大吸附量可达100-200 g/kg,吸附的砷主要以专性吸附态、无定型氧化物结合态和晶型氧化物结合态形式存在,大部分被吸附的砷会通过水铁矿的还原性溶解而解吸。（2）除在酸性条件外,胡敏酸胶体对水铁矿胶体的迁移具有促进作用。在中性条件下,小粒径的胡敏酸胶体对水铁矿胶体的迁移促进作用要比大粒径的胡敏酸胶体更强。这种小粒径胡敏酸胶体的强化促进作用是由于其吸附在水铁矿...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
在铁氧化物表面的配合形式(Fendorfetal.,1997)
中 As 化学形态变化，如图 1-3。从图中可以看出，在9）范围内，溶解态 As 的主要存在形式是 H2AsO4-、HAs。单质砷（As0）在自然界中很少存在，砷化氢（AsH3会存在。在还原性极强的条件下，如果存在大量的 S，
44构，均可专性吸附在矿物表面，因此当两种离子共存时，在金属氧化物表面发生竞争吸附。在地下水体中除了磷酸根外，碳酸根也会对吸附态 As 进行取代(Acharyya et al., 1999; Appelo et al., 2002)。（4）Fe 氧化物的还原溶解：与有机碳和微生物作用有关的铁矿物的还原溶解而导致吸附在矿物上的 As 进入水中，或者认为 As 直接作为电子受体，As(V)还原成移动性强的 As(III)进入地下水，结果导致固体矿物中 As 的释放，从而造成地下水的 As 污染 (McArthur et al., 2004; Nickson et al., 1998; Smedley andKinniburgh, 2002)。同时，对高 As 含水系统中沉积物 Fe 的形态特征分析，也证实了这一机理 (Fendorf et al., 2010)。Fe 氧化物的还原溶解是沉积物中吸附态 As转化为游离态 As 从而释放到地下水中的主要途径。在这一过程中，微生物行为对 As 的释放起着关键性作用，同时有机碳的加入极大地促进了这一过程的发生。雄黄、雌黄和氧化
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气颗粒物中砷及其形态的研究进展[J]. 龚仓,徐殿斗,马玲玲. 化学通报. 2014(06)
[2]中国不同区域高砷地下水化学特征及形成过程[J]. 郭华明,郭琦,贾永锋,刘泽云,姜玉肖. 地球科学与环境学报. 2013(03)
[3]高砷地下水研究的热点及发展趋势[J]. 贾永锋,郭华明. 地球科学进展. 2013(01)
[4]垃圾污染场地浅层地下水中铁锰时空变异的胶体效应[J]. 马杰,李海明,顾晓明,李云. 环境科学. 2011(03)
[5]砷的发生、形态、污染源及地球化学循环[J]. 王萍,王世亮,刘少卿,李艳霞,何孟常,林春野. 环境科学与技术. 2010(07)
[6]中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题[J]. 肖细元,陈同斌,廖晓勇,武斌,阎秀兰,翟丽梅,谢华,王莉霞. 地理研究. 2008(01)
[7]中国饮水型地方性砷中毒病区和高砷区水砷筛查报告[J]. 沈雁峰,孙殿军,赵新华,于光前. 中国地方病学杂志. 2005(02)
[8]中国土壤中砷的自然存在状况及其成因分析[J]. 翁焕新,张霄宇,邹乐君,张兴茂,刘广深. 浙江大学学报(工学版). 2000(01)
[9]土壤电化学的建立与发展[J]. 于天仁. 土壤. 1999(05)
本文编号：2965271
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
在铁氧化物表面的配合形式(Fendorfetal.,1997)
中 As 化学形态变化，如图 1-3。从图中可以看出，在9）范围内，溶解态 As 的主要存在形式是 H2AsO4-、HAs。单质砷（As0）在自然界中很少存在，砷化氢（AsH3会存在。在还原性极强的条件下，如果存在大量的 S，
44构，均可专性吸附在矿物表面，因此当两种离子共存时，在金属氧化物表面发生竞争吸附。在地下水体中除了磷酸根外，碳酸根也会对吸附态 As 进行取代(Acharyya et al., 1999; Appelo et al., 2002)。（4）Fe 氧化物的还原溶解：与有机碳和微生物作用有关的铁矿物的还原溶解而导致吸附在矿物上的 As 进入水中，或者认为 As 直接作为电子受体，As(V)还原成移动性强的 As(III)进入地下水，结果导致固体矿物中 As 的释放，从而造成地下水的 As 污染 (McArthur et al., 2004; Nickson et al., 1998; Smedley andKinniburgh, 2002)。同时，对高 As 含水系统中沉积物 Fe 的形态特征分析，也证实了这一机理 (Fendorf et al., 2010)。Fe 氧化物的还原溶解是沉积物中吸附态 As转化为游离态 As 从而释放到地下水中的主要途径。在这一过程中，微生物行为对 As 的释放起着关键性作用，同时有机碳的加入极大地促进了这一过程的发生。雄黄、雌黄和氧化
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气颗粒物中砷及其形态的研究进展[J]. 龚仓,徐殿斗,马玲玲. 化学通报. 2014(06)
[2]中国不同区域高砷地下水化学特征及形成过程[J]. 郭华明,郭琦,贾永锋,刘泽云,姜玉肖. 地球科学与环境学报. 2013(03)
[3]高砷地下水研究的热点及发展趋势[J]. 贾永锋,郭华明. 地球科学进展. 2013(01)
[4]垃圾污染场地浅层地下水中铁锰时空变异的胶体效应[J]. 马杰,李海明,顾晓明,李云. 环境科学. 2011(03)
[5]砷的发生、形态、污染源及地球化学循环[J]. 王萍,王世亮,刘少卿,李艳霞,何孟常,林春野. 环境科学与技术. 2010(07)
[6]中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题[J]. 肖细元,陈同斌,廖晓勇,武斌,阎秀兰,翟丽梅,谢华,王莉霞. 地理研究. 2008(01)
[7]中国饮水型地方性砷中毒病区和高砷区水砷筛查报告[J]. 沈雁峰,孙殿军,赵新华,于光前. 中国地方病学杂志. 2005(02)
[8]中国土壤中砷的自然存在状况及其成因分析[J]. 翁焕新,张霄宇,邹乐君,张兴茂,刘广深. 浙江大学学报(工学版). 2000(01)
[9]土壤电化学的建立与发展[J]. 于天仁. 土壤. 1999(05)
本文编号：2965271
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