地下水曝气-砂滤处理产生的废弃石英砂中铁砷含量与形态分布

高铁高砷地下水严重威胁饮水质量,曝气-砂滤法因处理效果好且成本低在农村地区得到广泛应用。砂滤过程石英砂表面富集铁和砷后需定期更换,然而废弃石英砂堆置具有砷释放风险。本文以江汉平原某水厂砂滤池废弃石英砂为研究对象,采用激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICP-MS)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和分步化学提取等手段,研究了砂样中的Fe和As含量及形态分布。结果表明,砂粒表面形成了一层厚度为20100 μm的高铁砷薄层,薄层内部Fe和As含量显著高于两侧,Fe和As分布高度相关(R²=0.985)。砂样表面铁矿物以无定型/弱结晶型为主,同时检出赤铁矿和臭葱石等矿物。砂样中Fe和As总含量分别为20.1 mg/g和53.4 μg/g。砂样表面铁主要以易溶解态、碳酸盐结合态和易还原态为主,As主要吸附在铁矿物上。研究区降雨充沛,当废弃石英砂遭遇雨水冲刷或淹没时,可能导致铁砷薄层中As解吸或随Fe矿物还原溶解而释放。     

阳宗海硅藻群落对水体污染和水文调控的长期响应模式北大核心CSCDCSSCI

在人类活动持续干扰的背景下,云南部分湖泊面临着污染物输入增加的环境压力,特别是营养盐富集和重金属污染。以云南地区遭受过严重工业污染的阳宗海为研究对象,通过沉积物硅藻群落、砷浓度、营养元素与稳定同位素、粒度等多指标分析,结合文献记录和湖泊调查结果,揭示了阳宗海硅藻群落对湖泊富营养化和砷污染的长期响应特征,并识别了不同时期的主要环境压力与其驱动强度。结果表明:长期的营养盐累积使得浮游硅藻逐渐占据优势地位,且耐污染的底栖硅藻种的快速增加与砷污染出现的时段一致。在阳宗海长期富营养化的背景下,当水体砷污染物浓度达到一定阈值水平后,硅藻群落结构的改变和多样性的降低都指示了湖泊生态系统发生了灾难性的转变。同时1965年开始的湖泊引水工程导致了贫营养种的突然增加。因此,水体富营养化、重金属污染与湖泊水文调控是导致阳宗海硅藻群落长期变化的主控因子,对阳宗海的生态修复与综合治理需要综合考虑不同胁迫因子的长期影响与驱动作用。     

河套平原地下水中砷的空间变异特征及影响因素分析

河套平原是我国地方性砷中毒最为严重的地区之一。基于河套平原浅层地下水的砷含量数据，利用地统计学中半变异函数分析法，对地下水砷含量的空间分布及其异质性特征进行了分析，并探讨其空间变异性的影响因素。结果显示，河套平原地下水砷含量整体上呈由南向北递增的趋势，在假设各向同性条件下，砷含量残差项的空间分布符合纯块金效应模型，在所测尺度上（2~4 km）为随机分布，不存在空间自相关性，短距离内变异较大；地下水砷含量的分维数较大（D=1.999），进一步说明该尺度上变异显著。地下水砷含量与沉积物中有机质关系密切。晚第四纪以来，河套平原北部山区的新构造运动和盆地沉积环境变迁形成多种成因、形态复杂的沉积相，导致有机质埋藏条件的高度空间变异性，进而导致地下水砷含量的高度空间变异。河套平原缓慢的地下水径流条件有利于砷元素空间变异性的维持。河套地区地下水砷的空间异质性研究，对有效预测未知地区饮水型砷暴露潜在风险、精准防控地方病和保障供水安全具有重要的科学意义。      

卡林型金矿自然重砂特征及其找矿意义——以黔西南地区为例

黔西南地区是中国西南低温成矿域中卡林型金矿最重要的矿化集中区,由于该地区金的粒径极小,难以构成自然重砂异常,故不能直接运用自然金矿物来指示寻找黔西南的卡林型金矿。在贵州省矿产资源潜力评价项目的工作过程中,对黔西南地区的自然重砂矿物特征进行了较为系统的研究,发现采用细粒黄铁矿(载金矿物)、砷矿物(伴生矿物)、锑矿物和汞矿物的自然重砂组(综)合异常对寻找黔西南地区的卡林型金矿具有一定的指导作用和找矿意义。     

地下水系统中砷活化的钼同位素地球化学指示

砷在天然环境中的迁移富集与氧化还原状态密切相关.盆地环境地下水中砷的活化迁移机制主要为沉积物中铁/锰氢氧化物由氧化还原条件变化导致发生还原性溶解进而释放吸附在其表面的砷.钼及钼同位素为氧化还原环境的重要指示参数, 且铁/锰氢氧化物对钼同位素分馏有着重要的控制作用.将地下水的钼同位素应用于砷的活化迁移规律研究.大同盆地地下水中钼同位素比值(δ98Mo)范围为-0.12‰~+2.17‰, 相比于淡水中钼同位素组成偏重.桑干河河水的δ98Mo为+0.72‰, 与文献报道的河水平均钼同位素比值+0.7‰相当.大同盆地地下水中δ98Mo与硫化物之间存在正相关关系, 表明Mo-Fe-S复合物可能形成于特定条件下, 并优先利用水溶液中轻的钼使地下水中δ98Mo比值升高.砷浓度与钼浓度之间的微弱负相关以及砷浓度与钼同位素之间的正相关说明, Mo-Fe-S的形成过程可能与同环境中As-Fe-S的复合物的形成存在竞争关系, 进而使得地下水中砷富集.地下水中相对偏高的δ98Mo可能来源于铁的氢氧化物对溶液中轻的钼的吸附速率高于先前吸附在铁的氢氧化物的钼的释放, 且铁的氢氧化物对水溶液中钼的再吸附这一循环过程会导致地下水中钼浓度降低及钼同位素比值的升高.钼同位素指示的循环性的铁的氢氧化物的还原溶解及再氧化过程对砷的富集也有重要影响.      

上海市公园灰尘Hg、As污染特征及其健康风险评价

为了解上海市公园灰尘中Hg和As的污染特征和潜在的健康风险,于2013年6月,在上海市的18个公园采集了路面灰尘样品,测定了Hg、As含量,运用地累积指数法和健康风险评价模型(CDI),分析了灰尘中Hg、As的污染水平和不同暴露途径的健康风险。研究结果表明,上海市公园灰尘中Hg的浓度为0.07~3.75mg/kg,As的浓度为3.71~157.18mg/kg,平均值分别为0.43mg/kg和23.26mg/kg。根据污染评价结果,上海市公园灰尘中Hg和As含量总体上都属于轻度污染,其中西南地区污染严重,并且郊区污染大于市区。由CDI模型,上海市公园灰尘中Hg和As的非致癌风险系数为Hg 3.15×10-2、As 3.9×10-1,都小于1,属于风险较小的情况。而As的致癌风险为1.1×10-8,在致癌风险阀值控制范围之内,表明致癌风险比较低。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定铁矿石中铬砷镉汞铅

铁矿石中Cr、As、Cd、Hg和Pb不仅影响冶炼设备和产品性能,同时污染环境。文章以铁矿石标准物质为研究对象,对电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铁矿石中Cd、As、Cr、Hg和Pb等5种元素进行了适用性探讨。结果表明,与常规的单元素原子吸收光谱法或多元素同步分析电感耦合等离子体发射光谱法相比,用微波消解方法处理铁矿石,具有样品消耗量少(0.1000±0.0200)g、消解用酸少(2.5 mL HCl+0.5 mL HF+1.0 mL HNO3)、排放降低、节约成本等优点,且无需配制铁底液,无需添加任何掩蔽剂,质谱干扰小,适用于分析Cr含量为5.5×10-10～2.5×10-4,As含量为7.6×10-10～1.9×10-4,Cd含量为4.5×10-11～5.5×10-6,Hg含量为1.88×10-9～1.9×10-7,Pb含量为1.2×10-10～3.2×10-5的铁矿石样品。优化后的前处理方法节约了能源、试剂和样品消耗,降低了二次污染和有效损失。