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砷的概述

砷和它的化合物是常見的環境污染物。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境。砷主要用于農藥，少量用于有色玻璃、半導體和金屬合金的制造。砷不是人體的必需元素，但是由于所處環境中含有砷而成為人和動、植物的構成元素。全球每年從巖石風化的砷為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。砷的污染除巖石風化、火山爆發等自然原因外，主要來自工業部門。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。當地人的頭發和尿中均檢出高濃度的砷。含砷農藥生產和砷的提煉也會造成局部地區大氣的砷污染。

采礦和冶煉的廢渣,冶金、化工、農藥、染料和制革等部門的工業廢水，地熱發電廠的廢水，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穩定，但如水溫升高，沉積于河底的砷化合物會產生重新溶解的現象。砷對水生生物毒性很大。

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砷的危害

單質砷無毒性，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，也可能在飲用含砷水十幾年甚至幾十年之后才出現。這主要取決于所攝入砷化物的性質、毒性、攝入量、持續時間及個體體質等因素。砷急性中毒的表現癥狀為可有惡心、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、發紺以至休克，嚴重者出現中樞神經麻痹癥狀，四肢疼痛性痙攣、意識消失等。

砷的測定原理

在特定環境中，砷試劑與砷離子形成穩定絡合物，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定性與濃度和時間有關，當含砷在PPb級濃度范圍內保存三周砷無損失，且結構形態無變化，有報導As3+不穩定，當含As3+ 1~10PPb時，會自發的完全轉化為As5+。不加保護劑保存超過7周As3+、As5+質在地表水分布形態只出現很小的波動。水中砷的化學性質很復雜，表現在氧化還原、配位基交換、沉淀、吸附等作用。未經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。不經酸化的水樣盛入聚乙烯瓶中比在硬質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：三價砷在酸性的環境中，遇到硼氫化鉀就會發生化學反應，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，原子態的砷就會被高價成高能態、去活化，原子態的砷在回到基態時，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準曲線形式定性體現。

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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生產中，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準，也可以很好的使工業污水達到排放標準，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。

有數據顯示，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。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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