内蒙河套平原砷中毒病区砷的环境地球化学研究

河套平原砷中毒病区是内蒙最严重的病区之一。本文首次对病区环境中砷的价态、化合态以及砷的迁移、富集、转化规律进行了系统研究。结果表明，粘质土、腐殖土有利于砷的富集，还原环境可使Ａｓ＾５＋向Ａｓ＾３＋转化，在富含腐殖质的还原环境中甲基化作用显著，使砷酸盐转化为甲基砷酸盐。河套平原砷的地球化学行为都是导致砷中毒严重流行的主要原因。通过勘探优质地下水，引用黄河渠系水和采用物理或化学降砷方法改水，可以有效地     

内蒙古砷中毒病区环境地球化学特征研究

内蒙古地方性砷中毒病区是１９９１年被发现和被确认的,它是中国第四个大的砷中毒病区。由于它具有一种“暴发”流行的假象,曾引起了社会上的震动。作者对砷中毒病区的地球化学环境进行了剖析,讨论了环境中Ａｓ＾３＋、Ａｓ＾５＋和甲基砷的形成、分布,及其与砷中毒的关系。指出饮水中的Ａｓ＾３＋、甲基砷比其它价态的砷更具有毒性,它们与人群中的砷中毒呈正相关关系。最后,采用模糊综合评判法对病区饮水水质进行了安全性评价     

吉林省饮水型砷中毒区地下水砷的分布规律与成因研究

吉林省饮水型砷中毒区是继中国内蒙古和山西病区后发现的新病区。该病区主要分布在吉林省西部的通榆县和洮南市,其水文地质单元属于松嫩平原大型蓄水盆地的西部,是由第四系潜水、承压水和新近系承压水组成的多层结构的含水系统。采用瞬时采样法采集了区内潜水和承压水样品,共194份;通过GIS的空间叠加技术、化验与测试技术,进行了区域水化学环境特征与饮水型砷中毒的关系研究。结果表明：受区域地质构造控制,在低洼地带堆积了巨厚的粉砂淤泥质冲积物和富含有机质的湖积物,为地下水砷的赋存提供了空间。区域地下水砷含量的范围值为0.001~0.339 mg·L-1,水砷价态以As(V)为主,高砷水主要分布在由若干隆起形成的中间低洼地带中地下水埋深大于10 m的潜水、第四系和新近系承压水含水层中。高砷地下水的形成与特定的水文地质条件和水化学环境有关,氯化物重碳酸钠型水中的砷含量最高。臭葱石（FeAsO4·2H2O）等含铁、含锰矿物在进入地下水的溶解过程中,形成铁、锰的氧化物和砷的化合物,如砷酸盐和亚砷酸盐。伴随着水环境中Eh的降低,氧化物被还原形成更为活泼的离子组分,吸附在氧化物表面的含砷化合物进而解吸,使砷从含水层的沉积物中向水中溶解和迁移。     

呼包平原环境地质特征与砷中毒的关系

本文通过对流行病学调查、野外现场实验以及数理统计等手段和方法，较为系统地研究和分析了环境地质特征与砷中毒的关系。结果表明，本区的饮水砷中毒与环境地质条件、水源类型和水质有关。巨厚的淤泥质沉积和厌氧环境为砷的富集提供了必要的物质来源和形成条件；浅井水是与砷中毒关系最为密切的水源类型；水中的三价砷在诱发砷中毒的过程中起主导作用。     

Mobilization of natural arsenic in groundwater: targeting low arsenic aquifers in high arsenic occurrence areas

研究表明饮用水中微小数量的砷会对人类健康产生不利影响.世界上居住在贫穷地区的人数超过了100万,目前他们正直接饮用来自含水层中砷离子含量(>10μg/L)非安全标准的地下水.砷有时称为毒中之王,在水环境中常常以五价氧化物形式出现.自2000年以来,许多国家开始执行更为严格的10μg/L(WHO认可的居民安全饮水标准)饮用水标准,可以确定地说,在世界范围内的饮用水中检测到砷的情况越来越多.亚洲地区砷中毒的人数比世界其他地区总和还多.最受影响的地区位于南亚和东南亚富砷带,环绕恒河一雅鲁藏布江-梅克纳河三角洲及恒河平原上游的冲洪积扇含水层、红河三角洲、湄公河和伊洛瓦底江;在中国境内包括内蒙黄河冲积盆地,山西大同盆地、新疆准噶尔盆地,其中的地下水富含砷和氟化物而引发砷中毒和氟中毒.尽管还未完全掌握其中的水文地质及生物地球化学作用的详细过程,但对大多数沉积介质含水层,在还原条件下砷离子容易从沉积介质转移到地下水中.孟加拉研究实例表明地质时期尺度的冲刷降低了沉积介质中的As和有机物含量从而形成低砷地下水.这一认识为孟加拉国的降砷策略提供了科学指导,是未来水文学,矿物学,地质学和生物地球化学方面很有意义的研究方向,并有利于地砷病区低砷地下水的可持续利用.     

大同盆地砷、氟中毒地方病生态地球化学研究

山西大同盆地属干冷荒漠景观条件的半封闭型断陷盆地。区内有害元素的聚集导致氟中毒等多种地方病肆虐,20世纪90年代因开发和饮用深层地下水爆发了水砷中毒病。经地球化学调查发现:地下潜水高含F,超标1.3～12倍;深层承压地下水富As,砷含量超标2～20倍。砷中毒发病率与饮水中As3+/∑As比值呈正相关关系。盆地周边分布多层富含As和F的地层和火成岩体,处于富As、F的区域地球化学省内。由于大同盆地的不均匀沉降,在其边缘部分形成深凹陷带,含砷下渗地下水经有机碳质层的还原作用,使砷还原为三价,提高了地下水的毒性并滞留聚集。探讨了F、As富集和中毒的机理和生态地球化学危害评价,提出了治理和外围调查预测建议。     

砷的地球化学特征与研究方向

砷的毒性在古代就因砒霜而广为人知,国际癌症研究会将砷列为第一类致癌物。目前,世界上有数以百万计的人受到砷中毒的威胁,砷污染事件在世界范围都有报道。环境中的砷的来源很复杂,有自然因素引起的砷污染(主要是地质成因砷污染),也有人为活动带来的砷污染,还有二者共同作用形成的砷污染。此外,砷还可以通过各种自然的地球化学过程和生物过程进行迁移转化,直接或间接对人和动物等产生危害。文章从砷的来源与分布、砷的毒性和危害、砷的迁移转化、生物在砷循环中作用的新认识等方面进行论述,并针对目前国内外砷污染研究现状,提出在已有研究基础上,建议在河套地区进一步开展砷元素地球化学及人体健康关系研究。     

地下水砷污染分析

阐述了含砷黄铁矿等含砷矿物以及岩石矿物附着砷等天然来源,同时从气候、环境地质以及水化学环境等方面分析了砷在地下水中的迁移和富集规律。研究表明:干旱、半干旱地区、封闭的地形地貌、断裂凹陷等外部环境有利于高砷地下水的形成,同时含水介质性质、地下水径流条件以及地下水中pH值、Eh值、不同的无机和有机组分对砷在地下水中迁移富集起着重要作用。在此基础上从砷的“来源—影响因素—影响过程—高砷形成”角度提出了地下水砷污染的成因模式,对砷中毒病区的环境问题调查与地下水砷污染的防治具有重要参考价值。     

秦岭卡林型金矿床金、砷地球化学探讨

讨论了秦岭卡林型金矿床中Ａｕ 、Ａｓ 的元素地球化学、矿物学特征。在含矿岩系中获得的Ａｕ、Ａｓ 等成矿元素初始含量较高,且主要集中在成岩黄铁矿中。在矿石样品中对含砷硫化物矿物的研究表明,Ａｕ 、Ａｓ 在矿物显微结构中具有强的正相关性。在大量金进入到硫化物结构之前,就已有［ＡｓＳ］３ － 的存在。在含砷硫化物矿物中,金多半以一种带电类型（Ａｕ３ ＋） 存在, 它很可能替代铁位置上的过剩砷, 以固溶体方式沉淀于硫化物矿物中。此时, 黄铁矿构成（Ａｕ３ ＋ ,Ｆｅ２ ＋）（［ＡｓＳ］３ － ［Ｓ２］２ － ）,毒砂构成（Ａｕ３ ＋ ,Ｆｅ２ ＋）（［ＡｓＳ］３ － ［ＡｓＳ］３ －） 。通过电子探针（ＥＭＰ） 和透射电镜（ＴＥＭ） 对秦岭卡林型金矿含砷硫化物矿物中金的赋存状态的研究表明,在金的成矿作用早期阶段, 金主要以固溶体形式优先富集于含砷黄铁矿和毒砂及砷黝铜矿之中,并且认为是以金的氧化和砷的还原的共沉淀方式发生的。在此之后的金成矿作用晚期阶段,由于热液蚀变和结晶作用程度的增高,寄主矿物耐熔性质相对降低,加之金本身的聚集能力,和因过量砷加入而造成的含砷硫化物矿物的晶格缺陷,致使已形成的固溶体金以“出溶”形式发生再分布,赋存于硫化物矿物晶粒     

墨西哥地下水中的砷和氟化物

墨西哥各区含水层的监测结果表明,地下水砷浓度和氟浓度都高于饮用水标准,调查表明,污染物是原生的;而少数区域的监测结果表明,污染主要是由于对水特殊处理后,将一些有毒元素释放到地下水中所致。在墨西哥北部Comarca Lagunera,就砷对健康的影响进行了大量的研究,而且在这些区域还发现了高氟水。这些地方砷的来源问题仍有争议。天然的和人为排放的砷污染了采矿活动频繁区域的地下水。墨西哥中部Zimapan裂隙石灰岩含水层被富砷矿物污染。尾矿和富含烟气的沉积物的冶炼污染了浅层小颗粒含水层（granular aquifer）。在SanAntonio-El Triunfo采矿区、加利福尼亚南部Baja和San Luis Potosi州的Santa Maria de la Paz也报道砷污染的情况。水文地球化学和统计学手段调查表明,即便不采矿,毒砂氧化也可能污染水体,如墨西哥高原的Independencia含水层就是这样的实例。在Los Azufres、Los Humeros和Acoculco地热区也有高浓度的砷检出,在Aguascalientes、Los Azufres、Los Humeros和Acoculco州调查了氟斑牙的发病率。水中的氟化物导致酸性的火山岩分解。墨西哥大部分居民都饮用地下水。目前对墨西哥地质概况的调查表明,在所有的水富集区,必须把测定地下水砷和氟化物浓度的工作提到日程上来,进行学科间的研究,评价污染物的来源。     

大同盆地地下水中砷的富集规律及成因探讨

大同盆地地下水中砷主要富集在黄水河与桑干河的河间洼地及洪积-冲湖积平原的交接洼地,盆地中心的山阴一带是砷的主要富集区。垂向上,富集在2 0～2 0 0m承压孔隙水中。其中,2 0～40m及10 0～15 0m是主要富集段。盆地周边广布的太古界变质岩及中生界煤系地层是砷的原生物源,盆地内富含有机质的湖相沉积物为次生富砷介质,水化学还原环境是砷由沉积物向地下水中溶解的主要因素。断裂凹陷、低洼地形及细粒的含水介质是形成砷富集的有利条件。     

湖北黄石地区水体砷背景及其污染的环境地球化学研究

对黄石地区各类水体中砷元素的地球化学特征及污染调查研究表明:1)区域各类水体砷的背景值含量范围为0.52~5.46μg/L,这一值代表了研究区各类水体富砷的化学组成特征.2)区域地质是制约区域水体背景值的主导因素.碎屑岩区水体中As的含量相对较高,pH为中-酸性(6.54~7.14),电导率也很高(R:600~1860μΩ^-1).3)区域水环境污染有两类,一类自然污染源是中生代中酸性岩体与与碳酸盐岩接触带夕卡岩型矿体矿化裂隙水及流经二叠系梁山煤组(P₁l)和龙潭组(P₂l)煤系溪水;另一类是人为污染源,它们是选矿厂、化工厂、有色金属冶炼厂等工业废水.4)各类水体中砷元素的含量、元素组合及pH、E_c等特征明显不同.     

煤中砷的迁移及富集机理

As是煤中的毒害性元素之一，煤在开采、运输、燃烧以及其它加工利用过程中，煤中的As进入大气、水及土壤中，对环境造成严重危害。通过详细对As的赋存特征、迁移规律和富集机理的讨论，为高砷煤的利用和对砷污染的控制提供了理论依据。     

地下水中砷赋存状态与砷中毒地方病——以内蒙古河套地区为例

地方性生物地球化学砷中毒是一种较常见的地方病.通过对内蒙古河套地区的水砷价态进行调查,分析了砷价态的分布情况及对病情的影响程度.研究表明,水砷总含量与As<'3+>含量呈正相关关系.水砷总体含量越高(As<'3+>含量也同样增高),地砷病症状也越严重.病区居民饮用砷含量超标的水时间越长,砷中毒症状越明显.     

砷的水地球化学及其环境效应

砷在水环境中的迁移和富集可以产生严重的砷污染，砷在自然水系中主要以无机砷酸盐（AsO4^3-）和亚砷酸盐（AsO3^3-）两种形式存在，而砷的有机化合物的含量一般都很低，砷酸盐在富氧化性的水体中占优势，而亚砷酸盐则富集于还原性水体中，水体中As3 和As5 的相对含量主要受氧化还原条件和一些吸附一解吸平衡过程控制，As3 类比As5 类的毒性强得多，而无机砷化合物比有机砷化合物的毒性大，在pH值为5－6时，As^5 不易被还原成气态AsH3，而s^3 却能定量地被还原出来，根据这一性质，可完成水体中As3 和As5 的测定，砷在饮用水中的安全阀值仅为10ug/L，水体中高砷的危害可以通过水质净化予在消除或降低，铁的化学沉淀和吸附法，石灰软化法，活性氧化铝净化法和逆流渗透法等都可以有效地去除或降低饮用水中砷的含量。     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。     

聚煤盆地富煤规律研究综述及展望

聚煤盆地富煤规律是煤地质学研究之焦点。富煤规律研究的突出进展主要包括聚煤模式、富煤带和富煤单元以及现代泥炭比较沉积学研究。尤其是近年来富煤单元和现代泥炭比较沉积学研究更清楚地揭示煤赋存规律与成因煤相和工艺煤相之间的内在联系,从而为聚煤盆地优质煤的预测提供有效的方法。