含氧溶液中毒砂氧化溶解的XAFS研究

張國慶 張明美 王少鋒 賈永鋒

1（中國科學院沈陽應用生態研究所 污染生態與環境工程重點實驗室 沈陽 110016）2（中國科學院大學 北京 100049）

含氧溶液中毒砂氧化溶解的XAFS研究

張國慶1,2張明美1王少鋒1賈永鋒1

1（中國科學院沈陽應用生態研究所 污染生態與環境工程重點實驗室 沈陽 110016）2（中國科學院大學 北京 100049）

毒砂的氧化溶解是環境As污染的重要來源之一。本研究對毒砂的氧化反應過程及產物進行了研究。考察了不同參數：pH、溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)對毒砂氧化反應的影響，利用X射線吸收精細結構(X-ray Absorption Fine Structure, XAFS)分析了毒砂氧化過程中As的形態轉化。XAFS光譜學數據表明，pH=4時，毒砂發生較強的氧化反應，釋放的As(V)被氧化過程中形成的鐵氧化物吸附；pH=7時，毒砂氧化釋放的As(III)被鐵氧化物吸附，表面存在少量的類似雄黃(AsS)的物質；而pH=9時，毒砂幾乎不發生氧化，表面只存在少量的硫代亞砷。結果表明，pH是影響毒砂氧化的重要因素。中堿性條件下，毒砂氧化反應釋放出的Fe快速形成了Fe的氧化物沉淀，包裹在毒砂的表面，阻礙毒砂繼續氧化。

毒砂，氧化反應，鐵氧化物，X射線吸收精細結構

水土砷污染對環境和人類健康造成了嚴重的危害，是世界性的環境問題[1-3]。自然環境中的As主要來源于人為砷排放與自然砷釋放，水體中砷的自然釋放過程主要是Fe、Mn氧化物上的As的解吸和含砷礦物的氧化溶解[4-5]。自然界中的含As礦物主要有毒砂、雄黃、雌黃以及含As黃鐵礦等。毒砂和含砷黃鐵礦的氧化溶解，產生大量的高濃度含As酸性廢水[6-8]。……