水体中锑污的治理现状与研究进展.doc

一、引言 锑（antimony），元素符号为Sb，取自其拉丁文名stibium，属于元素周期表中第Ⅴ主族，原子序数51。锑是两性稀有金属，总共有四种 价态（-3，0，+3，+5），后两者为环境中的主要价态 。环境中的锑污染来自两部分：1、人为污染，这部分包括含锑的生活垃圾，采矿作业造成的粉尘、废水、废渣，汽油和火电站所用的煤炭等含锑燃料的燃烧。2、 自然污染，它主要指富集锑地区如锑矿区、，某些温泉和地热地带因其特殊的地质条件造成周围环境的含锑量偏高现象。Nriagu等指出，人为污染要比自然污 染严重得多。受岩石风化、雨水冲刷和人为排放等因素的影响，天然水体将最终成为大部分锑的环境归宿。锑以各种化合物形式或以悬浮态或以溶解态存在于水环境 中。一些研究表明，锑对生物和人体有慢性毒性和致癌性。锑污染问题不容忽视。有关环境中的锑污染及其分布、毒性国外已有文献报道。本文在综述国内外文献的 基础上，对水中锑的各种去除方法进行评述，为锑污染的治理和研究工作提供参考。 二、锑的毒性和环境标准 锑不是生物体必需的元素。不同价态的锑毒性大小顺序如下：0价+3（Ⅲ）价 +5（Ⅴ）价有机锑。其中三价锑的毒性比五价锑高十倍。基于对锑的毒性研究，一些学者得到了土壤中锑的最大允许浓度为3.5-5mg/kg。 　 　 美国环保局和欧盟分别在1979年和1976年将锑列为优先考虑的污染物，日本环卫厅也将其列为密切关注的污染物。世界各国都对锑制定了严格 的环境标准。德国规定人体每日平均吸锑量为23μgSb/d。欧盟规定饮用水中锑的最大允许浓度（maximum admissible concentration）为5μg/L。日本规定为2μg/L。美国环保局将饮用水中锑的MCLG（maximum contaminant level goal）和MCL（maximum contaminant level）值均定为6μg/L。世界卫生组织基于从家鼠身上观测到的0.43mg/(kg.d)的致病含锑量，规定饮用水中的锑含量应低于5μg/L。 我国也对环境中的锑作了相应的限值规定。我国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和《生活饮用水卫生规范》（卫生部，2001年）中均将锑 的限值定为5μg/L。《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）规定水厂出水中锑10 μg/L，同时还规定饮用水水源中锑50 μg/L。 三、天然水体中锑的价态、形态及反应 1、分析方法与仪器 有效、迅速、灵敏的检测分析方法是研究锑在环境中的形态、迁移、转化规律的必需条件，相关的研究和文献也比较多。随着科研工作者的努力和分析方法的 不断改进，锑的价态分析（即分析出样品中不同价态的锑的含量）已经拥有一套比较成熟的理论和方法。目前，常用的价态分析方法有分光光度法、电化学分析法、 原子光谱法等。随着富集、分离手段的改进，原子荧光光谱法、氢化物发生电感耦合等离子体质谱（HG-ICP-MS）、氢化物发生电感耦合等离子体原子发射 光谱法(HG-ICP-AES)等新方法在价态分析方面已达到令人满意的检测限。1981年Andreaa将色谱分析方法引入对锑的分析检测，利用氢化物 发生气相色谱原子吸收光谱（HG-GC-AAS）发现天然水体中MSA（（CH3）SbO（OH）2）和DMSA（（CH3）2SbO（OH））。利用色 谱加元素特征检测器不仅可以分析出不同价态的锑，而且可以根据不同有机物的色谱行为分离测定各种烷基锑化合物（目前是甲基锑），并可预测未知锑的形态 [14]。不过，色谱和元素特征检测器联用检测无机锑的检测限目前还不够理想。总之，由于锑的形态分析手段的滞后，世界各国当前只能对总锑建立相应的环境 标准，而无法依据锑不同价态化合物毒性大小作更细致的规定。 2、锑离子的水解 锑离子在水中主要以三价、五价存在。锑的简单化合物在水中的溶解度极低：Sb2O3在100℃时的溶解度为万分之一，常温下则更低，其 Ksp=1.5×10-93；Sb4O6在常温下是万分之二[15]。可能是由于溶解度极低的缘故，文献中少有关于锑的水解反应常数的记载，而主要是对水 体中不同价态锑分布的机理和影响因素进行研究。目前学术界较为一致的认识可归纳为 　　 （1）、三价锑离子在pH较宽范围（约 2～10）内以中性分子（Sb（OH）3或SbO（OH）或HsbO2）存在，强酸环境下的存在形式为SbO+或Sb（OH）2+，强碱环境下是 SbO2-或Sb（OH）4-，游离态的Sb3+只可能存在于极端酸性的环境中。 （2）、五价锑离子在弱酸、中性和碱性范围内以 Sb（OH）6-或SbO3-形式存在，强酸条件下存在形式为SbO2-。 （3）、基于热力学实验，两种价态之间的转换存在如下理论，根据上式 推论，在富氧水体中（如地表水），三