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摘要：随着对公共卫生和人类健康的重视。砷污染和砷中毒问题越来越受到人们的关注。国内外就如何去除饮用水中的砷进行了大量的研究，形成了许多成套的处理技术和方法。本文综述了饮用水中砷的去除方法，对各种除砷技术进行了比较和总结；
关键词：饮用水除砷技术混凝吸附离子交换展望
在环境污染物中，砷是最毒的元素之一，位居污染有毒元素黑名单之首。经世界卫生组织下属的国际癌症研究所(IARC)、美国环境卫生科学研究院(NlEHs)、美国环保局等诸多权威机构研究认定，砷是一种致癌物，可以通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，危害到很多系统的正常功能。为了保证人体健康，世界卫生组织推荐饮用水砷标准为0.01 ma／L，欧盟和美国均采用了此标准。依据2006年12月29日颁布的《生活饮用水卫生标准》 (GB5749 2006)，我国的生活饮用水砷含量标准也由0.05 mg／L改为0.01mg／L。按照此饮用水砷标准，我国砷中毒危害病区的暴露人口高达15007~之多；已确诊患者超过数万人。而且，我国砷中毒病区更具复杂性——高砷同时多伴高氟、高碘／低碘及其他多种元素含量异常。长期饮用高砷水，会引起花皮病或皮肤角质化等皮肤病，黑脚病，神经病，血管损伤，以及增加心脏病发病。饮用水除砷是防治地方性砷中毒的关键措施，所以，安全、有效、经济的饮水除砷方法的研究显得尤为重要。目前，饮用水除砷措施主要可概括为混凝法、吸附法、离子交换法等。下面将一一做详细介绍：
1、混凝法
混凝法是目前在工业生产和处理生活饮用水中运用得最广泛的除砷方法，并且可以很好的使工业污水达到排放标准，使生活饮用水达到饮用标准。最常见的混凝剂是铁盐，如三氯化铁、硫酸亚铁、氯化铁；铝盐，如硫酸铝、碱性氯化铝、聚合氯化铝；还有硅酸盐、碳酸钙、煤渣(主要成分是siO25和A1203有骨架结构和微孔)经粉碎及高温培烧活化后做混凝剂，另外还有聚硅酸铁(PFSC)、无机铈铁(稀土基材料)等做混凝剂。研究表明，铁盐的除砷效果好于铝盐，而且对五价A s的去除效果明显好于三价As，所以在除砷过程中常对所处理的水进行预氧化，把三价As氧化为五价As，再进行混凝，为了提高氧化效果，有时还会加入催化剂促进氧化。袁涛等人通过正交试验，观察混凝剂成分变化、助凝剂的添加等因素对除砷效果的影响，发现当混凝剂成分分别为硫酸铁、硫酸铝、硫酸铁与硫酸铝聚合而成的复合物(质量比3：1)、硫酸铁和硅酸钠的聚台物(si02含量约2％)时，单纯用硫酸铁的除砷效果是最好的，在待除砷水中添加活性炭或高岭土对上混凝剂的除砷效率无明显增强作用。但采取过滤措施后.砷去除率明显提高，这说明混凝剂水解产物形成的胶体颗粒吸附有砷，同时在pH值较高时铁离子还会产生大量的氢氧化铁胶体，这种胶体具有较大的比表面和较高的吸附能力，能和砷酸根发生吸附共沉淀，使砷的去除率明显提高。一般认为，混凝剂投加后，能够促使溶解状态的砷向不溶的含砷反应产物转变，从而达到将砷从水中去除的目的。该过程可概括整理成以下三个方面：(1)沉淀作用，水解的金属离子与砷酸根形成沉淀；(2)共沉淀作用.在混凝剂水解聚合一沉淀过程中.砷通过被吸附、包裹、闭合(或络合)等作用而随水解产物一起沉淀；(3)吸附作用，砷被混凝剂形成的不溶性水解产物表面所吸附。后2种机制可能更为重要，因为在饮水除砷处理中，一般pH>5.5，该条件下不易形成FeAs04沉淀。
混凝法方法需要大量的混凝剂，产生大量的含砷废渣无法利用，且处理困难，长期堆积则容易造成二次污染，因此该方法的应用受到一定的限制。
2，吸附法
吸附法是一种简单易行的水处理技术，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系。该方法是以具有高比表面积、不溶性的固体材料作吸附剂，通过物理吸附作用、化学吸附作用或离子交换作用等机制将水中的砷污染物固定在自身的表面上，从而达到除砷的目的。主要的除砷吸附剂有活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石以及天然或合成的金属氧化物及其水合氧化物等。李艳红等比较了活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石的动态效果，结果发现，在条件一致的情况下，小颗粒活性氧化铝除三价砷效率可达80％，除五价砷效率达86％；而骨炭只有25％和50％，活性炭为25％和44％，沸石为10％和30％。表明活性氧化铝除砷效率明显优于其他净水剂。凌波等人对强化除砷净水剂进行了除砷试验，结果发现，这种以粉末活性碳和不同产地骨炭作骨架、改性后加工而成的强化净水剂，除砷容量及除砷效率均比原材料高50倍，比市售除砷材料高10倍，除砷性能专一，只去除水中的砷，不改变水中其他元素的组成和含量，对原水pH也无严格要求，可以使用简单方法再生。李曼尼等研究了微波法磷改性斜发沸石的结构及其对水中砷的去除，发现斜发沸石微波磷改性后：(1)晶胞体积收缩，相对结晶度降低，比表面积、孔体积和微孔体积明显减小。(2)可以改变沸石骨架上原子的键合方式。(3)除砷量明显增大，去除水中砷的能力更强。改性前，矿样除砷属表面物理吸附机理，改性后，矿样除砷属阴离子交换机理。梁慧锋等人就新生态Mn02对水中三价砷去除作用进行了研究，发现新生态Mn02对三价As有很好的去除效果，三价As的去除是吸附和氧化共同作用的结果，其去除率高、作用速度快，去除效果只受pH的影响，是非专性吸附过程，去除过程中三价As浓度的减少符合二级動力学方程，等温吸附过程符合Langmuir$~Frundlich方程，最大吸附量分别为50.76、63.7，mg／g阳离子Ca2+、F e2+、Fe3+等的加入，可以使三价A s的去除率接近100％，s042和P043等阴离子与三价As发生竞争吸附，使三价As去除率降低。还有人用纳米二氧化钛、铝和稀土元素的金属氧化物或氢氧化物、铈铁复合材料等做吸附剂除砷。
用吸附法除砷效果易受有机物、pH值、水中砷的存在形态及浓度、其它阴阳离子成分及浓度的影响，且吸附剂材料价格较贵，笔者认为可采用适当的预处理措施，如采用多级过滤后再使用吸附剂。 3、离子交换法 离子交换法也是一种有效的脱砷方法，其运用于除砷也越来越广泛。刘瑞霞等制备了一种新型离子交换纤维，该离子交换纤维对砷酸根离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。胡天觉等合成制备了一种对三价As离子高效选择性吸附的螯合离子交换树脂，用该离子交换柱脱砷，溶液脱砷率高，脱砷溶液中砷含量完全达标，而且离子交换柱用氢氧化钠(含5％硫氢化钠)作洗脱液洗涤，可完全回收三价AS并使树脂再生循环利用。
由于离子交换法投资高，操作较复杂，原水中含其它盐量较高时，需对原水进行预处理，需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物。
4、其他方法
其他方法如反渗透法在对生活饮用水进行除砷的实验中也取得了良好的效果，是一种有效的除砷方法，但该法还只停留在实验阶段，实际中还未得到应用。有利用电吸附技术去除水中砷，也取得了较好的效果。还有用改进的飞灰床过滤去除饮用水中的砷的方法，过滤结果令人满意。
另外美国Solmetex公司成功研制了一种突破性的饮用水纳米除砷技术，该技术已经在美国西南部进行了多次现场试验，并成功地展示了其处理能力和效果。而目前热门的还有生物除砷法，该法具有除砷效果好，费用低，处理后二次污染小等优点，但多用于废水除砷，而用于饮用水除砷还少见报道。等等。
以上所述的各种方法均存在着各自的优缺点，随着水质的日益复杂，今后的除砷技术将朝着多种药剂联合使用，几种方法结合处理的研究方向发展，且需要研究出高效价廉的除砷材料以适应砷的饮水标准日趋严格的要求，同时，生物除砷法也将成为具有发展前途的处理方法。此外，我国饮用高砷水人群大多居住于农村，所以迫切需要用于家庭除砷器或适于集中供水的除砷设备的研制。我们期待着安全、高效、经济的除砷新技术、新工艺、新材料、新设备的出现
关键词：饮用水除砷技术混凝吸附离子交换展望
在环境污染物中，砷是最毒的元素之一，位居污染有毒元素黑名单之首。经世界卫生组织下属的国际癌症研究所(IARC)、美国环境卫生科学研究院(NlEHs)、美国环保局等诸多权威机构研究认定，砷是一种致癌物，可以通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，危害到很多系统的正常功能。为了保证人体健康，世界卫生组织推荐饮用水砷标准为0.01 ma／L，欧盟和美国均采用了此标准。依据2006年12月29日颁布的《生活饮用水卫生标准》 (GB5749 2006)，我国的生活饮用水砷含量标准也由0.05 mg／L改为0.01mg／L。按照此饮用水砷标准，我国砷中毒危害病区的暴露人口高达15007~之多；已确诊患者超过数万人。而且，我国砷中毒病区更具复杂性——高砷同时多伴高氟、高碘／低碘及其他多种元素含量异常。长期饮用高砷水，会引起花皮病或皮肤角质化等皮肤病，黑脚病，神经病，血管损伤，以及增加心脏病发病。饮用水除砷是防治地方性砷中毒的关键措施，所以，安全、有效、经济的饮水除砷方法的研究显得尤为重要。目前，饮用水除砷措施主要可概括为混凝法、吸附法、离子交换法等。下面将一一做详细介绍：
1、混凝法
混凝法是目前在工业生产和处理生活饮用水中运用得最广泛的除砷方法，并且可以很好的使工业污水达到排放标准，使生活饮用水达到饮用标准。最常见的混凝剂是铁盐，如三氯化铁、硫酸亚铁、氯化铁；铝盐，如硫酸铝、碱性氯化铝、聚合氯化铝；还有硅酸盐、碳酸钙、煤渣(主要成分是siO25和A1203有骨架结构和微孔)经粉碎及高温培烧活化后做混凝剂，另外还有聚硅酸铁(PFSC)、无机铈铁(稀土基材料)等做混凝剂。研究表明，铁盐的除砷效果好于铝盐，而且对五价A s的去除效果明显好于三价As，所以在除砷过程中常对所处理的水进行预氧化，把三价As氧化为五价As，再进行混凝，为了提高氧化效果，有时还会加入催化剂促进氧化。袁涛等人通过正交试验，观察混凝剂成分变化、助凝剂的添加等因素对除砷效果的影响，发现当混凝剂成分分别为硫酸铁、硫酸铝、硫酸铁与硫酸铝聚合而成的复合物(质量比3：1)、硫酸铁和硅酸钠的聚台物(si02含量约2％)时，单纯用硫酸铁的除砷效果是最好的，在待除砷水中添加活性炭或高岭土对上混凝剂的除砷效率无明显增强作用。但采取过滤措施后.砷去除率明显提高，这说明混凝剂水解产物形成的胶体颗粒吸附有砷，同时在pH值较高时铁离子还会产生大量的氢氧化铁胶体，这种胶体具有较大的比表面和较高的吸附能力，能和砷酸根发生吸附共沉淀，使砷的去除率明显提高。一般认为，混凝剂投加后，能够促使溶解状态的砷向不溶的含砷反应产物转变，从而达到将砷从水中去除的目的。该过程可概括整理成以下三个方面：(1)沉淀作用，水解的金属离子与砷酸根形成沉淀；(2)共沉淀作用.在混凝剂水解聚合一沉淀过程中.砷通过被吸附、包裹、闭合(或络合)等作用而随水解产物一起沉淀；(3)吸附作用，砷被混凝剂形成的不溶性水解产物表面所吸附。后2种机制可能更为重要，因为在饮水除砷处理中，一般pH>5.5，该条件下不易形成FeAs04沉淀。
混凝法方法需要大量的混凝剂，产生大量的含砷废渣无法利用，且处理困难，长期堆积则容易造成二次污染，因此该方法的应用受到一定的限制。
2，吸附法
吸附法是一种简单易行的水处理技术，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系。该方法是以具有高比表面积、不溶性的固体材料作吸附剂，通过物理吸附作用、化学吸附作用或离子交换作用等机制将水中的砷污染物固定在自身的表面上，从而达到除砷的目的。主要的除砷吸附剂有活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石以及天然或合成的金属氧化物及其水合氧化物等。李艳红等比较了活性氧化铝、活性炭、骨炭、沸石的动态效果，结果发现，在条件一致的情况下，小颗粒活性氧化铝除三价砷效率可达80％，除五价砷效率达86％；而骨炭只有25％和50％，活性炭为25％和44％，沸石为10％和30％。表明活性氧化铝除砷效率明显优于其他净水剂。凌波等人对强化除砷净水剂进行了除砷试验，结果发现，这种以粉末活性碳和不同产地骨炭作骨架、改性后加工而成的强化净水剂，除砷容量及除砷效率均比原材料高50倍，比市售除砷材料高10倍，除砷性能专一，只去除水中的砷，不改变水中其他元素的组成和含量，对原水pH也无严格要求，可以使用简单方法再生。李曼尼等研究了微波法磷改性斜发沸石的结构及其对水中砷的去除，发现斜发沸石微波磷改性后：(1)晶胞体积收缩，相对结晶度降低，比表面积、孔体积和微孔体积明显减小。(2)可以改变沸石骨架上原子的键合方式。(3)除砷量明显增大，去除水中砷的能力更强。改性前，矿样除砷属表面物理吸附机理，改性后，矿样除砷属阴离子交换机理。梁慧锋等人就新生态Mn02对水中三价砷去除作用进行了研究，发现新生态Mn02对三价As有很好的去除效果，三价As的去除是吸附和氧化共同作用的结果，其去除率高、作用速度快，去除效果只受pH的影响，是非专性吸附过程，去除过程中三价As浓度的减少符合二级動力学方程，等温吸附过程符合Langmuir$~Frundlich方程，最大吸附量分别为50.76、63.7，mg／g阳离子Ca2+、F e2+、Fe3+等的加入，可以使三价A s的去除率接近100％，s042和P043等阴离子与三价As发生竞争吸附，使三价As去除率降低。还有人用纳米二氧化钛、铝和稀土元素的金属氧化物或氢氧化物、铈铁复合材料等做吸附剂除砷。
用吸附法除砷效果易受有机物、pH值、水中砷的存在形态及浓度、其它阴阳离子成分及浓度的影响，且吸附剂材料价格较贵，笔者认为可采用适当的预处理措施，如采用多级过滤后再使用吸附剂。 3、离子交换法 离子交换法也是一种有效的脱砷方法，其运用于除砷也越来越广泛。刘瑞霞等制备了一种新型离子交换纤维，该离子交换纤维对砷酸根离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。胡天觉等合成制备了一种对三价As离子高效选择性吸附的螯合离子交换树脂，用该离子交换柱脱砷，溶液脱砷率高，脱砷溶液中砷含量完全达标，而且离子交换柱用氢氧化钠(含5％硫氢化钠)作洗脱液洗涤，可完全回收三价AS并使树脂再生循环利用。
由于离子交换法投资高，操作较复杂，原水中含其它盐量较高时，需对原水进行预处理，需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物。
4、其他方法
其他方法如反渗透法在对生活饮用水进行除砷的实验中也取得了良好的效果，是一种有效的除砷方法，但该法还只停留在实验阶段，实际中还未得到应用。有利用电吸附技术去除水中砷，也取得了较好的效果。还有用改进的飞灰床过滤去除饮用水中的砷的方法，过滤结果令人满意。
另外美国Solmetex公司成功研制了一种突破性的饮用水纳米除砷技术，该技术已经在美国西南部进行了多次现场试验，并成功地展示了其处理能力和效果。而目前热门的还有生物除砷法，该法具有除砷效果好，费用低，处理后二次污染小等优点，但多用于废水除砷，而用于饮用水除砷还少见报道。等等。
以上所述的各种方法均存在着各自的优缺点，随着水质的日益复杂，今后的除砷技术将朝着多种药剂联合使用，几种方法结合处理的研究方向发展，且需要研究出高效价廉的除砷材料以适应砷的饮水标准日趋严格的要求，同时，生物除砷法也将成为具有发展前途的处理方法。此外，我国饮用高砷水人群大多居住于农村，所以迫切需要用于家庭除砷器或适于集中供水的除砷设备的研制。我们期待着安全、高效、经济的除砷新技术、新工艺、新材料、新设备的出现