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地下水砷污染是全球性的环境问题,硫代砷酸盐作为一种新识别的砷形态受到国内外专家学者的广泛关注。本文选取干旱半干旱气候的高砷地下水地区--河套平原和湿润气候的高砷地下水地区--江汉平原作为代表性的研究区,基于野外调查结果和热力学数据,采用Phreeqc软件模拟分析高砷地下水中硫代砷酸盐形态及其分布特征,识别影响砷形态分布的主要因素。根据模拟结果,针对研究区主要存在的一硫代砷酸盐这一砷形态,建立了标准物质的制备流程,研发了在线同时检测水中砷酸盐、亚砷酸盐和一硫代砷酸盐的LC-HG-AFS测试新技术。在此基础上,设计室内静态批实验,探讨分析了一硫代砷酸盐在不同介质上的吸附动力学、吸附热力学特征,查明了pH、固液比等因素对一硫代砷酸盐吸附行为的影响。本研究得到的主要结论如下:(1)河套平原和江汉平原地下水中,As(Ⅲ)/As(Ⅴ)是决定其砷形态分布特征的氧化还原电位体系。高砷地下水中砷形态的分布特征与地下水中硫化物的含量密切相关,随着地下水中硫化物浓度增加,地下水中亚砷酸盐含量呈现减少趋势,硫代砷酸盐含量呈现增加趋势;(2)河套平原和江汉平原地下水中砷形态均以亚砷酸盐均为主,硫代砷酸盐次之。其中,硫代砷酸盐以一硫代、三硫代和四硫代砷酸盐为主,硫代亚砷酸盐以一硫代亚砷酸盐为主。河套平原地下水中砷酸盐含量相对较高,仅次于亚砷酸盐和硫代砷酸盐含量。硫代亚砷酸盐含量最少,低于总砷含量的1%。而江汉平原高砷地下水中硫代亚砷酸盐和砷酸盐含量均处于较低水平,均不足总砷含量的1%;(3)在实验室内合成了纯度为98.16%的一硫代砷酸钠化合物(Na3AsO3S·7H2O),建立了在线分析亚砷酸盐、砷酸盐和一硫代砷酸盐的LC-HG-AFS新方法。一硫代砷酸盐浓度35.80358.03μg/L范围内,线性相关系数R2=99.98%,方法检出限为33.03μg/L,误差最小为-0.11%;(4)一硫代砷酸盐在砂石和土壤沉积物上的吸附均在24 h左右达到平衡。然而,亚砷酸盐和一硫代砷酸盐共存条件下,一硫代砷酸盐在土壤沉积物上吸附24 h达到平衡后,一硫代砷酸盐和亚砷酸盐会继续被氧化形成砷酸盐,导致原有的吸附平衡被打破,溶液中一硫代砷酸盐的浓度进一步降低;(5)一硫代砷酸盐在砂石和土壤沉积物上单层吸附下的最大吸附量分别为21.64和296.00μg/g。当固液比(m/v)在11.166.7 g/L范围时,一硫代砷酸盐在砂石上的平衡吸附量(Qe)呈线性降低;m/v≥66.7时,随着m/v的增大Qe缓慢降低。当pH在710范围内时,Qe处于较低的水平。大量野外调查发现我国高砷地下水多处于中性偏碱性的环境,这意味着我国高砷地下水中的一硫代砷酸盐含量整体上处于较高浓度的水平。