目錄 前言 第1章 砷的化學與毒理學特性 1 1.1 砷的化學性質 1 1.1.1 砷的單質 1 1.1.2 砷的氫化物 2 1.1.3 砷的氧化物及其水合物 2 1.1.4 砷的硫化物 3 1.2 砷的環(huán)境化學特性 3 1.2.1 砷的水化學特性 3 1.2.2 砷的土壤化學 7 1.2.3 砷的大氣化學 8 1.3 砷的毒性與毒理學 10 1.3.1 不同形態(tài)砷的毒性 10 1.3.2 無機砷的致毒機制 10 1.3.3 砷的微生物毒性 11 1.3.4 砷對植物生長的影響與作用機制 16 1.3.5 砷的動物毒性及致毒機制 19 1.3.6 人體砷中毒癥狀與機制 22 1.4 環(huán)境介質中砷暴露 25 1.4.1 飲用水暴露 25 1.4.2 呼吸暴露 26 1.4.3 皮膚接觸暴露 26 1.4.4 食物鏈傳遞與食物攝入 27 1.4.5 與砷相關的標準 29 參考文獻 32 第2章 砷污染與控制 41 2.1 砷的環(huán)境污染狀況 41 2.1.1 水體砷污染 41 2.1.2 土壤砷污染 45 2.1.3 涉砷行業(yè)固體廢物與危險廢物 47 2.1.4 砷大氣排放與干濕沉降 49 2.2 地下水砷污染成因 50 2.2.1 地下水砷的來源 50 2.2.2 地下水砷污染形成機制 50 2.3 典型國家地下水砷污染控制 55 2.3.1 孟加拉國砷污染控制 55 2.3.2 中國砷污染形成與控制 58 2.3.3 美國砷污染及防治 63 參考文獻 64 第3章 飲用水除砷方法概述 70 3.1 飲用水除砷原理 70 3.2 飲用水除砷方法 70 3.2.1 砷的價態(tài)轉化 70 3.2.2 溶解態(tài)砷向顆粒態(tài)砷的轉化 77 3.2.3 顆粒態(tài)砷的固液分離 87 3.2.4 砷的直接膜濾去除 88 3.3 除砷吸附劑與反應器 93 3.3.1 除砷吸附劑 94 3.3.2 吸附除砷的單元操作 116 3.4 影響飲用水除砷關鍵因素 118 3.4.1 天然有機物的影響 118 3.4.2 磷酸鹽的影響 120 3.4.3 硅酸鹽的影響 121 3.4.4 鈣離子的影響 127 3.4.5 亞鐵離子的影響 130 3.5 其他除砷新方法 131 3.5.1 零價鐵法 131 3.5.2 電化學法 133 3.5.3 生物錳法 135 3.5.4 生化法 140 參考文獻 141 第4章 復合氧化物除砷—材料與機理 158 4.1 鐵錳復合氧化物—制備與表征 158 4.1.1 鐵錳復合氧化物制備 158 4.1.2 鐵錳復合氧化物表征 159 4.2 鐵錳復合氧化物—吸附除砷性能 165 4.2.1 不同制備條件下鐵錳復合氧化物的除砷性能 165 4.2.2 鐵錳復合氧化物除砷過程的宏觀吸附行為 168 4.2.3 鐵錳復合氧化物除砷的影響因素 172 4.2.4 鐵錳復合氧化物除砷過程中金屬離子溶出 176 4.3 鐵錳復合氧化物—除砷微界面作用機制 177 4.3.1 砷吸附前后吸附劑表面性質變化 178 4.3.2 鐵錳復合氧化物吸附As(Ⅲ)的微界面過程 181 4.3.3 鐵錳復合氧化物吸附As(Ⅴ)的微界面過程 190 4.3.4 鐵錳復合氧化物除砷的X射線吸收光譜分析 195 4.3.5 鐵錳復合氧化物除砷機理 204 4.4 鐵錳復合氧化物—去除有機砷 205 4.4.1 有機砷在鐵錳復合氧化物表面的吸附行為 205 4.4.2 p-ASA在氧化錳表面氧化吸附過程與機制 226 參考文獻 237 第5章 一步法除砷技術與工藝 243 5.1 吸附除砷性能評估 243 5.1.1 靜態(tài)等溫吸附模型 243 5.1.2 吸附動力學模型 245 5.1.3 固定床動態(tài)吸附模型 245 5.2 吸附劑原位負載型除砷技術與工藝 248 5.2.1 原位負載型除砷工藝思路 248 5.2.2 原位負載型除砷吸附劑 249 5.2.3 原位負載型鐵錳復合氧化物表征 254 5.2.4 原位負載型鐵錳復合氧化物靜態(tài)吸附性能 257 5.2.5 原位負載型鐵錳復合氧化物動態(tài)吸附性能 263 5.2.6 實際含砷地下水除砷現(xiàn)場試驗 272 5.2.7 實際含砷地下水吸附除砷中試 277 5.3 在線制備鐵錳復合氧化物除砷技術與應用工藝 286 5.3.1 工程需求分析與工藝思路 286 5.3.2 試驗材料與方法 287 5.3.3 in situ FMBO強化曝氣-接觸過濾除砷性能 288 5.3.4 in situ FMBO與天然鐵錳氧化物的除砷效果對比 294 5.3.5 投加in situ FMBO前后濾層截留顆粒物表征 300 5.3.6 投加in situ FMBO強化除砷機制 303 5.3.7 in situ FMBO強化除砷長期性能評價 305 5.3.8 in situ FMBO強化除砷生產(chǎn)性試驗 307 5.3.9 in situ FMBO強化除砷反沖洗廢水處理與回用 308 參考文獻 311 第6章 一步法除砷應用工藝與典型工程案例 314 6.1 鐵錳復合氧化物除砷工藝設計 314 6.1.1 原位負載型鐵錳復合氧化物除砷工藝設計 314 6.1.2 原位生成鐵錳復合氧化物的除砷工藝設計 317 6.2 復合氧化物除砷典型工程案例 322 6.2.1 單村除砷水站 322 6.2.2 城鎮(zhèn)中型除砷水廠 322 6.2.3 大中型除砷水廠 325 6.3 高濃度砷污染河流應急治理 328 6.3.1 某水系砷污染背景 328 6.3.2 砷污染治理總體思路 328 6.3.3 水體砷污染治理工程方案 329 6.3.4 水體砷污染治理效果 330