金属离子对有机砷剂洛克沙砷於针铁矿表面吸/脱附之影响

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作者王少暐
来源成功大学工学院环境工程学系
出版年2014
摘要
洛克沙砷(roxarsone,ROX)为一芳香烃有机砷化合物(aromatic organoarsenical),常被应用於畜牧动物饲料添加剂。其中含有之砷污染物可能随着动物粪便或是经由动物粪便所制成的有机肥料传输至环境当中,不只威胁到人类的健康,也增加微生物产生抗药性的潜在风险。本研究主要针对洛克沙砷在环境中的传输现象进行探讨,阴离子方面以氢氧根(OH-)与磷酸根(HPO42-)当作竞争离子,而阳离子则使用六种常见或是存在动物粪便中含量较高的金属离子,如Zn2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等,并使用针铁矿(goethite)作为吸附剂进行研究。在酸性环境当中,洛克沙砷易被针铁矿表面吸附形成错合物,而随着pH值由6增加至10会使得负电荷在针铁矿表面上累积,产生电性斥力造成洛克沙砷的吸附量大幅下降,另外一方面磷酸根也能造成洛克沙砷从针铁矿表面上大量脱附,由此可知表面电荷与磷酸根为针铁矿吸附洛克沙砷的反应的重要因素,因此本研究进行此两个阴离子之脱附效果的比较。在低pH值条件下以不同顺序加入相同浓度的磷酸根与氢氧根,结果显示磷酸根造成脱附量显着高於氢氧根之脱附量,但随着pH提高两者之间的脱附量会越来越接近,磷酸根的效果越不明显,但整体来说磷酸根的脱附效果还是大於氢氧根,表示在酸性环境中存在磷酸根会增加洛克沙砷的移动性。环境中除阴离子之外也存在着丰富的金属离子,当加入不同金属离子,会提高洛克沙砷的吸附量,并且减低磷酸根与氢氧根的脱附能力。在这些金属离子当中,Cu2+ 与 Fe3+ 的效果最为明显,如洛克沙砷在初始浓度为250 μM 的条件下,Cu2+ 与 Fe3+ 各增加10 %与5 %的吸附量,然而要探讨个别金属离子造成不同吸附量的原因则需要更进一步的实验。此研究的结果能更加了解洛克沙砷在环境中传输,并且能帮助预测以及控制其它结构类似的污染物在环境中移动。

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