砷超富集植物蜈蚣草产后处理与处置

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砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)

三一文库（）〔砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)〕*篇一：蜈蚣草对砷的生物富集研究蜈蚣草对砷的生物富集研究摘要：砷具有致癌、致突变和致畸性，是一种对免疫系统有害的物质。

高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。

超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。

利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。

近年来，发现蜈蚣草可高效去除污染土壤和水环境中的砷。

关键词：砷、超富集植物、蜈蚣草、植物修复1.1砷的危害及研究现状1.1.1砷的危害砷是一种原浆型毒物，具有致突变、致癌和致畸性（郑凤英等，2006），是我国砒霜的主要成分。

砷化物是可由呼吸道、食物或皮肤接触中进入人体，能抑制酶的活性，干扰人体代谢过程，使中枢神经系统发生紊乱，并导致毛细血管扩张(Saha，1999)。

如果人类长时间暴露在含砷环境中，会诱发肝癌、皮肤癌等，还会诱发畸胎。

现在越来越多的癌症与含砷饮用水密切相关（肖细元，2003）。

砷的慢性作用可导致皮肤有色素沉着以及手脚有角质物质生成，从而进一步发展为皮肤癌。

长期饮用含砷的地下水，爆发肝癌、皮肤癌及其它癌症的几率将高达10%。

另外土壤和水体的砷污染还会导致粮食减产，造成经济损失。

1.1.2砷的来源自然界中的矿物燃料煤和石油中含有一定量的砷，在冶炼燃烧过程中进入大气后产生大量砷化物，通过植物吸收和火山活动等自然过程可连续地将砷化物分散到土壤环境中。

在世界各地，由于稀有金属矿的开采和铜矿、金矿的工业活动、居民燃用的高砷煤还有冶金、玻璃、陶瓷、制革、农药、某些有机和无机化学品制造、炼油和稀土提取等领域工业废水的排放，以及农业含砷杀虫剂的使用，使得多数区域遭受砷污染。

过量的自然和人为来源砷，由于地球化学作用，使砷广泛存在于地表和地下水体中，进入地质大循环和生物地球化学小循环后，将表现出其地球化学危害行为（郑凤英等，2006）。

1.1.3砷的污染现状由不同来源的砷化物进入环境后，在局部地区聚集，引起环境中砷含量升高，进而造成砷污染公害的事件时有发生。

蜈蚣草对砷的吸收

地上部分可以去除土壤中的砷，但同时也会吸收和带走土壤中的养分。土壤养分的缺乏会导致蜈蚣草生物量的降低，继而影响植物修复率。因此，在利用植物修复砷污染土壤中必须考虑营养元素的供应问题。
、面对土壤重金属污染的
复杂性、不可逆性和表聚性等特点，单一治理方法生物量低、根系不发达、修复周期长很难将其处理干净，组合修复技术应运而生。
排土法、客土法、热解析法、改良剂法等都有一定的局限性，生物学措施最受关注。治理效果好，无二次污染，运行费用低等特点，是土壤污染治理的环境友好技术。
●
蜈蚣草修复技术
陈同斌等（2000a）在国际上首次报道第一种砷超富集植物----蜈蚣草（Pteris vittata L.），并已经成功地将其应用于砷污染土壤的原位修复。砷的富集植物多为蕨类植物。尤以蜈蚣草为最，生长速度快、生物量大。
① 外源添加微生物
微生物能促进植物对土壤中营养元素与重金属的吸收；或者通过分泌生长调节剂和保护植物的抗生素、抑菌剂和螯合剂等方式以增强植物对污染环境的适应能力。
外源添加强化微生物后，蜈蚣草根系体积、根系活力和生物量均较不施微生物处理有显著提高，从而植物吸收砷的能力有所增加。
根际微生物通过自身酶系统作用，对砷的形态产生作用，改变了植物根际周围砷的生物有效性，提高了蜈蚣草对砷的吸收效率；
我国是受砷中毒危害最严重的国家之一，砷的研究极为重要。修复时，也须加强对砷的发生、地球化学循环以及其在各圈层中的形态、转移规律以及砷的生物有效性的了解，为解决砷污染提供有效的理论支持，更彻底的解决砷土壤的净化修复。
｛
内生菌根菌，该均可产生类似赤霉素的活性物质，从而促进植物生长。
根外筛选菌，表面延伸的菌丝大大增加蜈蚣草根系的吸收面积，增加对砷的吸收，促进砷向地上部分的转移。

2019年砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)

2019年砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1) 篇一：蜈蚣草对砷的生物富集研究蜈蚣草对砷的生物富集研究摘要：砷具有致癌、致突变和致畸性，是一种对免疫系统有害的物质。

高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。

超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。

利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。

近年来，发现蜈蚣草可高效去除污染土壤和水环境中的砷。

关键词：砷、超富集植物、蜈蚣草、植物修复1.1砷的危害及研究现状1.1.1砷的危害砷是一种原浆型毒物，具有致突变、致癌和致畸性（郑凤英等，20XX），是我国砒霜的主要成分。

砷化物是可由呼吸道、食物或皮肤接触中进入人体，能抑制酶的活性，干扰人体代谢过程，使中枢神经系统发生紊乱，并导致毛细血管扩张(Saha，1999)。

如果人类长时间暴露在含砷环境中，会诱发肝癌、皮肤癌等，还会诱发畸胎。

现在越来越多的癌症与含砷饮用水密切相关（肖细元，2003）。

砷的慢性作用可导致皮肤有色素沉着以及手脚有角质物质生成，从而进一步发展为皮肤癌。

长期饮用含砷的地下水，爆发肝癌、皮肤癌及其它癌症的几率将高达10%。

另外土壤和水体的砷污染还会导致粮食减产，造成经济损失。

过量的自然和人为来源砷，由于地球化学作用，使砷广泛存在于地表和地下水体中，进入地质大循环和生物地球化学小循环后，将表现出其地球化学危害行为（郑凤英等，20XX）。

1.1.3砷的污染现状由不同来源的砷化物进入环境后，在局部地区聚集，引起环境中砷含量升高，进而造成砷污染公害的事件时有发生。

利用蜈蚣草植物修复西藏矿区土壤砷问题可行性探究

《西藏科技》2019年9期（总第318期）利用蜈蚣草植物修复西藏矿区土壤砷问题可行性探究张景舜（西藏农牧学院，西藏林芝860000）摘要：砷污染是全球范围内最常见的重金属污染之一，矿区附近的土壤通常会发生砷元素含量超标的现象。

西藏矿产资源丰富，现在因开采矿石而造成的生态问题已经开始显现，而其中关于土壤重金属的污染，尤其是砷元素超标的问题也渐渐被人们所关注。

近些年多位学者使用蜈蚣草作为植物修复土壤砷含量超标问题的手段，并取得了诸多成果。

作为一种超富集植物，蜈蚣草对土壤中砷具有良好的富集效果，这也为解决西藏地区矿区周边等土壤被砷严重污染的问题提供了新的思路。

经过对西藏地区自然气候等五个方面进行分析后，最终得出的结论为：蜈蚣草是较适宜治理西藏土壤砷污染的植物种类。

关键词：西藏矿区砷污染蜈蚣草植物修复砷（Arsenic，As）是一种广泛存在于自然界中的化学元素，而砷污染是全球范围内最常见的重金属污染之一，同时砷污染也是世界范围内的一个治理难题。

矿区附近的土壤通常会因黄铁矿等矿石的氧化过程和酸化过程导致砷元素含量超标［1］。

经过近几年的地质勘探调查，西藏地区已经发现了三江成矿带、雅江成矿带班公-怒江成矿带、冈底斯成矿带的存在，西藏独特的地质结构和丰富的矿藏资源引起了世界范围内的关注。

而现在的问题是若将西藏地区的矿藏资源进一步开发，为西藏地区的经济发展注入动力，并为内地城市提供经济发展后劲，那么势必会造成西藏生态环境不可逆的恶化。

当今因开采矿石而造成的一些生态问题已经初见端倪：草地被严重破坏、水污染问题日益严重、矿区周边垃圾污染严重等等。

而其中关于土壤重金属的污染问题也渐渐被人们所关注，刘青枰等学者［1］对西藏尕尔勤矿床区域的835件样品土壤进行分析，发现砷是超标最严重的元素之一。

植物修复是当前最为经济有效的砷污染土壤修复技术之一，它主要利用砷超富集植物的超积累特性实现砷的容纳和转移，以达到净化土壤的目的，具有成本低、操作简单、对环境扰动较小等优点。

不同气氛下蜈蚣草热处理过程中砷的迁移规律

中国环境科学 2017,37(4)：1418~1425 China Environmental S cience 不同气氛下蜈蚣草热处理过程中砷的迁移规律李小乐,段伦博*,赵长遂(东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程教育部重点实验室,江苏南京 210096)摘要：蜈蚣草是砷(As)的高富集植物,为研究在不同气氛下蜈蚣草热处理过程中As的迁移规律,利用管式炉在不同气氛(空气、N2、CO2)下对蜈蚣草进行热处理,实验发现:当温度在400~800℃之间时,3种气氛下蜈蚣草热处理过程中As的挥发率均随温度的升高先增加后减小,空气气氛下在500℃达到最高,占总含量的43%,N2、CO2气氛下,在600℃达到最高,占总含量的60%.As挥发率先随温度升高而增加是由于低温区无机As的挥发,之后下降可能是由于蜈蚣草中碱金属和碱土金属元素对As的固定作用.当温度高于800℃时,空气气氛下As的挥发率继续下降,而N2和CO2气氛下As挥发率迅速升高到90%,可能是由还原性气氛中As化合物的稳定性下降造成的.FactSage软件模拟结果表明,随着温度的升高,蜈蚣草中As在空气气氛下主要以Ca3(AsO4)2的形式存在,而在CO2和N2气氛下,主要存在的形式分别为As单质和AsN.模拟As形态的转化趋势能很好的验证真实的实验结果.关键词：蜈蚣草；气氛；As；FactSage模拟中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2017)04-1418-08As transformation behavior in thermal treatment of P. vittata in different atmospheres. LI Xiao-le, DUAN Lun-bo*, ZHAO Chang-sui (Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control, Ministry of Education, School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, China). China Environmental Science, 2017,37(4)：1418~1425 Abstract：P. vittata is one of the hyperaccumulators of arsenic (As), a series of experiments were conducted in a horizontal tube furnace to study the transformation behavior of As during the thermal treatments of P. vittata in different atmospheres (air, N2, CO2). As release exhibited similar tend in different atmospheres during the temperature ranged from 400 to℃800℃. It increased firstly due to the volatility of inorganic As, and then dropped probably because of the self-retention of As by alkali and alkali earth metal enriched in this P. Vittata. The As release reached the peak value (43%) at 500℃ during combustion (in air), while the temperature was 600℃ when the peak value (60%) occurred both during pyrolysis (in N2) and gasification (in CO2). When the temperature exceeded 800,℃ the As release decreased continuously during combustion while it increased rapidly to 90% during pyrolysis and gasification, which could be due to the falling of thermal stability of inorganic As compounds in reducing atmosphere. The results of simulation by FactSage showed that the main form of As in different atmospheres was different with increasing the temperature. The main form of As during combustion was Ca3(AsO4)2(s), while it was elemental As(g) and AsN(g) during pyrolysis and gasification, respectively. Moreover, the results of As transformation simulation were in accordance with the experimental results overall.Key words：P. vittata；atmosphere；As；FactSage simulation砷(As)是土壤污染的主要污染物之一,国际癌症机构(IARC)将As及其化合物划分为一类致癌物质,美国环境保护局(US EPA)同时把As划分为A类致癌物,因其剧毒性,As污染早已成为一个全球性的问题[1-2].土壤As污染主要来自于大气沉降、污水灌溉、农药和化肥、采矿和冶金等方面[3],目前传统的土壤重金属污染修复方法包括物理和化学2种修复技术,相比于传统的修复技术,植物修复这种近年来发展起来的新兴技术被很多学者认为更具高效性和环保性[4-14].蜈蚣草是一种As元素的高富集植物,自从陈同斌等[7]首先发现以及Ma等[8]首次对蜈蚣草这一特性进行报告后,很多学者都对其进行了研究,并发现不同地区生长的蜈蚣草均对As具有高富集性[9-10],且凤尾蕨类植物中的As含量最多为5000~10000mg/kg[11-12].陈同斌等[13-14]在中国建立了第一个蜈蚣草修收稿日期：2016-09-14基金项目：国家自然科学基金资助项目(51661125011)* 责任作者, 副教授, duanlunbo@4期李小乐等：不同气氛下蜈蚣草热处理过程中砷的迁移规律 1419 复土壤污染的实验基地,并成功修复了As污染的土壤,目前该技术主要应用于As污染严重的华南等地区[15].随着蜈蚣草修复土壤As污染技术的广泛应用,如何妥善的处理修复过程中所产生的大量富As蜈蚣草是一个关键的问题,同时处理工艺的经济性和环保性对植物修复技术的发展具有重要的意义.之前有些学者用化学溶液直接提取蜈蚣草中的As,并验证有一定的效果[16-19],但大量的溶液提取会造成环境的二次污染.Sas-Nowosielska等[20]认为,焚烧修复后的产物有更好经济性与可行性.Xie等[21]和Yan等[22]研究发现,蜈蚣草焚烧过程中As的挥发温度主要在400℃以下.潘雅妹等[23]用CaO将蜈蚣草燃烧过程中挥发的As固定在底灰中,再用碱浸法(NaOH-Na2CO3)浸提,最后用硫酸铜做沉淀剂成功制备出砷酸铜.目前相关研究集中于蜈蚣草中As的直接提取,对蜈蚣草热处理过程中As的迁移规律研究不够深入,热转换条件多为空气中的燃烧,同时一些学者对As挥发特性的研究结论并不一致.因此,进一步研究蜈蚣草热处理过程中As的迁移规律对减少As的排放至关重要.本文中利用管式炉装置,重点研究在不同的温度、气氛下蜈蚣草中As的迁移规律,同时利用FactSage软件对不同条件下蜈蚣草中As的转化趋势进行热力学模拟,为蜈蚣草热处理回收As的产业化提供一定的理论依据.1实验方法1.1样品准备表1蜈蚣草工业分析及元素分析Table 1 Ultimate analysis and proximate analysis of P.vittata工业分析(%) 元素分析(%)水份(M ad) 灰分(A ad)挥发份(V ad)固定碳(FC ad)O ad C ad H ad N ad S t.ad9.66 15.50 57.46 17.38 29.6939.04 4.38 1.41 0.32 注:ad:空气干燥基.实验所用的蜈蚣草取自广西环江县,取蜈蚣草的地上部分,在70℃的恒温箱中烘干,再用粉碎机粉碎,过80目筛获取实验样品.蜈蚣草样品工业分析和元素分析见表1,主要痕量元素的含量见表2,其中As的含量为318.39mg/kg,而生长环境中As的浓度为25.40mg/kg.表2蜈蚣草中主要痕量元素的含量(mg/kg) Table 2 Concentrations of the trace elements in the P.vittata (mg/kg)元素Cr Mn Co Cu As Mo Cd Sb Ba Pb 含量 3.036.90.4127.3318.39 1.0 12.8 12.1 25.8 2131.2热解、气化及燃烧实验图1 管式炉系统示意Fig.1 Schematic diagram of the tube furnace1.气瓶2.减压阀3.转子流量计4.WTS温控仪5.热电偶6.保温层7.石英管8.瓷舟9.玻璃纤维膜 10.缓冲瓶 11.5%HNO3和10%H2O2混合溶液 12.变色硅胶 13.冰水管式炉的原理图如图1.用分析天平(精度为0.001g)称取4g样品平铺于瓷舟中,再以400mL/min的速率进气吹扫炉膛,5min后开始升温,当温度到达工况设定温度后,再将瓷舟推入石英管的恒温区,保持恒温30min以保证样品充分受热,然后停止加热,等炉膛冷却至室温后取出样品,整个过程一直保持进气状态,管式炉出口到吸收瓶中间的管道及滤膜用电加热带加热恒温110℃,防止As的低温冷凝.实验从3个位置收集待测样品,在瓷舟中取出底灰,在玻璃纤维膜上取出飞灰.再根据USEPA-method 29[31],采用冰浴法并用5%HNO3和10%H2O2混1420 中国环境科学 37卷合溶液收集反应生成的气相As.实验工况温度为400,500,600,700,800,900℃,反应气氛为空气、N 2和CO 2.1.3 As 含量测试底灰用HNO 3和HClO 4的混合溶液消解(分析纯,V HNO 3:V HClO 4=4:1),然后用浓度为7%(V /V )的HCl 溶液提取,定容至适当体积后,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP -MS,安捷伦7900型)测定As 浓度,通过11组空白试验测出仪器对As 的检测限为0.09µg/L,每个样品测3次取平均值. 对不同工况下底灰中As 含量进行计算并得出挥发率,As 挥发率计算如公式(1)[24].由于挥发的As 可能凝结在炉壁或者管道中造成损失,所以没有使用吸收液中气相As 的含量进行计算,且玻璃纤维飞灰中As 含量低于总量的1%,因此在本研究中被忽略.res res dw dw As As (%)1100As m wt m ⎛⎞=−×⎜⎟⎝⎠挥发率 (1) 式中:As res 为底灰中As 的浓度,g/kg; m res 为底灰质量,g; As dw 为蜈蚣草中As 的浓度,g/kg;m dw 为蜈蚣草总质量,g. 1.4 化学热力学模拟生物质燃烧过程属于多相多组分复杂系统的多化学反应过程.化学热力学平衡计算是基于反应系统Gibbs 自由能最小原理[25-26],研究一定温度、压力和元素在热力学平衡条件下各组分平衡浓度的有效方法.加拿大蒙特利尔大学和德国阿亨的GTT 合作开发的FactSage 是Gibbs 最小自由能工具(Chemsage)与化合物数据库(FACT)两者结合的化学热力学平衡计算模拟软件[27].它是化学热力学领域内完全集成数据库最大的计算系统之一.应用FactSage 可以模拟计算生物质中各种元素在热处理过程中物相变化和相互间的化学变化过程. 本文利用FactSage5.2软件对蜈蚣草热解、气化和燃烧过程中As 的形态转化趋势进行模拟.在Equilib 模块中设定混合物成分为固体、液体和气体(理想状态下),溶液成分为FACT - MATT,将蜈蚣草中主要反应元素的初始值按照假设样品总量为100g 的含量输入,如表3所示,压力设定为1个标准大气压,反应气氛为空气、N 2和CO 2(气体过量,输入值均为10000),反应温度为300~1200℃.最后对输出的结果进行分析统计,并绘出产物模拟的趋势图.由于Ca 基是良好的固As 剂,因此实验利用Phase Diagram 模块进行相平衡计算,得到Ca -As -O 的三元系统相图,用以分析在氧化过程中Ca -As 形态的变化规律. 虽然FactSage 化学热力学平衡计算软件可以很好的模拟热解、气化与燃烧过程中各个元素的变化规律,但计算结果与真实的生物质燃烧反应过程相比,基于系统Gibbs 自由能最小原理的化学热力学平衡计算仍存在一些局限性[25-26,28]: (1)当燃烧区域温度较高、有足够的停留时间时,体系可达到化学热力学平衡状态;但如果燃烧区域温度较低,即使有足够的停留时间,整个体系也无法达到化学热力学平衡状态[33].(2)在实际燃烧区域,由于混合及传热条件的限制,参与燃烧的反应物可能存在一定的温度梯度及浓度梯度,可以在局部范围内达到平衡,但整体上难以达到平衡,造成实际燃烧结果和热学平衡计算结果有一定的偏差.(3)实际燃烧过程中可能生成的所有相关化学物质在平衡计算中都必须考虑到,然而由于FactSage 软件本身的限制,反应产物数量有限,因此,计算结果可能与实际情况产生某些偏差. 表3 模拟反应输入各元素的质量 Table 3 Mass of each element input into FactSage元素 C H S As CaO 2/N 2/CO 2质量(g)39.044.38 0.320.0318 2.7 10000 相固相气相固相固相固相气相元素Cu Cr Mn Pb Ba Mg质量(g)0.0002730.00013550.000560.00213 0.000258 0.02194相固相固相固相固相固相固相虽然化学热力学平衡计算只能获得理想状态下各种元素的变化规律,但能很好的反应过程中各元素的转化趋势,因此对实际生物质燃烧过程中As 的排放具有一定的指导作用.4期李小乐等：不同气氛下蜈蚣草热处理过程中砷的迁移规律 14212 结果与讨论2.1 蜈蚣草的质量损失蜈蚣草在热解、气化和燃烧过程中,底灰的质量都随温度的升高有明显的减少,如图2所示.在空气氛围中,400℃时,蜈蚣草样品燃烧的质量损失率到达80%.在400~900℃的升温过程中,样品的底灰质量变化率为8%左右,说明大部分样品的在400℃之前燃烧挥发.而在N 2和CO 2的氛围下,500℃时的质量损失率达到60%,700~800℃之间质量损失又迅速增加,这是因为占生物质质量分数较高的纤维素与半纤维素主要在500℃之前分解,含量较低的木质素主要在500℃以后分解[29-30].400 500 60070080090010 20 30 40 50 底灰质量/样品质量温度(℃)图2 不同气氛下底灰的质量百分比变化曲线 Fig.2 Mass percentage of solid residue in differentatmospheres400 500 600700800 90010 20 30 40 50 60 70 80 90 挥发率(%)温度(℃)图3 不同气氛下样品中As 的挥发率Fig.3 As emission of P . vittata in different atmospheres 从图3可以看出,在热解和气化过程中,As 的挥发率随温度的升高有相同的变化趋势.在3种不同的气氛下,随着温度从400℃升高到800℃,蜈蚣草样品中As 的挥发率都先增加后减小.热解和气化过程中,As 挥发率在600℃达到峰值60%,而燃烧过程中则在500℃到达峰值42%.温度较低时,As 的挥发率随温度的升高而增加是由于样品中无机As 的挥发.Cuypers 等[31]在研究防腐木材的热解过程中发现,温度高于390℃时,As 的挥发率随温度的升高有明显的增加,同时Yan 等[22]在蜈蚣草的燃烧实验中也发现As 的挥发率随温度的升高而增加的现象,其中62.5%是在低于400℃时挥发的,这说明As 的挥发主要在低温区.蜈蚣草中As 主要以无机的As 5+和As 3+形式存在,例如FeAsO 4, AlAsO 4和Ca 3(AsO 4)2[32],还存在少量的有机As,例如一甲基胂酸(MMA)和二甲基胂酸(DMA)[33].随着温度的升高,无机As 主要以氧化物的形式挥发[34],甲基胂酸在受热时会分解生成As 2O 5,As 2O 5在327℃时会分解成As 2O 3[35-38].As 2O 3的沸点为457.2℃[38],并在135℃时就开始挥发[39],因此As 2O 3是As 的低温挥发的主要形式.当温度继续升高,As 的挥发率开始下降.在N 2和CO 2的气氛中,As 挥发率在800℃时下降到总量的43%,空气气氛中,As 的挥发率在800℃时下降到15%.这与一些学者的研究结论相矛盾,Yan 等[22]和潘雅妹等[23]对蜈蚣草进行燃烧实验均发现,As 的挥发率随温度的升高而增加.这可能是由于实验中升温速率不同而造成的差异,两者升温速率分别为25,20℃/min,较低的升温速率可能会导致部分As 在升温过程中就已经挥发,而本研究中采取快速升温的方式对蜈蚣草进行加热,样品整体升温速率在100℃/秒以上,以保证蜈蚣草样品在受热过程中能够迅速到达工况温度,这样有利于样品中一些元素的固As 作用,减少了升温过程中As 的挥发.从表4可以看出,CaO 的质量分数为20.5%,MgO 的质量分数为6.36%,还存在少量Fe 、Al 、Cr 、Cu 等元素,这些元素的氧化物不仅可以对挥发的As 有一定的物理吸附作用,还能与As 反应生成热稳定性强的化合1422 中国环境科学 37卷物.Chen 等[40]发现当温度在300~500℃时CaO 对As 的固定主要通过物理吸附的方式,当温度达到600~ 800℃时,CaO 对As 的固定主要通过化学反应,固定效果也会得到增强.张军营等[41]在模拟固定床燃烧试验中发现,温度在815℃时CaO 对煤中As 挥发性的抑制率平均为15.31%,同时在循环流化床实验中也发现CaO 有良好的固As 效果.在空气气氛中As 回收率开始下降的温度比N 2和CO 2气氛低,是因为氧化气氛更有利于蜈蚣草中固As 元素对As 的化学固定.反应公式如下: 232342As O O 3CaO Ca (AsO )++= (2) 25342As O 3FeO Fe (AsO )+=(3) 232342As O 3MgO O Mg (AsO )++= (4) 当温度达到900℃时,N 2和CO 2气氛中As 挥发率迅速上升到90%,蜈蚣草中大部分的As 都以气态的形式挥发出去,而空气气氛下As 挥发率继续下降.这可能是由于在氧化气氛中,底灰中固As 元素反应形成的化合物热稳定性高,不易分解,而在还原性气氛中,所形成的化合物热稳定性较差,在高温时容易分解.Chen 等[40]在用CaO 吸收As 的实验中也发现,固As 反应形成的Ca -As 化合物在N 2气氛中热稳定性比空气气氛中的热稳定性差,Kercher 等[42]在防腐木材的热解实验中发现As 的化合物在温度高于800℃时开始分解.因此,不同气氛对蜈蚣草中As 的挥发有重要的影响. 表4 N 2气氛下700℃底灰的XRF 分析Table 4 XRF analysis of the solid residue in N 2 at 700℃组分 Na 2O MgO Al 2O 3 SiO 2P 2O 5SO 3Cl质量分数(%)0.323 1 6.359 6 3.300 8 30.95 6.642 5 3.407 12.756 5组分 MnO Br Rb 2O SrOZrO 2PbOAs 2O 3质量分数(%) 0.069 1 0.010 1 0.034 9 0.014 90.002 4 0.196 50.201 5组分 K 2O CaO TiO 2 Cr 2O 3ZnO CuO Fe 2O 3质量分数(%) 21.943 20.49920.280 1 0.030 70.252 9 0.037 82.687 6同时,氧化气氛比还原气氛更利于减少As 的挥发,400~900℃时,空气气氛中As 的挥发率均比N 2和CO 2气氛中As 的挥发率低,且在高温时,空气中As 的挥发率很低,约为总量的10%,而N 2和CO 2气氛中As 的挥发率超过总量的90%.造成这些差别的原因是因为As 3+比As 5+的挥发性更强,因此氧化条件下As 的挥发率比还原条件下低.同时氧化气氛也有利于蜈蚣草中固As 元素的固As 效果. 2.2 Factsage 模拟2.2.1 化学热力学模拟计算结果从图4可以发现,在空气气氛中,300~1200℃这个温度区间内As 主要以固态的Ca 3(AsO 4)2形式存在.这是因为CaO 具有很好的固As 效果,反应形成的Ca 3(AsO 4)2热稳定性高,能很好的将As 固定在底灰中.潘雅妹等[23]在蜈蚣草的燃烧实验中验证了CaO 对As 具有很好的固定效率,而张军营等[41]也发现CaO 对燃煤As 排放有一定的抑制作用.反应原理如公式(2).200400600800 1000 1200020406080100各组分含量(m o l %)温度(℃)图4 空气气氛下As 形态随温度的变化 Fig.4 As transformation with the temperature in airg:气态, s:固态从图5可以看出,在400℃之前As 2S 2(s)是As 存在的主要形态.当温度高于400℃时,As 2S 2(s)的比例迅速下降,As 单质的比例上升,成为As 存在的主要形态.许绿丝等[43]人在研究煤燃烧过程中也发现煤中As 的硫化物在还原气氛下,随着温度升高很容易分解生成单质不稳定化合物或气化生成单质As 4、As 2.在400~600℃之间,As 4(g)的百分含量基本保持在100%,但随着温度的升4期李小乐等：不同气氛下蜈蚣草热处理过程中砷的迁移规律 1423高逐渐下降,当温度高于600℃时,As 4(g)的含量迅速下降,直到1000℃时基本消失.而在600~ 1000℃这一温度区间,As 2(g)的百分含量迅速上升,当温度超过800℃时As 2(g)成为As 存在的主要形式,温度在1000~1100℃时,As 2(g)的百分含量超过95%,同时有少量的As(g)产生,且其百分含量随着温度的升高而有所升高.当温度超过1100℃时,As 2(g)的含量开始有所下降,分解为As(g).从图中可以看出,随着温度的升高,As 的主要存在形式的变化趋势为As 2S 2(s)→As 4(g)→ As 2(g)→As(g),也表现为As 化合物→多原子As 单质→单原子As 单质形态的变化趋势.200 400 600 8001000 120020 40 60 80 100 各组分含量(m o l %)温度(℃)图5 CO 2气氛下As 形态随温度的变化 Fig.5 As transformation with the temperature in CO 2g:气态, s:固态从图6可以看出,在600℃之前,As 主要以气态的As 4(g)的形态存在,其百分含量超过95%,还存在少量固态的MnAs(s).当温度超过600℃时,As 4(g)的含量随着温度的升高迅速下降,分解形成As 2(g)和AsN(g),As 2(g)的含量在600~900℃之间迅速增加,当温度超过900℃时,As 2(g)开始分解,百分含量随着温度的上升又逐渐开始下降,但在800~1000℃这一温度区间,As 2(g)仍然是As 存在的主要形态.随着温度的升高,AsN(g)的含量逐渐增加,当温度到达1100℃时, AsN(g)的含量超过总量的50%,同时也有少量的As(g)产生.从图中可以看出,当温度较低时As 主要以单质的形态存在,而在高温区N 2的活性增加,N 2与As 单质发生反应形成的AsN(g)成为As 存在的主要形态.对不同气氛下蜈蚣草热处理过程的化学热力学模拟计算可以发现,在空气气氛中,蜈蚣草样品中As 反应后主要以固态的Ca 3(AsO 4)2形式存在,而在N 2和CO 2气氛中,As 主要以气态的单质As 和AsN 的形式挥发.这说明在理论状态下,蜈蚣草中As 在空气气氛下燃烧As 的挥发率很低,而在N 2和CO 2气氛下热解和气化As 的挥发率很高.虽然化学热力学模拟计算的结果具有一定的局限性,不能完全反应真实的热转化过程,但对反应产物的转化趋势具有一定的指导作用.本文模拟结果与实验结果虽然有一定的差距,但模拟结果发现的蜈蚣草As 在空气气氛下的低挥发性与N 2和CO 2气氛下的高挥发性,能很好的验证实验过程中发现的空气气氛中As 的挥发率均比N 2和CO 2气氛中As 的挥发率低,同时也能说明实验结果中高温时N 2和CO 2气氛中As 的高挥发率.200400600800 1000 1200 020*********各组分含量(m o l %)温度(℃)图6 N 2气氛中As 形态随温度的变化 Fig.6 As transformation with the temperature in N 2g:气态2.2.2 系统相图分析多元系统相图对研究As 形态转化规律有重要的意义.应用FactSage 热力学软件中的Phase Diagram 模块来绘制Ca -As -O 的三元系统相图,用来分析对比实验结果.在设定温度、压力和组分的条件下,产物中的混合物成分选择纯固体、纯气体和气体(理想条件下),溶液成分选择Fact -Slag 的情况下进行相图的计算.选择中间温度700作为图像的设定温度,系统相图如图7.1424 中国环境科学 37卷从图7可以看出,A 区中O 含量较少,固态产物主要为CaO(s)和Ca(s),As 以气态的形式挥发.而蜈蚣草样品中Ca -As -O 元素含量比在B 区(图中B 区圆点处),O 含量最高,As 含量最低,固体产物主要为CaO(s)和Ca 3(AsO 4)2(s),As 以固态的形式被固定下来,能很好的验证中模拟燃烧过程中As 形态变化的结果.Ca-As-O 700℃ Ca A BCDOAs 0.90.80.70.6 0.5 0.40.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 0.8 0.7 0.6 0.50.40.30.20.1图7 Ca -As -O 三元系统相图 Fig.7 The phase diagram of Ca -As -OA: CaO(s)+Ca(s)+gas B: CaO(s)+Ca 3(AsO 4)2(s)+gas C: Ca 3(AsO 4)2(s)+As 2O 5(s)+gas D: Ca 3(AsO 4)2(s) +gas3 结论3.1 在空气、N 2以及CO 2气氛中,当温度在400~ 800℃之间时,蜈蚣草中As 的挥发率均随温度的升高先增加后减小,燃烧时在500℃达到最高,占总含量的43%,热解和气化时在600℃达到最高的60%.当温度高于800℃时,空气气氛下As 的挥发率继续下降,而N 2和CO 2气氛中As 挥发率迅速升高到90%,同时空气气氛下As 挥发率总体比N 2和CO 2气氛下的低.3.2 通过FactSage 软件模拟发现,蜈蚣草在空气中燃烧后As 主要以Ca 3(AsO 4)2(s)的形式存在,而在CO 2气氛下,As 主要以单质的形态挥发,在N 2气氛下,低温时As 也主要以单质的形式挥发,但在高温区,As 的主要存在形态是AsN(g).同时,化学热力学模拟蜈蚣草As 形态的变化趋势能很好的验证真实的实验结果.参考文献：[1] Acharyya S K, Chakraborty P, Lahiri S, et al. 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生态修复植物蜈蚣草中砷的回收

生态修复植物蜈蚣草中砷的回收潘雅妹;廖辉伟;周远;雷会利;黄晋芳【摘要】Arsenic was recovered from hyperaccumulator pteris vittata L.by the process of high temperature pyrolysis in tubular furnace-alkali leaching with NaOH-Na2CO3 solution-precipitation with CuSO4 ·5H2O.The final product is copper arsenate.The optimum process conditions are as follows:pyrolysis temperature 600 ℃,pyrolysis time 30 min,CaO dosage 8％,m(NaOH) ∶ m(Na2CO3)=1 ∶ 3,alkali leaching temperature 70 ℃,alkali leaching time 2 h,ratio of solid to liquid 1 ∶ 10; precipitat ion reaction pH 5,precipitation reaction temperature 70℃.The purity of the product copper arsenate is 93％ and the total recovery rate of arsenic is 88％.%采用管式炉高温热解-NaOH-Na2CO3混合液碱浸-CuSO4 · 5H2O沉淀的方法回收生态修复植物蜈蚣草中的砷,最终得到产品砷酸铜.该方法的最佳工艺条件为:热解温度600℃,热解时间30 min,CaO加入量(CaO与蜈蚣草的质量比)8％;m(NaOH)∶m(Na2CO3)=1∶3,碱浸温度70℃,碱浸时间2h,固液比1∶10;沉淀反应pH5,沉淀反应温度70℃.采用该方法处理生态修复植物蜈蚣草,得到产品砷酸铜的纯度为93％,砷回收率达88％.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】4页(P63-66)【关键词】蜈蚣草;生态修复;热解;碱浸法;砷酸铜;综合利用【作者】潘雅妹;廖辉伟;周远;雷会利;黄晋芳【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】X705蜈蚣草是砷污染土壤的典型生态修复植物，相关植物修复技术已成功应用于土壤中砷的去除［1-3］。

砷_钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响

T he in teraction of m eta ls w a s enhanced gradua lly from the roo ts to leaves, and the effect of the Ca level on o ther m eta l elem en ts w a s very obviou s. T here w a s no sign ifican t rela tion sh ip betw een the Ca concen tra tion and o ther m eta ls concen tra tion s in the roo ts. B u t the po sitive co rrela tion betw een Ca and Fe concen tra tion s in p etio les w a s very sign ifican tly. T he K, M g, M n and Zn concen tra tion s in leaves decrea sed a s the Ca concen tra tion increa sed. Key words: hyp eraccum u la to r; P teris v itta ta L. ; a rsen ic; ca lcium ; m eta l; accum u la tion; tran sloca tion coefficien ts 文章编号: 100020933 (2003) 0821477211 中图分类号: Q 143 文献标识码: A
1 478
生态学报
23 卷
It is show n tha t the M g and Zn concen tra tion s in roo ts w ere sign ifican tly reduced by enhancing the A s levels w herea s the concen tra tion s of K, M n, Fe and Cu in the roo ts w ere no t influenced. T here w a s no sign ifican t effect of the added A s on the m eta l concen tra tion s in shoo ts, and M n concen tra tion in p etio les and Fe concen tra tion in shoo ts. A decrea se of Fe tran sloca tion from underground to aboveground and an increa se of tha t from p etio le to leaf w ere found w ith increa sing A s concen tra tion in the m edium. T he app lied A s w a s benefit to tran spo rt M n from p etio le to leaf and Zn from roo t to leaf.

砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征

砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征的报告，600字
砷超富集植物蜈蚣草为裸子植物，全世界栽培地广泛分布。

它可以承受一定程度的毒性，是一种过滤作用的污染物富集植物，具有非常重要的地球化学控制作用。

砷超富集植物蜈蚣草大多数情况下都可以富集砷，其对砷的富集能力比其他植物强，可以有效分离砷污染物，通过生物修复技术把污染的土壤变得环境安全。

蜈蚣草的富集机制是通过吸收有机物、硫离子、氧离子和砷等来富集砷，以促使砷从土壤中抽出，然后可以在根内产生大量砷沉淀物，达到净化土壤的作用。

砷超富集植物蜈蚣草的发展，为土壤修复及污染物治理提供了新的方法。

目前，该树的栽培已经被用来修复污染的土壤，改善环境质量，净化污染土壤。

然而，蜈蚣草富集砷的能力仍然有一定的局限性，它的根系生长速度慢，不能在十分短的时间内完成污染物的治理任务；根系生长缓慢，不能有效把砷污染物从土壤中抽出；还有，在某些低温，低pH，低磷条件下，蜈蚣草可能无法正常生长。

总而言之，砷超富集植物蜈蚣草是一种重要的污染物富集植物，它的发展为土壤修复提供了新的机遇。

但是，它的富集能力有一定的局限性，治理污染土壤的效率有待提高。

砷超富集植物蜈蚣草产后处置及其资源化研究

砷超富集植物蜈蚣草产后处置及其资源化研究研究砷吸附植物蜈蚣草的产后处置技术,分别采用浸提法和热处置技术进行无害化处理,目的在于探讨修复植物产后处置的可行性,以期为修复植物的无害化或资源化综合利用提供途径与方法,为植物修复应用和推广奠定技术基础。

实验中将蜈蚣草用于人工湿地系统吸附含砷废水中的砷,使蜈蚣草具有较高的含砷量。

收割的蜈蚣草经清洗,烘干,粉碎后装瓶,保存在干燥器中备用。

粉碎后的蜈蚣草含砷930 mg/kg。

马弗炉实验考查新鲜蜈蚣草和烘干后蜈蚣草中砷含量在焚烧过程中的变化。

采用鲜样直接灰化比70℃烘干后再灰化样品相对于鲜重的砷浓度要略低,样品烘干处理后差异不明显;用鲜样直接消解和70℃烘24小时后消解对样品中砷的浓度影响很小。

蜈蚣草烘干处理可以应用到蜈蚣草后续无害化处理浸提法和焚烧法中。

在蜈蚣草浸提法处置实验中,浸提条件包括时间、温度、浸提液等。

液固比1:20,水、硫酸浓度0.5mol/L、硫酸浓度1.0mol/L分别在30℃、40℃、50℃温度浸提蜈蚣草1小时和3小时。

蜈蚣草硫酸浸提实验的浸提液含砷浓度为8.01mg/L～8.69mg/L,砷回收率为95%以上。

蜈蚣草水浸提实验浸提液含砷浓度为7.09mg/L～7.65mg/L,砷回收率91%以上。

相同实验条件下浸提时间越长、浸提温度越高,浸提渣含砷量越低。

酸浸提较水浸提效果更明显,能将更多的砷化合物浸提至溶液中。

在蜈蚣草无害化热处置技术实验中,采取小型管式炉焚烧实验装置。

在氧气气氛,温度550℃、650℃、750℃、850℃、950℃,气流量控制在0.12L/min的工况下进行焚烧实验。

同时,在各种实验条件下考虑添加剂氧化钙、磷酸盐、铁盐对蜈蚣草中砷挥发特性的影响。

无添加剂时,焚烧得到的底灰质量为反应物的13.7%～17.5%;有添加剂焚烧得到的底灰质量为反应物的12%～20%。

添加CaO底灰质量有增加,添加铁盐底灰质量会减少。

随温度变化总体上呈现温度升高砷随烟气挥发率增大。

生态修复植物蜈蚣草中砷的回收

生态修复植物蜈蚣草中砷的回收潘雅妹;廖辉伟;周远;雷会利;黄晋芳【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2013(033)001【摘要】采用管式炉高温热解-NaOH-Na2CO3混合液碱浸-CuSO4 · 5H2O沉淀的方法回收生态修复植物蜈蚣草中的砷,最终得到产品砷酸铜.该方法的最佳工艺条件为:热解温度600℃,热解时间30 min,CaO加入量(CaO与蜈蚣草的质量比)8％; m(NaOH)∶m(Na2CO3)=1∶3,碱浸温度70℃,碱浸时间2h,固液比1∶10;沉淀反应pH5,沉淀反应温度70℃.采用该方法处理生态修复植物蜈蚣草,得到产品砷酸铜的纯度为93％,砷回收率达88％.【总页数】4页(P63-66)【作者】潘雅妹;廖辉伟;周远;雷会利;黄晋芳【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】X705【相关文献】1.超富集植物蜈蚣草中砷化学形态的EXAFS研究 [J], 黄泽春;陈同斌;雷梅;胡天斗2.砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析 [J], 詹宝;徐文忠;麻密3.利用蜈蚣草植物修复西藏矿区土壤砷问题可行性探究 [J], 张景舜4.砷超富集植物蜈蚣草中磷和钙的亚细胞分布及其与耐砷毒的关系 [J], 肖细元;廖晓勇;陈同斌;阎秀兰;谢华;翟丽梅;武斌5.外源无机砷形态对蜈蚣草中砷和植物营养元素微区分布的影响研究 [J], 龚雪刚;吴亮亮;杨越晴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器

小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器【技术前沿】利用某些特异植物来大量富集和移除土壤中的重金属等污染物，是当今颇受关注的植物修复技术。

前不久，一种叫做“蜈蚣草”的植物因每年可带走土壤10%至18%的重金属而备受关注。

小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器在不久前举行的国家“十二五”科技创新成就展上，一种叫做“蜈蚣草”的植物给人们留下了深刻印象。

它是中科院地理所环境修复中心陈同斌研究员经过大量野外筛查和试验验证后发现的“宝贝”，种植、收割这种超量富集重金属的特异植物，每年可带走土壤10%至18%的重金属，3年内即可使轻微污染的农田恢复到国家土壤环境质量标准允许的水平。

在土壤污染形势日益严峻的今天，这么有价值的发现如何实现从工程应用到产业化的发展？刚刚出台的《土壤污染防治行动计划》对像“蜈蚣草”这样的土壤修复技将会产生什么样的影响？“吸毒神器”的前世今生利用某些特异植物来大量富集和移除土壤中的重金属等污染物，是当今颇受关注的植物修复技术。

早年，陈同斌将研究目标锁定在砷，一方面，由于我国有色金属矿产资源丰富，砷的储量占世界范围的70%，矿山开采和冶炼容易造成砷污染；另一方面，国际上报道重金属超富集植物有300种，但并没有发现砷的超富集植物。

结合地理学、地球化学、植物学、土壤学、生态学等多学科交叉知识，陈同斌判断，在我国南方地区有可能存在能够大量富集砷的超富集植物。

他们通过两年多的大量植物采集、室内分析和盆栽试验，对2000多个矿区植物样本的砷吸收、富集和转运能力等进行了筛选。

1999年，陈同斌课题组发现了世界上第一种砷的超富集植物——蜈蚣草，其砷富集能力是普通植物的20万倍。

2002年2月，《砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征》一文在国内某著名期刊以封面论文形式发表，被该刊评价为“推动植物修复领域迅速发展的里程碑”。

2001年，在国家“863”计划、“973”前期专项和国家自然科学基金重点项目的支持下，陈同斌带领课题组在湖南郴州建立了世界上首个砷污染土壤植物修复工程示范基地。

砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)

砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)篇一：全世界已发现的重金属超富集植物有500多种全世界已发现的重金属超富集植物有500多种，其中360多种是Ni的超富集植物。

韦朝阳，陈同斌等[16]通过野外调查和栽培实验，发现了砷超富集植物蜈蚣草。

其叶片含As可达5070 mg/kg，在含砷9 mg/kg的正常土壤中，蜈蚣草地下部和地上部对砷的生物富集系数分别高达71和80。

韦朝阳等[17]发现了另一种As的超富集植物大叶井口边草，其地上部分平均含As 量为418 mg/kg，最大含As量可达694 mg/kg，生物富集系数为1.3～4.8。

杨肖娥、龙新宪等[18]发现了一种新的Zn的超富集植物东南景天，天然条件下东南景天的地上部分Zn平均含量为4515 mg/kg。

营养液培养试验表明，其地上部分含量最高值可达19674 mg/kg。

李华和姜理英[19]等研究了耐性植物海洲香薷对Cu的吸收和积累,指出虽然地上部分Cu积累水平未达到超富集植物的要求，但由于其生物量大，根系能超富集Cu，植株Cu总积累较高，可考虑将其用于Cu污染土壤的植物修复。

李红艳等[20]报道菊科植物艾蒿和滨蒿对Cu也表现出高的富集能力，其中艾蒿地上部分的Cu含量为91-698 mg/kg，滨蒿为42～259 mg/kg。

范稚莲，莫良玉[21]在对典型矿区进行调查后发现，生长在锰矿区的狗牙根，香附子和菜蕨中Mn的含量分别达到27514，16144和11516 mg/kg,相应的富集系数为11.4，6.7和4.8。

这3种植物均达到Mn超富集植物的相关标准，是潜在的Mn超富集植物。

柯文山等在温室砂培盆栽条件下对十字花科芸薹属5种植物芥菜，芥兰，鲁白，竹芥，甘蓝进行铅吸收和耐性的研究，认为鲁白，芥菜不仅生长快，生物量高,且其地上铅的含量超过1000 mg/kg，迁移总量和迁移率都很高，是很好的潜在修复铅污染的材料。

近期对Pb 富集植物品种的筛选的研究还有，聂俊华等对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了筛选，以叶片叶绿素含量，株高，植株含Pb量为Pb富集植物的筛选指标进行实验筛选。

砷超富集植物蜈蚣草产后处理与处置

砷超富集植物蜈蚣草产后处理与处置植物修复方法处理土壤重金属污染是目前国内外的研究热点, 但是修复植物的后处理则成为其无法逃避的问题。

本文一方面通过浸提实验以期筛选出对于砷超富集植物蜈蚣草有效的砷浸提剂, 另一方面通过管式炉灰化焚烧实验的方法以期筛选有效的固砷剂, 以试图解决修复植物蜈蚣草的二次污染问题。

多种低浓度酸浸提实验：采用体积浓度为50%勺HCO3 HCI、H2SO及其同等浓度的混合酸和王水, 对污染区种植的蜈蚣草分部位进行砷浸提处理。

蜈蚣草分自然晾干、70°C烘干、新鲜冷藏3种预处理方式，实验分根、成熟叶叶片及叶柄、未成熟叶叶片及叶柄分别进行浸提实验。

通过色谱-原子荧光联用技术（LC-AFS）分析不同浸提剂在100C、12h浸提条件下, 蜈蚣草各部位砷浸提勺效果及差异, 并考察了浸提前后样品砷形态勺变化。

筛选出浸提剂后, 设计正交实验。

实验表明：1.蜈蚣草各部位中的砷主要以无机形态As（川）（?）As（V）存在, 且As（川）多于As（V）;未成熟叶叶片砷含量最高,达到1839.39mg/kg-1928.11mg/kg,其As（川）也最高，占其总砷的35.7%-44.4%,成熟叶片叶柄砷含量最少,且各处理下,自然晾干和70C烘干的样品砷浸提效果无显著差别。

2.本研究条件下,HNO3浸提率最高,为71.6%-82.4%,且其浸提后样品中As（川）显著减少；HCl-H2SO4S提效果最差，浸提率仅为6.5%-15.9%,其大部分砷仍残留于浸提渣中。

3. 采用不同浸提剂浸提前后各样品的砷总量及砷形态分布有较大差异。

由正交实验可知,样品砷浸提率与浸提剂浓度、浸提温度和时间都呈正相关,且浸提剂浓度对其影响最大, 其次为温度本实验条件中，样品在75%HNO330C、18h时砷浸提率有最高的达到89.6%。

管式炉灰化焚烧实验：不同处理下蜈蚣草不同部位样品在不同实验条件下（焚烧温度：200C、400C、600C、800E,焚烧时间：2h、4h、6h、8h,通过添加三种不同固砷剂（CaO、MgO、Si02）进行焚烧正交实验, 并利用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定各吸收液里砷的含量,分析样品质量及砷含量在焚烧前后的变化,通过计算各样品As挥发率,从而筛选出效果好的固砷剂。

一种利用中温厌氧消化处理砷超积累植物蜈蚣草的方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710685273.8(22)申请日 2017.08.11(71)申请人浙江大学地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人秦天悦　唐先进　刘杏梅　徐建明　(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司 33200代理人张法高　傅朝栋(51)Int.Cl.C12P 5/02(2006.01)C02F 11/04(2006.01)(54)发明名称一种利用中温厌氧消化处理砷超积累植物蜈蚣草的方法(57)摘要本发明公开了一种利用中温厌氧消化处理砷超积累植物蜈蚣草的方法。

该方法首先获取砷超积累植物蜈蚣草，并将蜈蚣草分离成的茎和叶并进行破碎分段；然后将破碎后的蜈蚣草加入厌氧消化反应器中，与发酵物混匀进行中温厌氧消化。

本发明的优点主要体现在：本发明方法在中温条件下(35℃)通过对蜈蚣草和有机固体废弃物(污泥和畜禽废弃物等)进行混合厌氧消化，利用现有大量存在的厌氧消化池或沼气发酵池处理砷超积累植物蜈蚣草，在促进有机固体废弃物厌氧消化处理的同时，消除砷超积累植物蜈蚣草等修复植物对于环境造成的二次污染，实现砷超积累植物无害化处置利用，对于砷污染土壤植物修复的进一步推广应用具有重要意义。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 107446956 A 2017.12.08C N 107446956A1.一种利用中温厌氧消化处理砷超积累植物蜈蚣草的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取砷超积累植物蜈蚣草，并将蜈蚣草进行破碎分段；步骤2：将破碎后的蜈蚣草加入厌氧消化反应器中，与发酵物混匀进行中温厌氧消化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取到的砷超积累植物蜈蚣草需事先用去离子水洗净，然后自然晾干。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，破碎后的蜈蚣草每段长度为3～5cm。

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