1 砷的性质
1.1 砷的性质及其对人体的影响
砷广泛存在于水、土壤和岩石中。砷具有毒性，若长期饮用含砷水，即使是微量砷，也会导致人体发生病变【1】。继痛痛病、水误病、四日市哮喘病之后，日本政府于1973年将慢性砷中毒列为第四大公害病【2】。
砷可通过多种途径进入人体，如呼吸道、消化道和皮肤吸收。人每天会从食物中大概摄入砷1毫克，从空气中吸入1.4微克左右。经胃肠和肺吸收的砷随着血流分布和贮存在心、肝、脾、肾等各种组织中，其中以指甲、毛发、皮肤中的含量最高【3】。急性中毒患者会出现重度胃肠道损伤以及心脏功能失常，并且伴有神经系统症状，严重者甚至会出现昏迷、休克乃至死亡。亚急性中毒主要作用于呼吸系统、心血管系统、神经系统、消化系统、免疫系统等。而长期接触含砷的试剂可导致慢性中毒，会出现肝脏肿大、皮肤变黑等症状【4】。另外，有文献指出呈阴离子形态的砷可通过人和哺乳动物的胎盘，最终导致胎儿畸形或死亡【5】。
1.2 砷的形态分布
砷通常可表现出多种价态，如 -3、 3和 5价。《食品卫生检验方法》中为总砷做的定义是三价、五价的无机砷和有机砷的总和【6】。一般可认为，砷原子以共价键的形式和其它物质所形成的砷化合物被统称为有机砷，如二甲基砷DMA等；而以离子键所结合形成的砷的化合物和砷单质通常被称为无机砷。
元素砷无毒性，砷化合物含有毒性。在体内砷一般以有机砷化合物形式存在，并存在三价与五价的区别。这些代谢的产物对细胞的毒性有着显著的差异，而且三价砷化合物的毒性远远高于五价砷化合物【7-9】。砷的毒性与它的存在形态有着密切关联，三价砷与五价砷相比有很好的溶解性和流动性【10】，导致各种处理方法对三价砷的去除率都远低于五价砷，将三价砷氧化成五价砷有利于提高砷的去除率。
1.3 砷的污染现状和控制标准
早在四千多年前，我国就将雄黄、雌黄等砷化物用于制药、食用及炼丹。20世纪上，多种有机含砷制剂被合成并用于治疗疾病，并且农业上也常使用砷制剂来杀虫和除草。随着人们对砷的毒性及其致癌致畸作用的深入研究，现在已经很少用含砷的制剂【11】。现在的一些复方药也含砷，比如FowlerS(亚砷酸钾)、Asiatci片(三氧化二砷和黑胡椒)、DonovanS(碘化砷)、新砷苯胺、甲次砷酸钠、卡巴砷等【12】。上述药品在制药过程中所产生的废水也必然含有砷，不合理处理必然导致水体受污。而且未完全使用的药物制剂残存在环境中也会对环境造成危害。
近年来，砷对水体的污染已经成为一个值得世界关心的问题。在孟加拉国、印度和中国(包括台湾)，居民饮用的地下的井水中含有较高浓度的无机砷【13-14】。因此，世界卫生组织WHO在1993年时，建议将饮用水中砷含量标准值降低至0.01 mg/L【15】。我国也在2000年12月1日起将砷含量从原本的0.05 mg/L的标准降低为0.01 mg/L。这也对水体去除砷离子技术提出了更高的要求。
2 水体中砷污染控制的主要方法
2.1 沉淀法
溶解水中的砷可以与某些金属离子形成砷酸盐和亚砷酸盐等难溶化合物【16】，再经过过滤去除，因为这一特性，沉淀法常被用来控制砷污染。常用的沉淀剂有氧化钙、氢氧化钙、氢氧化镁等。钙盐沉淀剂成本低、工艺简单，但钙盐溶解度高，所以去除率一般不高，且最终产物处理麻烦，易造成二次污染。在高pH值环境中，铁盐不仅可以与砷酸盐反应生成砷酸铁沉淀，而且生成的氢氧化铁可以吸附砷酸铁，进一步提高去除率。
由于化学沉淀法投资成本低、工艺简单，所以现在的大多数企业选择这种方法处理含砷废水。而且研究发现两到三种沉淀剂一起使用时除砷效果更佳，例如：氢氧化钙与氯化铁一起使用，除砷效果高达99%【17】。
