水体及沉积物中的锑的形态与转化


      Sb 在自然水环境中多以SbIII)和SbV)两种氧化态存在并受水环境的氧化还原条件的影响。一般而言,在氧化性水体中主要以SbV( Sb( OH )6- )存在,厌氧水体中则主要以SbIII( Sb(OH)3Sb(OH)2+Sb(OH)4- )形式存在。然而许多研究却发现了与热动力学平衡计算结果相反的情况,即在氧化性水体中同时也发现了有效比例的SbIII)的存在,在缺氧条件下,也经常检测到SbV)的存在。而且,在缺氧条件下锑释放进入到溶液中的数量比在有氧情况下高。这种差异被归因于生物活性或者活跃效应,但都缺乏有力的证据。Casiot通过对某废弃 85 年的锑矿进行研究,证实了锑的释放现象,并指出细菌的存在加强了锑在有氧条件下的释放。

近年来,对有机锑的研究也逐渐增多,甲基化锑在多处水环境中被发现,而且呈现越接近水体表面甲基化锑浓度越高的趋势。Krupp 等在河流和海港的沉积物中发现了一甲基锑、二甲基锑、三甲基锑、三乙基锑的存在,只是其含量在溶解锑中所占的比例较小(10%左右),并且发现单甲基物比二甲基物含量要高且主要集中在表层水体。甲基锑的形成过程目前还不明确,但在元素周期表上锑与SnPbAsSeTe 临近,因此猜测锑可能与它们一样存在着特有的生物群系用以完成甲基化,已有证据表明一种真菌能够把无机锑转化成三甲基锑。研究发现,Sb 可以抑制As 的生物甲基化,而As 却能够加强Sb 的生物甲基化过程。不溶性的锑盐可从水中向底质迁移,使底泥的锑富集量是水中的104~4.4×105 倍。在缺乏有机质、条件比较简单的河流系统中,铁和锰的氢氧化物或氧化物在重金属的分布中起主要作用。沉积物中的锑主要与不稳定的MnFe Al 的水合氧化物结合,也容易被胡敏酸结合并符合Langmuir 等温方程式。除了主要集中在铁- 锰结合态(22.2%~66.4%)和残渣态(5.66%~53.5%),锑主要以吸附的形式存在;有关污染沉淀物的室内实验表明,随着沉淀物中锑含量的增加,进入溶液中的锑数量也会随之增加。Belzile 等通过实验室模拟研究,论证了自然水体及其沉积物中存在的铁和锰的氢氧化物能够吸附锑并将毒性较大的 Sb() 转化为 Sb()