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1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 含砷矿冶废水的来源及危害
砷广泛分布于自然界，中国的砷储量占全球探明储量的70%，主要分布于广西、云南、湖南三省。除少量的天然砷被发现外，砷的存在形式主要是金属或硫的化合物，己知有150多种含砷矿物 [1]。由于矿物中的砷绝大部分都是与金属伴生[2]，所以金属矿冶工业往往会产生大量含砷废水或废气，造成环境污染。
砷及砷的化合物是全球公认的致癌物[3]，能够引起多种疾病，如：皮肤癌、膀胱癌、肺癌、台湾黑脚病、非癌症性组织损害等[4-6]。砷能够取代细胞膜结构中的磷而与巯基结合，干扰人体直接能量物质三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP）与二磷酸腺苷（adenosine diphosphate， ADP）的正常功能，甚至导致生物死亡[7]。砷的主要致毒途径是饮食摄入，另外，砷能透过破损的皮肤渗入机体，即使皮肤完整，要是长久浸泡在含砷水体中，砷也能与皮肤中的脂酸结合而进入体内[8]。孟加拉国曾因为大量使用含砷地下水生产生活而导致数千万居民受难于砷污染 [9]。2008年，云南阳宗海当地某化工企业由于肆意排放含砷废水，导致阳宗海的水质恶化为“劣五类”，严重威胁周边接近3万居民的饮用水安全，渔业资源濒临枯竭，数十亿元直接经济损失。
中国医科大学公共卫生学院与瑞士联邦水产科技研究所的研究人员合作，开发出一种新型的地下水污染物风险预测模型[10]，该模拟预测中国地下水砷污染风险，结果表明，在中国约有1958万人生活在高风险地区，内蒙古、新疆、山东、江苏及河南等省分布密集，这表明我国的地下水砷污染情况目前已十分严重。是以，提高含砷废水治理力度、降低包括地下水在内的各类水体砷污染风险，已刻不容缓。
日本《工场、制定作业场的有害物质》和欧盟《最佳实用技术文献》（BREF）中对废水中砷浓度的要求分别为0.10 mg/L和0.05 mg/L以下，目前我国执行的污水综合排放标准（GB8978-1996）要求工业废水含砷低于0.5 mg/L，距离发达国家和地区的排放标准还有一定差距，但随着我国经济实力的不断增强和人民环保意识的普遍提高，加强对工业废水排放质量的监管、优化地表水的质量、建立废水排放新标准已势在必行。目前我国与美国、欧洲、日本等发达国家和地区相同，实行的饮用水水质标准要求含砷浓度在10 μg/L以下[11-13]，这对工业废水中砷的达标乃至提标排放提出了很高的要求。是以，开发新型高效的工业废水除砷工艺以确保含砷工业废水无害化处理，不单可以降低生态环境被废水危害的风险，也能为水源水中砷含量控制提供保障和支持。2014年两会上，李克强在《政府工作报告》中把环境保护摆在了重要位置，指示要求大力加强生态文明建设和环境保护，坚持节约资源和保护环境的基本国策。所以，开辟经济、高效的含砷废水处理技术新道路十分紧迫，并且具有重大的社会效益和环境效益。
1.1.2 有色冶金行业砷污染现状
产生含砷废水的主要行业是有色冶金，出水水质特点为砷浓度高、酸（碱）度大、成分复杂。人类生产活动向环境排放的含砷废物废水逐年增加，自1850年至2000年，已累计达到约453吨，其中有色金属冶炼排放的砷量约占72.6%[14]。。因此，加强有色冶金行业含砷废水的治理，减少人为砷排放，已成为遏制我国水体砷污染、保障人民群众身体健康的关键途径之一。
表1.1我国部分矿业活动影响区农作物中砷含量[15]论文网
类型 作物
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