有机砷饲料添加剂在铁（氢）氧化物表面的配位反应及其环境光化学效应

Organoarsenic feed additives (OAFA) such as p-arsanilic acid and roxarsone used in livestock and poultry industry can be transformed to inorganic arsenic through biological and chemical process after entering into the surrounding environment with litters, thus pose potential hazardous to human health. Previous works mainly focused on the photolysis process and the adsorption behavior on the surface of ferric (hydr)oxides of OAFA, few of them reported the process and mechanisms of phototransformation of OAFA on the surface of ferric (hydr)oxides from the point of view of complexation between OAFA and ferric (hydr)oxides. This project aims to investigate the complexation behavior by characterization and complexation modeling. The contribution of inner ligand-to-metal charge transfer between OAFA and ferric (hydr)oxides will be studied by investigating the process and mechanisms of phototransformation of the complexes by simulative experiments. Furthermore, the impact of co-exist species in receiving water will be also studied. This project intends to reveal the photochemical reaction mechanism of OAFA-ferric (hydr)oxides complexes under sunlight, and to investigate its contribution to the oxidation of OAFA and the generation of inorganic arsenic. The results will benefit in understanding the environmental chemical behavior of OAFA in receiving water for livestock farms.

畜禽养殖业中使用的阿散酸、洛克沙胂等有机砷饲料添加剂（OAFA）随粪便等排泄物进入到周边环境中后，可通过生物、化学过程降解转化为无机砷，对人类健康安全造成潜在影响。前人考察OAFA环境地球化学行为时仅局限在OAFA的光解过程和其在铁（氢）氧化物表面的吸附作用，而鲜有从OAFA在铁（氢）氧化物表面的配合作用及该配合物的光化学行为角度研究OAFA的转化过程与机理。本项目拟通过表征、建立模型等方法考察OAFA在铁（氢）氧化物表面的配位反应，通过实验室模拟光化学反应，考察OAFA的光转化效率及机理，探究配合物内电子转移对OAFA光转化过程的贡献，并进一步研究OAFA受纳水体中共存物质对其光化学行为的影响。本项目旨在揭示太阳光照射下OAFA-铁（氢）氧化物配合物的光化学反应机制及其对OAFA氧化降解产生无机砷过程的贡献，补充人们对于畜禽养殖区受纳水体中OAFA的环境化学行为的认识。

畜禽养殖业中使用的有机砷饲料添加剂随粪便等排泄物进入到周边环境中后，可通过生物、化学过程降解转化为无机砷，对人类健康安全造成潜在影响。前人考察阿散酸等有机砷的环境地球化学行为时鲜有从有机砷在铁（氢）氧化物表面的配合作用及该配合物的光化学行为角度研究其转化过程与机理。.本项目以阿散酸为例，通过实验室模拟反应考察了不同体系中有机砷的表面配位反应和光化学转化反应的效率及机理，主要开展的研究内容包括：1）氢氧化铁胶体体系中有机砷光化学转化过程与机制研究；2）铁氧化物悬浮体系中有机砷的吸附和脱附行为研究；3）铁氧化物悬浮体系中有机砷光化学转化过程研究；4）环境因子综合影响与过程贡献研究。.本项目的重要结果包括：1）证实氢氧化铁胶体-阿散酸配合物的存在，并计算得到其配位平衡常数；2）证实了氢氧化铁胶体-阿散酸配合物对阿散酸光降解的贡献作用，揭示了配合物内电子转移过程；3）探究获得了适宜的阿散酸脱附方法，可有助于非均相体系中的总量平衡研究；4）证明了阿散酸的光化学行为具有波长依赖性；5）证实以EDTA为例的多羧酸盐的存在可以通过与Fe(III)配合、竞争激发光等方式，影响ASA的光降解效率与路径；6）通过采集实际水体进行光化学反应，证实了ASA在天然水体中的可降解性。.本项目研究结果有助于揭示太阳光照射下有机砷-铁（氢）氧化物配合物的光化学反应机制及其对有机砷氧化降解产生无机砷过程的贡献，有助于补充人们对于畜禽养殖区受纳水体中有机砷的环境化学行为的认识。