时间：2022-09-01 05:52:31
摘要 洛克沙砷是一种有机砷饲料添加剂，具有抗菌和促生长作用，广泛应用于肉鸡和猪饲料中。通过简要综述洛克沙砷产生的环境污染现状、洛克沙砷在环境中的降解转化及其降解产物的生态毒性，提出治理方法，以有效治理砷污染。
关键词 洛克沙砷；饲料添加剂；降解；治理
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）12-0269-01
砷属于甲类致癌性化学物质，其在自然界中的迁移、转化及其导致的健康风险受到广泛的关注和研究。长期饮用砷含量在50 μg/L或以上的水，会引发肺癌、皮肤癌、肾癌和肌肉萎缩等疾病，致癌的概率达1%。因此，世界卫生组织规定饮用水中的砷含量应低于50 μg/L，美国国家环境保护局（EPA）将饮用水中的砷含量标准降低到10 μg/L。土壤中高浓度的砷也会被植物吸收，导致食品中砷含量超标，增加致癌的风险。砷污染的产生主要来源于2个方面，一方面是因为当地地质中含有较高的砷和有利于砷迁移的土壤和地下水环境，另一方面是由于人类在生产活动中大量使用含砷的试剂，如除草剂、杀虫剂和饲料添加剂。由于砷的高毒性，砷的迁移和转化及砷污染的治理已成为目前环境评价和环境治理的热点。
1 洛克沙砷的环境污染现状
洛克沙砷和阿散酸是有机砷化合物。因为洛克沙砷和阿散酸具有抗菌、抗球虫和促生长的作用，其被作为饲料添加剂在肉鸡养殖业和养猪业中大量使用。相比于阿散酸，洛克沙砷具有用量少、效果好的特点，使用更为普遍。洛克沙砷分子量为263，其中砷含量为28.5%。洛克沙砷在动物消化道内很难被降解，大约80%是以原体的形式排出体外。饲养一只肉鸡平均消耗洛克沙砷约为150 mg。我国每年出栏约80亿只肉鸡，肉鸡饲养业每年排放到环境中的洛克沙砷及其代谢物约为1 000 t，加上养猪业，排放量更高。我国养殖业造成有机砷污染的情况非常严重，据姚丽贤等[1]对广东省集约化养殖场61个禽畜粪样本进行调查的结果表明，鸡粪中砷的含量达21.6 mg/kg，猪粪中高达89.3 mg/kg。使用有机砷添加剂的猪场周围鱼塘水体中的砷含量普遍超标，而猪场排污口附近土壤中砷的含量甚至高达200～500 mg/kg。
2 洛克砂砷在环境中的降低转化
养殖废水由于含有高浓度的有机物，需要在排放之前进行治理，经去除其中的营养物质，才能达标排放。厌氧处理是一种常用的动物粪便处理方法，洛克沙砷在厌氧微生物的作用下发生降解，并产生许多中间代谢产物，以及降解终产物砷酸盐（As5+）[2]。洛克沙砷及其厌氧降解产物分别以可溶态、不溶态形式存在，并可能产生挥发性的砷，而不同形态的砷也存在不同的价态，如As3+和As5+。洛克沙砷及其降解产物的形态影响其流动性，洛克沙砷由于具有较高的水溶性和流动性，相比于无机砷更易于对地表和地下水产生污染。由于As3+比As5+不易被吸附，因而具有较大的流动性，而在厌氧条件下，可溶性的无机砷主要以As3+ 存在。
3 洛克沙砷降低产物的生态毒性
洛克沙砷及其降解产物对生物具有抑制作用和毒性。相对于无机砷，有机砷的毒性较小，而在无机砷中，As3+ 的毒性是As5+ 的几十倍。有机砷和无机砷对植物和土壤中生物的抑制和毒性已有较多研究，如胡留杰等[3]研究发现，当添加砷达到90 mg/kg时，二甲基砷和As5+ 处理的小油菜出苗率比对照组分别降低了20.7%和19.5%，相对于无机砷，有机二甲基砷更容易被小油菜吸收，导致植物中砷的含量超标。肖细元等研究表明，砷污染区的蔬菜中有32.2%的样本砷含量超标，其中叶菜类和根茎类的蔬菜砷含量超标率分别为47.9%和12.8%。与粮食砷限量标准（GB4810-1994）比较，我国污染区粮油作物的样本砷超标率为34.8%，其中水稻的超标率高达42.9%，玉米和小麦的超标率均高于20%。华建峰等[4]研究表明，土壤中的砷污染会干扰线虫的食物网，从而影响线虫的群落结构。洛克沙砷及其降解产物对厌氧消化系统也具有较大影响，Sierra-Alvarez等以乙酸为底物研究了几种有机砷和无机砷对产甲烷菌的影响，As3+具有最强的抑制作用，抑制50%产甲烷活性（IC50）的浓度为9.1 μmol/L（相当于0.7 mg/L），而洛克沙砷降解后产生As3+多高于该浓度。
目前，主要以物理化学吸附的方法去除水体中的As5+，由于As3+不带电荷，因而很难被去除。砷的价态的转化主要通过微生物的作用，砷氧化菌能够把三价砷氧化为五价砷，但在厌氧污泥介质中，氧化还原的电位较低[5]。因此，通过环境的调控，实现以As5+的形式排出砷，将有利于畜禽粪便中的洛克沙砷通过厌氧消化的途径进行去除，同时也可以减轻或消除饲料中有机砷的添加导致的环境砷污染。
4 参考文献
[1] 姚丽贤，李国良，党志.集约化养殖禽畜粪中主要化学物质调查[J].应用生态学报，2006，17（10）：1989-1992.
[2] 王付民，陈杖榴，孙永学，等.有机砷饲料添加剂对猪场周围及农田环境污染的调查研究[J].生态学报，2006，26（1）：154-162.
[3] 胡留杰，曾希柏，何怡忱，等.外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究[J].农业环境科学学报，2008，27（6）：2357-2361.
[4] 华建峰，林先贵，尹睿，等.矿区砷污染对土壤线虫群落结构特征的影响[J].生态与农村环境学报，2009，25（1）：79-84.
[5] NACHMAN K E，GRAHAM J P，PRICE L B，et al. Arsenic：a roadblock to potential animal waste management solutions[J].Environmental Health Perspectives，2005，113（9）：1123-1124.