乌梁素海水体砷存在形态模拟及影响因素分析

史小红，赵胜男，李畅游，吴用

内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018

乌梁素海水体砷存在形态模拟及影响因素分析

史小红，赵胜男*，李畅游，吴用

内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018

为阐明湖泊水体中砷（As）的存在形态及水环境条件对重金属形态变化的影响规律，对湖泊重金属污染修复治理方面提供科学依据，采集乌梁素海水样，对湖水中As含量与存在形态进行分析，在考虑As污染程度的基础上，利用PHREEQC研究湖泊水体中As的存在形态，并分析温度、酸碱度及氧化还原条件对As存在形态的影响。结果表明，水样中As含量范围在2.27～11.98 μg·L-1之间，平均含量为6.67 μg·L-1（n=15，std=3.41），其所有监测点的含量都未超出地表水标准和国家渔业用水标准. 水体中 As的主要存在形态为五价态的 HAsO42-；N13采样点 As的主要存在形态较为特殊，主要为三价态H3AsO3，含量达到 97.59%。温度对 As各种存在形态最终分布无大影响。As存在形态受 pH影响较大，水体 pH较低时（pH=6～7.5），As主要以配合反应为主；随着pH的升高（pH=7.5～11），As逐渐发生水解反应。水体的氧化还原性对As影响较明显，当水体处于还原状态时，As主要以H3AsO3和H2AsO3-占主导地位；处于氧化性状态时，HAsO42-和H2AsO4-占主导地位。因此对于寒旱区湖泊，应对冰封期湖泊环境与水体砷含量予以重视。

乌梁素海；影响因素；存在形态；PHREEQC

砷（As）是毒性极强的元素，其污染具有持久性、易迁移性、高度生物富集性、强毒性等特性，可通过急性或慢性暴露，对人的皮肤、呼吸系统、神经及造血系统产生危害，对人体健康造成极大的伤害（冯卫卫等，2011；陈保卫等，2009；Zhou等，2008；石荣等，2007）。As及其可溶性化合物均有剧毒，已被美国环保署（EPA）与国际癌症研究机构（IARC）归类为一级致癌物（Straif等，2009）。由于自然地质和人为因素的双重作用，导致全球数亿人的饮用水、粮食安全面临 As污染的威胁，因此环境中 As污染成为全球关注的重大环境与健康问题（Consumer Reports，2012；Tao等，2006）。

目前我国在湖泊 As污染研究方面已经开展了一些工作，主要集中于水体、沉积物和水生生物等介质中 As的含量、污染状态、空间分布特征、生物富集与毒性等方面（张玉宝等，2011；张玉玺等，2012；李波等，2008；徐泽新等，2013；张大文等，2014）。需要注意的是，这些研究均是关于非寒旱区的南方湖泊，针对一般外界环境条件下的 As污染问题，而目前针对寒旱区湖泊 As污染研究开展的工作十分有限。乌梁素海流域地处中国北方寒旱区，属于典型灌区湖泊，主要污染源来自于流域内的农业面源污染，化肥流失所携带着 As的流入占湖泊 As来源的较大部分。流域内矿产资源丰富，每年大约有2×108m3的工业废水的排入也会造成乌梁素海水环境 As的富集与污染。目前，乌梁素海关于 As的研究集中于湖泊沉积物方面，乌梁素海沉积物中 As的含量在大部分采样点超标，均值为27.16 mg·kg-1，远大于背景值9.68 mg·kg-1（Zhao等，2014），按照生态危害临界值(TEL)标准，As监测值大约是临界值2～6倍（Zhao等，2014）。沉积物中As的主要存在形态为残渣态（王爽等，2012）。基于对乌梁素海沉积物 As的研究可知，乌梁素海面临潜在As污染风险，因此，其水环境中As研究势在必行。此外，乌梁素海是内蒙古自治区的主要渔业基地，每年产鱼量约在700多万吨（Zhao等，2012），其湖水终将退水黄河，每年在枯水期向黄河补水近 2×108m3（赵胜男等，2014），由于 As的特殊物理化学性质和强毒性，因此其水质会影响湖区渔业与黄河水体安全。

水体中 As元素的毒性只是由其部分结合形态所造成，不同形态其毒性高低不同。生物对 As的富集程度也与组分存在形态有关，同时 As的不同形态对于动植物具有不同的生物有效性和毒性，因此需要在研究As总量的基础上，对As在湖泊水体中的存在形态进行研究。水环境中砷的形态很多，主要包括砷酸盐[As(Ⅴ)]、亚砷酸盐[As(Ⅲ)]，还有少量的一甲基胂酸盐（MMA）和二甲基胂酸盐（DMA）等（黄清辉等，2008）。不同形态As生物毒性差异很大，As的低氧化态比高氧化态的毒性更大，对于人体而言，亚砷酸比砷酸的毒性大60倍（赵娟等，2013）。因此不能单纯依靠总 As含量反映其污染状况和潜在风险，而有必要对水体中 As形态特征进行研究。此外，水体氧化还原条件、温度、酸碱度、有机质等是对水体 As形态分布具有较大的影响（Senn等，2002；Audry等，2011；Couture等，2010）。水体的氧化还原性、酸碱性、温度、离子强度、各种有机及无机组分的种类和浓度的变化会影响到水环境中 As元素的络合与离解、吸附与解吸、沉淀与溶解、氧化与还原等过程，最终导致 As形态发生变化。乌梁素海地处中国北方的寒旱区，多年平均气温为5.8 ℃，最冷时间出现在1月份，平均为-11～15 ℃，极端低温为-41 ℃，湖泊大约每年11月下旬开始结冰，翌年3月开始消融，其季节特征较为明显，湖泊在一年中大约有 4─7个月处于冰封状态，且冰层较厚，体积上占湖泊水体比例较大（Zhang等，2012），因此，湖泊外界环境条件包括（温度、氧化还原性）等必然会影响到 As在湖泊中的赋存形态，因此分析水体温度、氧化还原性、酸碱性的改变对As存在形态的影响，对提出内陆寒区湖泊具有地区特点的砷污染治理新思路具有重要的科学指导意义。基于乌梁素海生态功能定位、地区特殊性及砷污染的危险性，研究乌梁素海水环境中砷含量、分布特征、赋存形态及影响因素具有重大意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

乌梁素海位于内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特前旗境内，其地理坐标介于北纬40°36′～41°03′，东经108°43′～108°57′之间，现有水域面积293 km2，其中芦苇区面积为 118.97 km2，明水区面积为111.13 km2，明水区中85.7 km2为沉水植物密集区。湖水于每年11月初结冰，翌年3月末到4月初开始融化，冰封期约为5个月。气温变化较大，多年平均气温为7.3 ℃，全年日照时数为3185.5 h，多年平均降雨量为224 mm，蒸发量为1502 mm（赵胜男等，2013；Ren等，2008）。由于河套灌区化肥和农药的用量在不断加大，与此同时化肥利用率仅为30%左右，上游工业废水、生活污水伴同大量流失化肥的农田排水经不同的排水沟进入乌梁素海，致使乌梁素海水生环境日益恶化。

1.2 取样与分析

根据乌梁素海面积大小、水体流向等情况，共设置15个水体采样点，具体布点见图1。取样点使用全球GPS定位，破冰取水。

图1 水体采样点Fig. 1 Sampling sites

在进行水质采样前，采集水样仪器与盛取水样的聚乙烯取样瓶必须使用专用洗液去除油污等，并用超纯水洗净，再用浓度为10%的硝酸浸泡24 h以上，取出用超纯水冲洗干净，取样过程中，防止污染。利用自制采水器（专利号：ZL201020680966.1）取得水样后，将水样放于事先准备好的取样瓶中。为保持样品处于低温状态，将水样放置于低温冷藏箱中，使温度保持在-4～4 ℃，样品运回实验室后，立即进行元素 As分析测定、实验所用玻璃器皿均用1∶3（体积比）硝酸浸泡24 h以上，并用超纯水反复清洗，备用。相对标准偏差（RSD）小于3.0%。

水体中 As与其他指标的测定按照《水和废水监测分析方法》（水和废水监测分析方法编委会，2002），采用双道–原子荧光光度计进行测定（中国林业科学研究院分析中心，1993）。水体温度、pH值、氧化还原电位采用便携式 pH计进行测定。水体阴阳离子含量利用IS-90离子色谱仪进行测定。

1.3 研究方法

PHREEQC软件是以热力学平衡常数方法为基础的水文地球化学模拟软件程序。主要有4部分组成，包括数据库、输入文件、标准输出文件和选择性输出文件。其中数据库文件给出了主要离子、矿物质、吸附交换、动态和平衡化学反应等的表达式和常数。输入文件是需要用户编写的文本文件，文件给出命令（反应模式）供模型读入并进行模拟，也可以在此文件中对数据库进行修改和特别选择计算输出结果。标准输出文件是PHREEQC在模拟运算过程中输出结果，选择性输出文件是根据用户需要选择性输出计算结果，包括表格输出和图形制作两部分。PHREEQC软件能够对物质组分、液相组分形态、溶解、相、交换作用和表面络合作用进行模拟与计算（David等，1999）。目前关于水文地球化学模拟PHREEQC软件应用关于采矿水、地下水中的物质存在形态研究较多，方法技术较为成熟，取得了较多的研究成果，包括采矿区地下水中铀的存在形态模拟等（Merkel等，2000；Karmegam，2011）；海水中痕量元素组分存在形态及其生物有效性的研究等（鲁静等，2006）。

HSC Chemistry是集成热力学数据库软件，拥有一个超过20000种无机物详细热力学性质的数据库以及针对不同应用而设计的22个计算模块。

本文利用PHREEQC研究乌梁素海湖水水体中As的存在形态及影响因素。首先，测定乌梁素海水体中 As的总量，水体温度，水体酸碱度，水体氧化还原电位，水体中阴阳离子含量，通过上述数据定义水体的化学组分与环境特性。将每个水样监测点的实测数据按要求设置成PHREEQC软件所要求的输入格式，编制输入文件。第二步，通过资料查询的不同 As存在形态，获取对应的水溶态物种和相关的反应方程式，对模拟数据库进行参数补充。第三，在获取反应方程式与输入文件后，运行PHREEQC软件，得到As在不同状态下的存在形态及浓度的输出文件。第四，通过改变初始模拟环境，模拟不同温度、不同pH、不同氧化还原电位状态下，As离子的不同存在形态及比例。最终，根据输出文件，分析外界环境变化对湖泊水体中离子存在形态的影响。

数据库的建立：乌梁素海湖泊水体中存在着大量的无机阴离子，有机配合物等，本文仅考虑单一离子和络合阴离子所表示的存在形态。As在水体中以离子或无机络离子形式所示（Merkel，2005），砷（As）的主要存在形态为 H3AsO3、H2AsO3-、HAsO32-、AsO33-、H4AsO3+、H2AsO4-、H3AsO4、HAsO42-、AsO43-。本文利用HSC Chemistry v5.0软件以及物理化学理论，新建了 As元素的存在形态模拟数据库，结果如表1所示：

表1 As的反应方程式及参数Table 1 Chemical reaction equations and parameters of Arsenic

输入参数设置：温度 T（摄氏度）；pH值；pe值，是平衡状态下的电子活度，在某种意义上相当于氧化还原电位，其值可以相互推导，pe值与氧化还原电位 Eh的关系为：pe=[(n×F)/(2.303×R× T)]×Eh，pe值的获取可以由实测的氧化还原电位值Eh获取；阴阳离子值：本文涉及到Ca，Mg，K，Na，Cl以及SO42-为2011年1月实测数据。As元素的总浓度为2011年1月同期实测数据。由于部分监测点的阴阳离子数据缺失，选择I12、K12、L15、M12、N13、P9、Q8、R7及W2等9个点进行砷形态的分析。

2 结果与讨论

2.1 乌梁素海水环境特征分析

乌梁素海位于中国北方寒旱区，属于灌区草型湖泊，是寒旱区典型气候条件和农牧交错区典型下垫面条件下形成的湖泊，其湖泊水环境具有一定的特殊性。作者所在团队为内蒙古农业大学水环境科研团队，在乌梁素海从2003年开始进行了连续12年的每月1次的连续监测，为了描述乌梁素海四季水温变化特征，选择2007─2012年的约130个水样，以1、5、7、10月作为冬、春、夏、秋季的代表月份进行分析。

湖泊水体温度四季变化较大（图2）。乌梁素海湖泊水体冬季水温最低，平均值为0.36 ℃，最高值1.40 ℃，最低值 0.20 ℃；春季水温逐步回升，平均值为18.4 ℃，最高值25.40 ℃；夏季水温达到最高值，平均值为26.3 ℃，最高值33.50 ℃，最低值22.20 ℃；秋水温逐步降低，平均值为10.4 ℃，最高值19.0 ℃，最低值6.80 ℃；乌梁素海湖泊水体温度四季变化明显，夏冬温度差达到30 ℃。

乌梁素海湖泊水体 pH值四季变化范围较小，春季 pH在 6.86～9.65之间变化，夏季 pH在7.35～10.66之间变化；、秋季pH在7.6～10.96之间变化；冬季pH在6.86～9.65之间变化。说明乌梁素海的水环境呈中性—碱性。

图2 不同季节水体水温、pH、ORP变化箱图Fig. 2 Box-plot of water temperature, pH, ORP change In different seasons

乌梁素海湖泊水体氧化还原电位值随着季节变化而发生的波动较大。冬季氧化还原电位值最低，平均值为70 mV，最低值-367 mV，说明冬季湖泊水体处于强还原性；春季氧化还原电位值逐步回升，平均值为102 mV，最高值208 mV，最低值-146 mV；夏季氧化还原电位值最高，平均值为194 mV，最高值370 mV，最低值27 mV，说明夏季湖泊水体处于强氧化性；秋季氧化还原电位平均值为177 mV，最高值304 mV，最低值11 mV。说明冬季湖泊水体处于强还原性，主要是由于乌梁素海冰封期约为5─7个月，湖泊表面的冰盖形成使得湖泊水体、沉积物与大气隔绝，处于厌氧环境，造成氧化还原电位降低，从而形成强还原条件。

2.2 乌梁素海水体中As总量评估

单因子指数评价法是将各指标浓度代表值与评价标准逐项对比，以单项评价最差项目的类别作为水质类别，是中国地表水环境质量标准（GB3838-2002）规定的评价方法。

乌梁素海表层水体中As含量范围在2.27～11.98 μg·L-1之间，平均含量为6.67 μg·L-1（表2），其所有监测点的含量都未超出地表水标准和国家渔业用水标准。以渔业用水标准作为评价标准，利用单因子指数评价法对As含量进行评价，其值在0.04～0.23之间，均值为0.13，均小于 1，说明乌梁素海水体还未受到 As污染。但由于诸多水砷污染引发的砷中毒事件的发生，国际上通常将饮用水中砷含量的最大允许值设定为50 μg·L-1，世界卫生组织和环境保护组织从保护人体健康出发，将这一值设定为10 μg·L-1（Environmental protection agency，1998；Who，2001），将乌梁素海水体与其比较，则部分采样点稍高于这一标准值，由于乌梁素海的退水将汇入黄河，乌梁素海退水水质将直接影响包头取水口引用水安全，加之As的毒性系数是10（Li等，2012），基于乌梁素海的生态功能定位，要对 As的危害与危险程度予以重视。

表2 乌梁素海水体中As含量统计分析Table 2 Statistical description of the As concentrations in water of Lake Ulansuhai μg·L-1

2.3 乌梁素海水体中As存在形态模拟

关于湖泊水体 As的研究主要集中总量分析，总量虽然能够对水体污染状况做出简单判断，但是不能精确的分析出 As的生物有效性，存在一定的局限性。水体中 As的存在形态随着其化合价的不同，毒性也发生改变，三价 As的毒性要远远高于五价As，三价As的不同存在形态的毒性也有所差异，毒性大小为三氢化砷>亚砷酸盐>砷酸盐>砷的有机化合物。因此，只有摸清 As的存在形态，才能进一步探求生物地球化学循环过程。本文利用HSC Chemistry v5.0软件以及物理化学理论，新建了As元素的存在形态模拟数据库，利用PHREEQC模型进行存在形态模拟，在PHREEQC的输出文件中得到各种物质的浓度是摩尔浓度与离子活度，由于计算结果冗长，为了便于结果的简化，更直观的得出元素的存在形态，故本文将各形态的含量以百分比形式列出，模拟结果见图3。

乌梁素海大部分水体中的 As的主要形式为五价态的HAsO42-；从图3中可以看出，所有水样中HAsO42-占绝对优势，含量在62.58%～98.18%；N13采样点 As的主要形式较为特殊，主要为三价态H3AsO3，含量达到97.59%；L15点的As的主要形式有差异，五价态的HAsO42-含量比三价态H3AsO3的含量相对多一些，HAsO42-达到62.58%，H3AsO3含量达33.80%。大部分水体中五价态的H2AsO4-的含量在 1.70%～8.16%，占到一定的比例。水体中H2AsO3-，HAsO32-，AsO33-，H4AsO3+，H3AsO4，AsO43-几种存在形态的总量仅占0.0088%～2.39%。

图3 乌梁素海水体中As的主要存在形态及含量百分比Fig. 3 The Arsenic speciation and content percentage in lake water

天然水体中砷的形态主要受氧化还原电位（Eh）和酸碱性（pH）控制，在氧化环境中，HAsO42-和H2AsO4-占优势，pH小于6.9时，H2AsO4-占优势，当pH较高时，HAsO42-占优势；在还原环境中，pH小于9.2时，H3AsO3占优势。结合乌梁素海水体的氧化还原性分析，采样点N13，L15的氧化还原电位处于负值，属于还原性，因此，水体中 H3AsO3含量居多，其它采样点的水体的 Eh较高，处于氧化性，水体pH值处于8.0附近，因此，水体中HAsO42-占优势，符合正常规律。

在乌梁素海四季中，氧化还原电位值多数在70～200 mV之间，大部分采样点的砷形态为五价态的 HAsO42-，仅在冬季个别极端强还原区域（氧化还原电位值为-367 mV），以低价态存在，如N13点的砷形态为H3AsO3。因此，总体上，乌梁素海大部分水体砷元素的毒性较弱，但由于乌梁素海水体的氧化还原性变化较大，甚至在冬季的冰封状态下会出现极强的还原性，因此，必须高度重视As污染，结合As污染来源，从源头上进行治理与预防。

2.4 乌梁素海水体中As存在形态影响因素分析

在湖泊水体中，元素中不同形态间的转化过程主要受湖泊水体酸碱性、氧化还原性、温度以及水体中阴阳离子含量的影响。而 pH值（氢离子浓度的负对数）能直接的表达水环境的酸碱程度，氧化还原电位ORP表示水环境的氧化—还原性。因此，水体的水质指标pH和ORP在一起能更好地反映水体氧化还原反应的实际情况。另外，在任何化学反应过程中都伴随着热量的转化，因而水温对水中物质的存在形态及含量也有一定的影响。

鉴于水体中 As属于典型的两性元素，乌梁素海水体的氧化还原性不同，因此选择两个代表性采样点（K12与N13）进行影响因素分析，K12点处于氧化性环境，N13点处于还原性环境。

2.4.1 环境温度对砷存在形态的影响

模拟过程：水环境的其他条件为：pH=8，pe=1.6，保持pH与pe不发生变化，只改变温度值，根据对乌梁素海水温的分析，选取不同的代表温度（t=0、10、20、30 ℃），对不同温度下水体中 As的存在形态进行模拟。分析结果如图3所示，图3中以As形态为横坐标，以不同 As形态的活度的负对数为纵坐标。

图4 水体中As的主要存在形态含量随温度变化图Fig. 4 The changes of different heavy metals in different temperature

从图 4（a）和（b）中可以看出，随着温度的改变，As的各种存在形态发生微小的改变。结合前面分析，As的主要存在形态为五价态的HAsO42-。随着温度的升高，各主要存在形态含量变化不是较显著。因此，四季中温度对其形态变化影响小。

2.4.2 环境酸碱性对As存在形态的影响

模拟过程：水环境的t=0.1 ℃，pe=1.60，保持pe与温度不发生变化，只改变pH值，根据对乌梁素海水体 pH值的分析，选取不同的代表值选取不同的代表值（pH=6、7、8、9、10、11），对水体中的存在形态进行模拟。分析结果如图5所示。

图5 水体中As的主要存在形态含量随pH变化图Fig. 5 The arsenic speciation change with pH change

从整体水环境层面分析，当乌梁素海水体处于弱酸环境时，水体中As主要以三价态的H3AsO3存在，当水体处于弱酸-中性以及中性-弱碱环境时，处于氧化性环境的水体中砷的主要存在形态时H2AsO4-和HAsO42-；处于还原性环境的水体中砷的主要存在形态为H3AsO3和HAsO42-；当水体处于强碱环境时处于氧化性环境和还原性环境的水体中的水体中砷的主要存在形态都为HAsO42-。

2.4.3 环境氧化还原性对As存在形态的影响

模拟过程：水环境的pH=8，t=0.1 ℃，保持pH与温度不发生变化，只改变pe值，选取不同的代表值（pe=-6、-5、-4、-3、-2、-1、1、3、4、5、6），对水体中As的存在形态进行模拟。分析结果如图6所示。

水体中 As属于典型的两性元素，因此存在形态变化受pe值的影响较为显著。从图6中可以看出，当水体处于强还原性时，水体中基本以三价态砷存在，主要存在形式是H3AsO3，含量在97.8%左右，其他存在形态为H2AsO3-，含量较低，约在2.3%左右，二者几乎为砷在强还原性的全部存在形态。随着pe值的逐渐增大，H3AsO3和H2AsO3-的含量逐渐减少，HAsO42-和H2AsO4-的含量开始出现增大的趋势，当pe=-1时，三价态砷的H3AsO3含量在62.3%左右，五价态的HAsO42-含量增大到35%。当pe值开始出现正值，处于氧化性状态时，H3AsO3含量迅速降低，当pe=1时，三价态H3AsO3含量几乎为零，五价态的 HAsO42-和 H2AsO4-的含量迅速增加，HAsO42-达95%，H2AsO4-达5.5%，随着pe值继续增大，HAsO42-和H2AsO4-含量基本保持不变，达到近乎平衡状态。因此，水体处于还原性状态，砷主要以H3AsO3和H2AsO3-占主导地位；当水体处于氧化性状态，HAsO42-和H2AsO4-占主导地位。

3 结论

乌梁素海表层水体 As含量相对较低，未超出地表水标准和和国家渔业用水标准，但部分监测点超出世界卫生组织和环境保护组织设定的饮用水标准值。水体中As的主要形式为五价态的HAsO42-；N13采样点 As的主要形式较为特殊，主要为三价态H3AsO3，含量达到97.59%，这主要是受水环境氧化还原电位的影响。通过模拟分析可知，水温对水中物质的存在形态及含量也有一定的影响，但并不显著。水体中As存在形态受pH影响较大。氧化还原环境对 As影响较为显著，水体处于还原性状态，砷主要以H3AsO3和H2AsO3-占主导地位；当水体处于氧化性状态，HAsO42-和H2AsO4-占主导地位。由于As3+比As5+毒性大，虽然，大部分水体砷元素的毒性都较弱，但由于乌梁素海水体的氧化还原性变化较大，甚至会出现极强的还原性。因此，必须高度重视As，结合As的污染来源，从源头上进行治理与预防。特别是对于蒙新高原湖区的其他寒旱区湖泊，由于其存在较长冰封期，冰层较厚，由于冰层的覆盖，湖泊水体的氧化还原性变化必然会影响到As在湖泊中的赋存形态。

图6 水体中As的主要存在形态含量随pe值变化图Fig. 6 The arsenic speciation change with pe change

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Species Distribution and Influence Factors for Arsenic in Wuliangsuhai Lake Water

SHI Xiaohong, ZHAO Shengnan, LI Changyou, WU Yong
College of Water Conservancy and Civil Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot, 010018, China

To understand the heavy metals Arsenic speciation and influence factors in the water of Wuliangsuhai Lake, the samples were collected. The total Arsenic concentration was analyzed. As different chemical species in water have different toxity to organism, the speciation of the studied metals in WL was analyzed with the PHREEQC model. The impact of temperature, redox and pH on the heavy metal species in WL was simulated with the PHREEQC. The results showed that the average Arsenic concentrations in lake water were 6.67 μg·L-1. All sampling contents were not beyond the surface water standards and national fisheries standards. The mainly chemical species of Arsenic in water solution were HAsO42, however, the N13 water sites were H3AsO3which content is 97.59%. The change of temperature have minor impact on the speciation of Arsenic. pH influences greatly the speciation of Arsenic. In the condition of low pH (pH=6～7.5), the counter hydrolysis reaction of heavy metals is dominant. In the condition of high pH (pH=7.5～11), the hydrolysis reaction of heavy metals is dominant. Water redox condition in the lake has different effects on Arsenic speciation. In the reduction condition, H3AsO3, and H2AsO3-are the dominant species. In the oxidation condition, HAsO42-, and H2AsO4-are dominant species. So, for the cold lake, more attention should be paid to the icebound lake environment and water arsenic content.

Wuliangsuhai Lake; Influence factors; species; PHREEQC

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.03.011

X132

A

1674-5906（2015）03-0444-08

史小红，赵胜男，李畅游，吴用. 乌梁素海水体砷存在形态模拟及影响因素分析[J]. 生态环境学报, 2015, 24(3): 444-451.

SHI Xiaohong, ZHAO Shengnan, LI Changyou, WU Yong. Species Distribution and Influence Factors for Arsenic in Wuliangsuhai Lake Water [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(3): 444-451.

国家自然科学基金项目(51339002；51269016；51269017)；内蒙古自治区草原英才创新团队

史小红（1977年生），女，副教授，主要从事水环境保护与修复研究。E-mail: iamushixiaohong@163.com *通信作者：E-mail: zhaoshengnan205@163.com

2015-01-19