水环境中不同形态氮对甲芬那酸光降解影响机制的研究

研究了紫外光照射下水环境中不同形态的无机氮(NO-3、NO-2和NH+4)对甲芬那酸(MEF)光解的影响.NO-3与NO-2均促进MEF的光解,NH+4对MEF的光解基本无影响;在NO-3、NO-2存在下添加适量异丙醇,显著抑制MEF的降解,实验表明NO-3、NO-2在光照下产生了·OH并参与对MEF的氧化降解.同时模拟研究了水体处于不同p E值下,水中存在的不同形态的无机氮对MEF光解的复合影响,其对MEF光解促进作用不是简单的叠加关系,增大p E值,MEF的光解速率先增大后减小.当NO-2和NH+4共存时,对MEF的光解主要表现为NO-2的影响;当NO-2和NO-3共存时,两者对MEF的光解存在拮抗作用.     

高岭土负载纳米Fe/Ni同时去除水中Cu2+和NO3-

工业废水常含有不同污染物如重金属离子和无机阴离子,而如何有效去除复合污染物就成为环境科学前沿研究的挑战性课题.这些污染物因化学性质不同而导致去除机理和途径也不同.本文采用合成高岭土负载纳米双金属Fe/Ni(K-Fe/Ni)同步去除水中Cu2+和NO-3.结果表明K-Fe/Ni能有效去除水中Cu2+和NO-3,但它们的去除效果却会相互受到影响.在Cu2+浓度为200mg·L-1时,NO-3的去除率达到42.5%;而未加入Cu2+时,NO-3的去除率仅有26.9%,说明Cu2+的存在提高了NO-3降解效率.同样,水中NO-3的存在也影响Cu2+的去除(Cu2+去除率从99.7%降到96.5%).但NO-3浓度对去除Cu2+的影响小于Cu2+浓度对NO-3的影响.通过BET比表面积、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能量散射(EDS)和X射线光电分析(XPS)对K-Fe/Ni表征的结果显示,反应后K-Fe/Ni的表面存在铁的氧化物、Ni0和被还原的Cu0.基于以上结果,我们发现K-Fe/Ni同步去除水中Cu2+和NO-3的机理是:高岭土负载下的纳米Fe0作为还原剂,在Ni0的催化产氢作用下将Cu2+还原成Cu0并沉积在K-Fe/Ni上而形成纳米Fe/Ni/Cu三金属催化剂,从而加速催化水中NO-3降解.     

二氧化钛平推流光催化反应器降解染料过程中氮素的变化

研究了在平推流光化学反应器中采用纳米TiO2光催化降解水中染料化合物。结果表明:染料化合物能被光催化有效地降解为NH+4-N、NO-3-N和其他无机离子,不同结构类型染料的降解速率不同,但均符合准一级动力学模型;通过监测降解过程中无机氮产物的含量,发现染料类化合物在光催化过程中有机氮先降解成NH+4-N,再被继续氧化成NO-3-N,由于强氧化环境的作用,NH+4-N向NO-3-N转化过程中,不经过中间价态的NO-2-N。     

硝酸盐抑制油田采出水中硫酸盐还原菌活性研究

硫酸盐还原菌(SRB)的生长代谢可导致油藏酸化,进而引发一系列环境和腐蚀等问题.硝酸盐(NO-3)补加及对硝酸盐还原菌(NRB)的调控是抑制SRB活性进而控制油藏酸化的重要策略.本研究从大庆油田水驱采出液中分离筛选出了1株兼性自养的NRB菌株DNB-8,并分析了在有机碳源充足的条件下不同浓度的NO-3结合使用该菌株抑制SRB富集培养物SO2-4还原活性的作用效果与机制.结果表明,浓度≤1.0 mmol·L-1的NO-3无法抑制SRB的SO2-4还原活性;NO-3浓度>1.0mmol·L-1或NO-2浓度>0.45 mmol·L-1均可有效抑制SRB的SO2-4还原活性.此时,NRB对有机碳源的竞争以及在利用NO-3的同时产生的NO-2是抑制SRB活性的主要机制.另外,大庆油田采出水中SRB富集培养物的细胞内存在异化NO-3还原生成NH+4的代谢途径(NO-2为中间产物).当NO-3浓度较高时,SRB可能通过该代谢途径减轻NO-2引起的抑制效应.     

共存氯苯类同系物对六氯苯厌氧降解活性的影响

微生物厌氧降解六氯苯已经成为国内外六氯苯污染土壤修复技术研发的前沿和热点.研究了在不同的初始pH值、反应温度及固液比等环境条件下,3种共存氯苯类同系物五氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,4-三氯苯对染料厂污染土壤中六氯苯厌氧降解活性的影响.结果表明,在降解过程中,共存氯苯类同系物的累积对六氯苯的厌氧降解产生了反馈抑制作用,影响了六氯苯的降解活性,且在不同的环境条件下,累积规律不同,反馈抑制作用不同.反应的初始pH值较低时,五氯苯的的反馈抑制作用更突出,反应的初始pH值较高时,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;常温下,五氯苯的反馈抑制作用更突出,较高温度下,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;固液比越小,五氯苯的反馈抑制作用越突出.因此,针对性地采取提高低氯苯类同系物降解活性的措施,降低共存低氯苯类同系物在六氯苯厌氧降解过程中的累积,不失为提高污染土壤中六氯苯降解率的一种好的选择.     

光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的制备及其对六氯苯的催化活性研究

采用超声促进浸渍法制备了光助Fenton催化剂Fe/Al2O3,利用该催化剂对六氯苯（HCB）进行光助Fenton氧化降解,考察了浸渍液浓度、浸渍温度、灼烧温度和灼烧时间等制备条件对其催化降解六氯苯的活性的影响,确定了制备Fe/Al2O3的工艺条件,并对制得的催化剂进行表征。结果表明,超声促进浸渍法制备非均相光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的最佳工艺条件为：浸渍液浓度25mmol/L,浸渍温度40℃,焙烧温度500℃,焙烧时间3h。在此条件下制备的催化剂对六氯苯的降解具有较高的催化活性。     

加速溶剂萃取法评价土壤中六氯苯和五氯苯对水稻根的生物有效性

采用温室盆栽实验,选择红壤性水稻土和乌栅土,分别设定对照及添加1%和2%有机肥的处理,评价水稻根系对土壤中六氯苯(HCB)及其主要降解产物五氯苯(PeCB)的吸收富集能力,并比较水稻根中富集的HCB或PeCB量与4种溶剂(体积比3/1的正己烷/丙酮、乙醇、正己烷、水)提取的土壤中HCB或PeCB量的相关性,以评价土壤中HCB和PeCB对水稻根的生物有效性.结果表明,红壤性水稻土和乌栅土中,水稻根富集的HCB浓度平均分别为364.1和306.0ng/g,水稻根中PeCB浓度平均分别为12.7和28.7ng/g,主要原因是HCB在红壤性水稻土中的降解效率低于乌栅土.2种土壤中添加1%和2%的有机肥抑制HCB降解,因此降低水稻根中PeCB的浓度.水稻根中HCB和PeCB与4种溶剂提取的土壤中HCB和PeCB量的相关系数大小次序均为:乙醇正己烷/丙酮正己烷水,表明采用乙醇提取的土壤中HCB和PeCB量对评价其对水稻根生物有效性的效果最佳.4种溶剂中,仅乙醇提取的土壤中HCB与水稻根中HCB量呈显著正相关,而除水以外的其它3种溶剂提取的土壤中PeCB与水稻根中PeCB量均显著正相关.本研究表明,采用加速溶剂萃取法,通过选择合适的提取溶剂,评价土壤中HCB和PeCB对水稻根的生物有效性具有可行性.     

生物合成施氏矿物作为类芬顿反应催化剂降解甲基橙的研究

应用生物合成施氏矿物作为光助类芬顿反应催化剂促进甲基橙的降解.施氏矿物通过A.f-LX5细胞悬浮液在初始p H值2.5和28℃时氧化Fe SO43d生成,并进行X射线衍射和扫描电子显微镜表征.本研究分析了不同初始p H、H2O2浓度及催化剂装载量对在光助类芬顿反应中甲基橙氧化降解效率的影响.结果表明,生物合成施氏矿物具有较高的催化活性,并且通过羟基自由基机制使甲基橙降解.在近中性、较高Cl-、SO2-4及NO-3浓度条件下,施氏矿物仍然能保持较高催化甲基橙降解的效率.本研究验证了以生物合成施氏矿物作为催化剂的异相光助类芬顿反应是一种处理含甲基橙废水有应用前景的高级氧化技术.     

两种微藻胞外分泌物与NO2-、NO3-对2，4-D光解的影响

在模拟太阳光照射下,利用旋转式光化学反应装置,研究了海水小球藻(Chlorella vulgaris)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)的胞外分泌物(EOM),以及分别在NO-2或(和)NO-3共存条件下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)光解的影响.实验结果表明,2,4-D在海水小球藻和新月菱形藻EOM及分别在NO-2、NO-3共存下的光解过程均符合准一级动力学反应.研究发现,2,4-D的光解速率随海水小球藻和新月菱形藻EOM浓度的增加而减小,表明这两种微藻EOM可抑制海水中2,4-D的光解.当在微藻EOM溶液中分别加入不同浓度的NO-2或NO-3后,微藻EOM对2,4-D光解的抑制作用减弱,且随着NO-2和NO-3浓度的增加,2,4-D光解速率明显增加.特别是当微藻EOM与NO-2或NO-3三者共存时,可进一步促进2,4-D的光解.     

水中六氯苯的高级氧化降解机理及其动力学探讨

采用UV、O3、UV/O3高级氧化法对水中六氯苯(HCB)的降解效果及机理进行了研究.结果表明, UV本身对HCB的去除贡献率不大, HCB可被O3、UV/03快速降解,即UV相似文献   

紫外辐射对水中三氯生降解

三氯生(TCS)作为一种新兴的污染物在不同环境介质中(如生活污水、地表水、地下水和底泥)不断被检出,其在环境中可抑制某些藻类的生长发育、干扰人体激素的分泌、诱发抗药性细菌的出现,对人体健康和生态系统造成不利影响.本研究调查了紫外辐射对水中TCS的降解;考察了p H、天然有机物(NOM)、硝酸盐(NO-3)和碳酸氢盐(HCO-3)对TCS去除的影响;探讨了TCS的光解产物和转化机理.结果表明:TCS在紫外光照下降解符合准一级反应动力学.随着p H的升高,TCS的摩尔吸光系数逐渐增大,其降解效率也逐渐提高.相比于质子化形态的TCS,去质子化的TCS更容易发生光降解.NOM的存在会抑制水中TCS的光解,且NOM浓度越高,抑制作用越明显,这主要是由于NOM能够与TCS竞争入射的紫外光子.NO-3在紫外光照下可以产生羟基自由基(HO·),其在水中的存在可以加快TCS的降解.与单独存在NO-3相比,NO-3和HCO-3的共存可以进一步促进TCS的去除,这可能归因于HCO-3和HO·反应生成的碳酸根自由基(CO·-3).利用液相色谱——超高解析度四级杆飞行时间串联质谱仪(LC-QTOF/MS)检测到7种TCS光解产物,基于这些鉴定的反应产物提出TCS的可能降解机理主要包括3种不同的反应路径,分别为脱氯氢化、脱氯羟基化和醌化反应.     

硫氰根的γ射线辐照降解研究

研究了60Co源γ射线辐照降解SCN-.在溶液pH=1、pH=3时,25 mg/L的SCN-在6kCy下基本能够得到降解,降解率分别达到98.11%、95.97%, pH=7时,在9kCy下, SCN-的降解率为99.33%;但在碱性条件下,18 kGy的剂量下,才能得到降解,达99.64%(PH=10)和99.93%(pH=12).在高浓度下, SEN-溶液的降解则需要更大的剂量.通过对辐照后的SCN-溶液TOC 和TN的测定可知:辐照法对SCN-溶液除去TOC和TN效果不明显,不同剂量辐照后溶液中SO2-4和NO-3浓度的变化表明, SCN-在γ射线辐照过程中可能的反应历程为:硫元素首先被除去,转变成SO2-4而氮元素则很少转变成NO-3主要是以其它形式的氮存在.     

MWNTs/TiO2对典型氯苯类化合物的光催化降解研究

研究复合光催化剂MWNTs/TiO2对典型氯苯类有机化合物光催化降解动力学及主要光降解路径.结果表明,同一初始浓度和相同光催化降解实验条件下,60min时典型氯苯类有机化合物的光降解率均达到90%以上.其中六氯苯和五氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0664h-1和0.0670h-1,其大小明显高于其它氯苯类化合物.1,二氯苯的光催化降解反应速率常数仅为0.0430h4--1,在典型氯苯类化合物中最小.三氯苯的3种同分异构体——1,3-三氯苯、24-三氯苯和1,5-三氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0547h2,1,,3,-1、0445h0.-1和0.0439h-1.六氯苯的主要光催化降解路径为:HCB→PeCB→1,2,3,5-TeCB→1,2,4-TCB→1,4-DCB.     

UV/H_2O_2工艺降解微囊藻毒素-LR

采用UV/H2O2联合工艺,研究了光强、初始浓度、H2O2投加量、pH及阴离子对微囊藻毒素-LR (MC-LR)去除率的影响.结果表明,单独H2O2对MC-LR基本无去除效果;单独UV工艺可以一定程度上降解MC-LR;而UV/H2O2联合工艺由于发生协同作用明显提高降解效率.试验发现,随着光强的增大,MC-LR的去除率不断提高;随着MC-LR初始浓度的增大,其去除率不断降低;随着H2O2投加量的增大,降解速率常数逐渐增大,当H2O2投加量由1 mmol/L增大到3 mmol/L时,降解速率常数由0.0844上升到0.1664;当pH为3.13时,在相同条件下MC-LR的去除效果最好;阴离子的投加不利于MC-LR的降解,其中CO2-3、NO-3影响最大.     

羊卓雍流域雪坑中化学离子记录研究

2006年8～9月在西藏南部羊卓雍流域采集了3个不同地点的50个雪坑样品,分析了所有样品的阳离子(Na 、NH 4、K 、Ca2 和Mg2 )、阴离子(C1-、SO2-4和NO-3)和氧稳定同位素.分析表明,3个雪坑的化学特征一致,阴离子中NO-3的浓度最高,为93.7μg·L-1(16.1～187.2μg·L-1);阳离子中Ca2 浓度最高,为81. Oμg·L-1,(19.0～236.7μg·L-1),分析结果同青藏高原南部其它地区的雪坑离子浓度相当(两者比值为0.5～2.0),而仅为高原北部离子浓度的2/5～1/25.该区域雪坑中离子浓度在季风季节和非季风季节差异显著,在季风季节NO-3、NH 4浓度升高30%～40%,是因为受植被、牲畜、人为活动以及雷暴的影响; Ca2 、Mg2 陆源离子浓度在季风季节降低了80%,是由于季风季节来自北方的沙尘、大风减少和印度季风带来丰富的降水对岩屑气溶胶的"淋洗"使Ca2 、Mg2 浓度显著降低.阴、阳离子浓度的变化受到海拔高度的差异和沉积后作用的影响,表现为Ca2 、Mg2 浓度随海拔降低而升高, SO2-4、NO-3随海拔降低和沉积后作用的影响而降低.     

影响TiO_2固载型催化剂降解H_2S的条件研究

采用自制固载型催化剂,在自制光催化反应装置内,对影响H2S降解的运行条件进行了研究,包括不同相对湿度、含氧量以及H2S浓度。结果表明,相对湿度为60%~80%时,其降解效率较大;O2含量的变化影响了催化剂对H2S的降解作用,当含氧量增加至正常大气水平时,可以得到较高的降解效率,若进一步增加含氧量,则将使得降解效率下降;当H2S初始浓度为300 mg/m3左右时,具有较高的降解效率。     

不同阴离子对Fe0还原硝酸盐的影响

通过批实验,考察了4种无机阴离子(HCO-3、SO2-4、Cl-和PO3-4)和3种有机阴离子(C2O2-4、C6H5O3-7和CH3COO-)对Fe0还原NO-3的影响.结果表明,除PO3-4外,其它离子都能不同程度地促进NO-3的还原,促进程度与其浓度有关.由于PO3-4与铁及其腐蚀物具有强吸附作用,占据了活性点位,从而明显抑制了NO-3的还原;而其它无机离子由于与Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的络合作用而促进铁的腐蚀,同时它们与铁氢氧化物形成的绿锈也有助于NO-3的还原.有机离子主要因为络合作用促进了铁腐蚀而加快NO-3的还原,也存在部分有机离子由于在铁表面的吸附作用占据活性点位而不利于硝酸盐还原的情况,但前者作用更强.在所有体系中,NO-3还原的主要产物是氨,NO-2-N只在前期有少量积累,随后降低到1.0mg·L-1以下.由于加入离子的络合作用,增加了可溶性铁的含量,尤其是添加有机阴离子的处理中可溶性铁最高时达246.2mg·L-1.反应后的溶液中检测到的三氮(NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N)之和只有理论总氮的50%～80%.在所有体系中,NO-3还原基本符合一级反应动力学.本研究结果有助于了解水和废水中常见阴离子对Fe0还原NO-3的影响大小和作用机理,为实际应用提供理论参考.     

六氯苯对离体鱼肝线粒体抗氧化酶的作用

采用差速离心法从鲫鱼肝脏中提取线粒体,用不同浓度(0,2,4,8,16,32mg/L)六氯苯对其体外染毒30min.测定线粒体超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析其同工酶谱,并检测线粒体中丙二醛(MDA)含量.结果显示,SOD和GSH-Px活性及其同工酶的活性表达均呈现出低浓度六氯苯作用下被激活,高浓度六氯苯作用下被抑制的变化趋势.在高浓度六氯苯(32mg/L)作用下线粒体中MDA含量显著增加.说明六氯苯的毒性作用可能为一种自由基机制,即低浓度的六氯苯导致线粒体内活性氧自由基(ROS)生成量少量增加,SOD和GSH-Px及其同工酶活性由于氧化应激的诱导被激活;随着六氯苯浓度增加,线粒体内ROS生成量大量增加,并破坏了SOD和GSH-Px的抗氧化活性,导致其活力下降或丧失,自由基含量增加,线粒体脂质过氧化加剧.     

Fe/Cu双金属活化过一硫酸盐降解四环素的机制

利用共沉淀法成功制备出绿色、高效、具有磁性的介孔Fe/Cu双金属非均相催化剂(Fe-Cu-400),通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积测试仪(BET)、场发射扫描电镜(FESEM)及X射线能谱仪(EDS)等表征手段对催化剂的结构、形貌等进行分析,并用制备的Fe-Cu-400催化剂活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC),研究了不同反应条件对降解效果的影响.结果表明Fe-Cu-400/PMS体系具有较好的降解效果,随着PMS浓度和初始p H的提高,TC降解效率明显增加;无机阴离子(H2PO-4、HCO-3、Cl-)均对TC的降解有不同程度的促进作用,而NO-3对TC的降解则表现出较弱的抑制作用.Fe-Cu-400在循环使用5次后仍具有较好活化性能.通过自由基抑制实验和XPS测试分析了Fe-Cu-400/PMS体系的活化机制和分解产生的主要活性物种.通过LC-MS结合TOC分析,推测出TC经水解、脱甲基、脱羟基和脱氨基作用达到降解和矿化.     

中亚热带典型林分不同层次氮硫湿沉降动态变化

基于野外定点监测的方法,于2012年9月~2013年8月对四面山常绿阔叶林大气降水、穿透水、枯透水、土壤渗滤液进行了持续1 a的氮、硫湿沉降动态变化的研究.结果表明:四面山大气降水全年p H平均值为4.89,最大值为5.14,大气降水明显偏酸性;土壤层和林冠层能使降雨的p H值有所升高,其中土壤层对p H值的调升幅度最大,其次为森林冠层;森林冠层对NO-3、NO-2、SO2-4有一定的吸附净化作用,平均截留率分别为56.68%、45.84%、35.51%;研究结果也表明:枯枝落叶的降解是导致各离子质量浓度在枯透水中增加的原因;森林土壤能够吸附中和NO-3、SO2-4、NH+4,释放出NO-2.中亚热带常绿阔叶林生态系统对大气降水中NO-3、NO-2、NH+4、SO2-4的总截留率分别为92.86%、57.86%、87.24%、87.25%,对酸性降雨有一定的缓冲作用.