2-丁烯醛生产废水的臭氧脱毒预处理

CMW（crotonaldehyde manufacturing wastewater,2-丁烯醛生产废水）污染物浓度高、毒性强、直接采用生物法处理难度大.为了降低CMW的生物处理毒性,采用臭氧氧化法对CMW进行脱毒预处理,并通过考察不同臭氧氧化条件对废水COD_Cr、TOC（总有机碳）、UV_{254 nm}去除率及SMA（specific methanogenic activity,比产甲烷活性）抑制率的影响,获得了优化的臭氧氧化条件,进一步分析了废水脱毒机理.结果表明:①优化的臭氧氧化条件为接触反应时间180 min、初始pH 3.0、反应温度35℃、气相臭氧浓度30.3 mg/L,进气流量500 mL/min;并且在该条件下,CMW中COD_Cr、TOC和UV_{254 nm}的去除率分别为19.9%、9.9%和70.6%,主要特征有机污染物[包括2-丁烯醛、（E,E）-2,4-己二烯醛、3-（2-甲基-2-丙烯）-5-戊内酯、1,5-二甲基-1-烯-4-羰基-环氧己烷、山梨酸乙酯等]的去除率在74.4%以上.②厌氧产甲烷毒性试验结果显示,CMW的SMA抑制率由臭氧氧化前的82.0%降至臭氧氧化后的47.2%.③反应动力学研究显示,CMW中COD_Cr、TOC及UV_{254 nm}的去除过程均符合一级反应动力学方程,R2分别为0.82、0.97、0.94.研究显示,臭氧氧化预处理可以较好地去除CMW中的特征有机污染物,降低废水的厌氧生物处理毒性,是一种可行的脱毒预处理方法.      

臭氧高级氧化含酚类废水出水的急性生物毒性和荧光光谱特征分析

研究了苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚等酚类化合物在臭氧氧化过程中生物毒性的变化,揭示了反应中高毒性中间产物的荧光光谱特征。研究发现:4种酚类化合物被臭氧氧化后,生物毒性均呈先增加后减弱的趋势,其中臭氧氧化苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚的生物毒性最大值分别是其初始毒性的16.7,26.3,34.8,3.2倍。利用Na₂SO₃还原臭氧氧化出水,急性生物毒性可得到高效去除,4种污染物毒性单位最高点的去除率分别为95.2%、94.5%、87.3%和44.4%,并且毒性单位的变化量和在295~305 nm激发波长下的荧光发射光谱峰强度的恢复量呈显著相关（P<0.05）,可为构建基于光学特征的臭氧氧化出水中生物毒性的快速定量表征方法提供新思路。     

水中磺胺类药物的氧化降解、反应途径及其产物毒性研究进展

磺胺类药物(SAs)是目前最常见的抗菌类抗生素之一,已在污水处理厂出水和自然水环境等检出,对水生动植物、微生物与人体健康产生潜在危害。但是目前水中微量SAs采用常规生物法降解处理效果并不显著。氧化法作为有效去除水体中SAs的方法之一,是水处理的研究热点。针对水中磺胺类抗生素的药效机理和危害,系统综述了水中磺胺类抗生素的氧化降解的研究进展,阐明了不同氧化方法、反应途径与产物毒性之间的内在联系。同时指出了高级氧化方法在加速磺胺类抗生素去除转化方面效果更好,而直接氧化在减少高毒性中间产物累积和减少抗生素抗性基因方面更具有优势。因此,开发高效的氧化方法需要密切关注磺胺类抗生素中间产物的累积和抗生素的耐药性。     

菲的臭氧不完全氧化及其影响

为了考察生化法代替部分臭氧氧化的可能,对菲进行了臭氧不完全氧化研究采用液相色谱和紫外光谱观察了氧化过程和中间产物的变化,并且测定了中间产物水溶液的总有机碳浓度(TOC)和中间产物对活性污泥氧吸收速率(OUR)的影响.结果表明,菲被臭氧氧化的同时,有中间产物生成;臭氧可以与中间产物反应,但是难以使之矿化;臭氧氧化改善了菲的可生化性臭氧氧化结合生物降解,有望成为兼顾经济性与效率的处理废水中菲的方法.     

2-萘酚及臭氧氧化产物对斑马鱼胚胎急性毒性的影响

臭氧氧化作为水处理工艺中预处理或深度处理的手段之一,在饮用水厂、污水处理厂等已被广泛应用。文章以研究有机物急、慢性毒性的模式生物——斑马鱼胚胎为模型,对2-萘酚及其臭氧氧化溶液的急性毒性进行了研究。结果表明,2-萘酚对斑马鱼胚胎具有明显的致畸和孵化抑制作用,胚胎的死亡率随暴露溶液浓度的升高而升高,24、48、72 h的LC50值分别为(7.39±0.65)mg/L、(6.49±0.48)mg/L、(6.27±0.52)mg/L。臭氧氧化可以有效去除2-萘酚,并降低其急性毒性,急性毒性随着反应时间的增加而降低,有利于后续的生物处理和污水达标排放。初始浓度为25 mg/L的2-萘酚溶液在实验条件下,经臭氧氧化12 min后去除率达100%,反应35 min后,溶液对斑马鱼胚胎的急性毒性消失。结合胚胎急性毒性实验结果和液相色谱/质谱、离子色谱的中间产物分析表明,2-萘酚臭氧氧化产物对斑马鱼胚胎的急性毒性作用大大低于2-萘酚,臭氧处理能有效降低2-萘酚的生态风险。     

对松花江的治理应加强联合毒性效应研究

松花江水体的有毒有机污染较为严重,且有明显致癌、致突变和致畸作用的有机毒物种类繁多.水污染事故后,其污染状况变得更加复杂.针对主要污染物硝基苯是否与其它污染物之间发生联合毒性作用,文章提出应加强联合毒性效应研究;及建议制定标准时,尤其是排放标准,应适当考虑某些优先控制污染物之间的联合毒性作用.     

酸度对染料臭氧化脱色效果及溶液毒性的影响

研究了20种染料溶液在臭氧氧化过程中吸光度的变化以及pH对氧化速率的影响,应用发光菌毒性检测法测定了活性翠兰KN-G,直接混纺大红D-GLN和酸性橙Ⅱ三种染料溶液在臭氧氧化过程中的急性毒性. 结果表明:臭氧氧化20种染料的脱色过程符合一级反应动力学,其相关系数(R2)均大于0.950 0,反应溶液的初始pH对染料的脱色率有一定的影响. 染料溶液初始浓度相同时,pH为2的酸性条件更有利于染料的降解,在前45 s,酸性溶液脱色率比中性溶液高出了6%～25%. 在臭氧氧化染料溶液的过程中,溶液接近无色时,毒性较大,但随着氧化的进行其毒性逐渐降低.      

臭氧化芳香族化合物中生物毒性的演变规律研究

臭氧工艺越来越广泛地应用于难降解废水的处理,但由于臭氧的部分氧化特性,可能会导致高毒性中间产物的生成.为了揭示臭氧工艺的生态安全性,研究了不同工艺条件下,臭氧化苯酚、邻甲酚、对甲酚、间甲酚、苯胺和对氯苯胺时急性生物毒性的变化.结果表明,尽管母体污染物与总有机碳（TOC）的浓度在臭氧化过程中持续下降,但生物毒性随着反应时间的延长而明显增加,达到最大值后下降.当初始污染物浓度增大时,臭氧化6种芳香族化合物中毒性单位最大值（TU_max）也随之增大;当臭氧剂量增大,臭氧化苯酚、间甲酚和对氯苯胺的TU_max呈下降的趋势,臭氧化邻甲酚和苯胺的TU_max呈升高的趋势,臭氧化对甲酚的TU_max变化较小;当pH从3上升到7,臭氧化4种酚类化合物时,TU_max呈下降的趋势,而当pH增大到10时,苯酚和间甲酚的TU_max又出现了升高的现象;臭氧化2种胺类化合物时,pH对TU_max的影响较小.进一步研究发现,高毒性中间产物主要是由芳香族化合物与臭氧分子反应生成的,且具有氧化性.本研究能够为臭氧工艺的安全运行提供基础数据,并有助于后续生物毒性控制工艺的开发.     

LED-紫外线/氯高级氧化降解苯妥英钠特性

发光二极管(light emitting diode,LED)作为新型紫外线光源,其与活性氯联用的LED-紫外线/氯高级氧化技术可协同高效降解抗惊厥药微量污染物苯妥英钠(phenytoin sodium,PHT)。LED-紫外线剂量为0. 82 J/cm~2时,LED-紫外线/氯高级氧化对水中的PHT去除率到62%,远高于单独氯化和单独LED-紫外线处理的加和。降解动力学研究发现:LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT符合准一级反应动力学。280 nm LED作为光源的LED-紫外线/氯相比310 nm LED-紫外线/氯有更好的PHT去除效果。与LED-紫外线/H_2O_2和LED-紫外线/过硫酸盐相比,氧化剂(氯、H_2O_2和过硫酸盐)浓度为0. 282 mmol/L时,LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT的准一级反应动力学常数(0. 096 min~(-1))远高于LED-紫外线/H_2O_2和LED-紫外线/过硫酸盐,分别是其3. 7倍和3. 0倍。优化氯投加量发现,LED-紫外线/氯高级氧化在较低氯投加量(10 mg/L)条件下即可高效降解PHT。对PHT毒性变化研究发现,氯化作用降解PHT过程中,可生成具有急性毒性的中间产物,且持续累积。LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT在较低紫外线剂量(0. 08 J/cm~2)下生成了具有急性毒性的中间产物,随着紫外线剂量增加至0. 41 J/cm~2,毒性中间产物被有效去除。     

抗生素类制药废水厌氧消化产物急性毒性的检测

为判断抗生素类制药废水厌氧消化产物对功能菌群自身的毒害作用,采用发光细菌法研究了制药废水中残留抗生素及厌氧消化中间产物的单独及联合毒性（15 min-IC50）.试验表明,厌氧消化中间产物乙醇、乙酸、丙酸和丁酸对发光杆菌的半抑制浓度（15 min-IC50）分别为19.40、20.71、10.47和12.17 g·L-1,其毒性大小顺序为：丙酸〉丁酸〉乙醇〉乙酸.不同类抗生素氨苄青霉素、卡那霉素、林可霉素和环丙沙星对发光杆菌的半抑制浓度分别为3.99、5.11、4.32和5.63 g·L-1,其毒性大小顺序为：氨苄青霉素〉林可霉素〉卡那霉素〉环丙沙星.厌氧消化中间产物,氨苄青霉素-厌氧消化中间产物,环丙沙星-厌氧消化产物对发光细菌的联合毒性呈相加作用;卡那霉素-厌氧消化中间产物、林可霉素-厌氧消化中间产物、4类抗生素与厌氧消化中间产物对发光细菌的联合毒性呈协同作用.研究结果表明,可使用发光细菌评价抗生素类制药废水厌氧消化处理的可行性,并为工程开发提供操作依据.     

紫外光和活性炭对有机物臭氧化的协同催化作用

以城市二级出水中微量有机污染物为处理的目标物质,通过静态试验分别考察了不同催化条件下臭氧对水中有机污染物的降解效果.结果表明:协同催化反应器对水体在254 nm处紫外吸光度(E₂₅₄)的去除率达87.40%,对COD_Cr的去除率可达59.79%,对臭氧的利用率可达到91.4%,因此,254 nm紫外光和活性炭对水中微量有机污染物的臭氧化过程具有协同催化作用,并大大提高了系统对臭氧的利用率;受OH－影响,碱性条件下O₃/UV/C工艺对COD_Cr和E₂₅₄的去除效果好于中性和酸性条件;不同自由基捕捉剂对臭氧化过程的影响证明,在紫外光和活性炭的协同催化作用下,臭氧分解出以羟基自由基为主的多种氧化性自由基,因此水中有机污染物的氧化降解是多种自由基反应的结果.      

臭氧氧化降解水中三氯乙烯的效能研究

卤代烃是地下水污染中常见的有机污染物,三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)作为一种典型的卤代烃,具有高检出率、易挥发、致癌性等特征,而对地下水中TCE的治理一直是研究的热点.因此,本文以TCE为目标污染物,采用臭氧氧化技术对其进行降解效能分析,重点考察了不同臭氧投加量、初始p H、温度、初始TCE浓度对臭氧氧化降解水中TCE的影响,并对反应产物及可能的臭氧氧化机理进行了推测.结果表明,溶液的初始p H、臭氧投加量、初始TCE浓度均会对TCE的降解效率和降解速率产生一定的影响.在优化的实验条件下(p H=9、臭氧投加量5mg·L~(-1)、TCE初始浓度1 mg·L~(-1)、温度30℃),TCE在2 h的降解率可以达到100%,反应结束后TCE脱氯率为71.1%.动力学实验表明,臭氧氧化TCE的反应符合伪一级动力学.热力学研究表明,臭氧氧化TCE的焓变(ΔH)为15.53 k J·mol~(-1),熵变(ΔS)为-226.5 J·mol~(-1)·K~(-1),活化能E_a为18.05 k J·mol~(-1),表明臭氧氧化TCE的反应易于进行.机理研究表明,臭氧氧化降解TCE主要是由臭氧分解所形成的羟基自由基进行的.     

氯咪巴唑在臭氧降解过程中的影响因素及其降解产物

唑类抗真菌剂广泛应用于药物和个人护理品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)中,常规污水处理工艺难以将其有效去除. 大量唑类抗真菌剂排入受纳环境后会对生态系统造成一系列负面影响. 为了解唑类抗真菌剂的臭氧氧化降解过程和机理,以氯咪巴唑(climbazole,CZ)为例,通过设置不同条件的对比试验,系统研究CZ在臭氧氧化过程中的影响因素及其去除规律,同时采用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用仪UPLC-Q/TOF对其降解产物进行鉴定. 影响因素试验结果表明:①CZ起始浓度由1.0 mg/L增至4.0 mg/L时,臭氧氧化20 min下CZ的降解率从99.1%降至69.3%;②反应体系起始pH由5.0升至9.0时,CZ臭氧降解半衰期由1.38 min延长至7.18 min;③臭氧流速由0.1 L/min增至0.4 L/min时,臭氧氧化20 min时CZ的降解率从66.5%提至99.4%,但臭氧流速超过0.3 L/min以后,CZ降解率的增幅较小;④自然水体及其高浓度共存组分(碳酸氢根和腐殖酸)均会明显抑制CZ的臭氧氧化反应速率,CZ降解半衰期大多数超过6 min (空白对照组为1.99 min). 因此,在臭氧氧化降解新兴有机污染物或对臭氧氧化工艺进行优化时,应充分考虑起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况等对处理效果的影响. 产物鉴定结果表明:臭氧氧化反应可将CZ碎裂重组形成两个主要降解产物——TP269和TP297,二者的产率分别为11.45%和8.90%. 研究显示,起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况均会明显影响CZ的臭氧降解效果;两个CZ臭氧降解产物的产率虽不高,但其毒性有待进一步研究.      

印染废水处理过程中有机污染物及急性毒性变化规律研究

我国印染废水排放量大,对于印染废水中典型毒害物质的控制日趋严格,且生物毒性控制越来越受到重视.因此,本文以掌握典型印染废水处理中污染物去除特性和毒性转化机制为目标,解析印染废水水质特征及其在典型处理工艺中的变化.结果发现,典型印染废水处理工艺对典型污染物的去除效率较好,出水COD、苯胺浓度、色度分别为46 mg·L~(-1)、0.86 mg·L~(-1)、6倍,去除效率分别为78%、95%、86%;但对急性毒性的控制不足,尤其是有机组分的急性毒性控制不足.典型印染废水处理中,生物曝气处理是控制典型污染物的主要阶段,对COD、色度、苯胺的去除效率分别达60%、23%、50%,对生物毒性的去除率为48%.氯氧化和混凝沉淀是保障印染废水中苯胺类有毒物质和色度达到排放标准的重要深度处理阶段,对色度、苯胺的去除效率分别为86%、95%;然而,深度处理却会引发印染废水急性毒性急剧升高,升高比例达150%.印染废水中的急性毒性组分包括有机组分和无机组分,生物曝气主要去除有机组分毒性;氯化深度处理会增加有机组分毒性和无机组分毒性,其中,无机组分毒性可通过还原脱氯削减,但有机组分毒性控制需综合考虑前处理阶段提质增效或实施氯氧化替代工艺.     

饮用水处理流程中有机提取物的毒性变化规律

利用Q67淡水发光菌发光抑制试验和Ames试验(2.5L/P为水样最高浓度 ) ,对北京第九自来水厂不同原水及不同水处理工艺流程出水有机浓集物进行了急性毒性和致突变性检验 .用GC/MS技术对优先污染物进行化学分析 .Ames试验结果表明 ,九厂水源水无致突变性 ,加氯主要导致生成直接和间接移码型致突变性物质及间接碱基置换型致突变性物质 .絮凝剂的加入会导致碱基置换型致突变性明显增强 .煤砂池和炭滤池能有效去除致突变性物质 .二次加氯并未引起明显致突变性改变 .管网水中未检出致突变性 .各处理工段中水样的急性毒性变化趋势和致突变性的变化趋势基本一致 ,毒性最强点出现在机械搅拌澄清池 .对水中优先污染物的测定表明 ,不存在多氯联苯污染 .机械搅拌澄清池和管网水中二甲苯、萘和酚类化合物浓度升高 ,但浓度均在亚 μg/L水平 ,不足以引起致突变性 .     

环境保护管理 环境卫生与卫生工程

X33200703598臭氧氧化水中壬基酚的反应机理研究/胡翔(北京化工大学化学工程学院环境工程系)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2007,28(3).-584~587环图X-5采用臭氧氧化浓度为20mg/L的壬基酚溶液,研究了臭氧氧化去除壬基酚的效果及氧化过程中中间产物的变化情况,探讨了臭氧氧化壬基酚的反应机理.结果表明,臭氧氧化涉及2种氧化方式,臭氧分子的单独反应和臭氧/羟基自由基的联合氧化.2种氧化方式在18min内均能完全去除壬基酚,联合氧化方式在4min内即能达到96%的去除率,而单独臭氧分子氧化需要12min.氧化过程中检测到甲醛的产生,单独臭氧…     

O_3/H_2O_2催化氧化对苯二酚的影响因素及急性毒性变化

研究了O_3/H_2O_2催化氧化对苯二酚的去除效果及氧化过程中产物的急性毒性变化情况,并探讨了O_3/H_2O_2催化氧化对苯二酚的反应机理。结果表明:O_3/H_2O_2在中性条件下氧化对苯二酚反应中,通过H_2O_2和O_3分子联合作用(O_3投加量为210 mg/L、H_2O_2投加量为0.15%)可完全去除对苯二酚(浓度为150 mg/L)以及42%的TOC。以污染物在水环境中对发光细菌的抑光率为毒性指标,反应过程中的毒性作用先增大后减小。O_3/H_2O_2氧化是一种高效去除酚类化合物、降低急性毒性的方法,具有良好的应用前景。     

臭氧氧化水中2,4,6-三氯酚的反应机理研究

研究了臭氧氧化对2,4,6-三氯酚的去除效果,以及氧化过程中过氧化氢、氯离子、甲酸和乙二酸的变化情况,探讨了臭氧氧化2,4,6-三氯酚的反应机理和反应途径.实验结果表明,如果溶液中没有自由基清除剂,在臭氧投加量为24mg·L~(-1)时,0·1mmol·L~(-1)的2,4,6-三氯酚在6min内,去除率可达99%.臭氧分子氧化2,4,6-三氯酚的过程中产生过氧化氢,检测到的过氧化氢的最大摩尔浓度为初始2,4,6-三氯酚摩尔浓度的22·5%.中间产物过氧化氢随后和臭氧反应生成大量的羟基自由基,此时2,4,6-三氯酚是被臭氧和羟基自由基联合氧化,生成甲酸和乙二酸.当溶液中含有大量的自由基清除剂时,2,4,6-三氯酚首先被臭氧分子氧化成黄色的氯代对苯醌,然后氧化成甲酸和乙二酸.臭氧氧化2,4,6-三氯酚存在臭氧分子氧化以及O3/OH·联合氧化两种反应途径.     

基于成组生物毒性测试的PM2.5毒性

为了准确评估PM_(2.5)的综合生物毒性,采用发光细菌急性毒性、斑马鱼胚胎急性毒性和体外人肺腺癌细胞(A549)毒性试验对常州市冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季这3个时间段的PM_(2.5)进行生物毒性评价,并结合大气理化指标进行分析.结果表明,3个时间段的PM_(2.5)均表现出急性毒性或发育毒性.冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季PM_(2.5)对发光细菌的毒性单位(toxicity unit,TU)值分别为1. 74(有毒)、1. 19(有毒)和0. 92(微毒);对斑马鱼胚胎的TU值从大到小排列为:冬季正常天(TU=1. 14,有毒)、冬季雾-霾天(TU=0. 79,微毒)和夏季(TU=0,无毒);对A549的TU值为:冬季雾-霾天(TU=0. 61,微毒)夏季(TU=0. 38,微毒)冬季正常天(TU=0. 31,微毒).在发育毒性方面,除夏季PM_(2.5)样品,其余2个时间段的PM_(2.5)均对斑马鱼胚胎发育有影响,主要表现出心包囊肿、脊椎弯曲和尾部畸形.平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)和最敏感测试(most sensitive test,MST)综合毒性评价方法表明冬季雾-霾天和冬季正常天PM_(2.5)均表现出有毒,夏季则表现出微毒,以冬季雾-霾天PM_(2.5)样品的综合毒性最高.此外,3种测试生物对PM_(2.5)污染物的敏感度排序为发光细菌斑马鱼胚胎 A549.理化指标和生物毒性的相关性分析结果表明,PM_(2.5)中所含的污染物对生物毒性效应产生影响,可为PM_(2.5)生物毒性综合评价和人体健康风险评估提供依据.     

臭氧氧化降解苊的中间产物分析

苊属于EPA优先污染物名单上的物质,其在染料、化工等行业有着广泛的应用.它具有水溶性低、易蓄积、难生物降解的特点.臭氧氧化法可以对其有效的降解,但是过量的臭氧也难以实现对苊的矿化,在苊浓度下降的同时将生成中间产物.中间产物包括多种含一个苯环的酯和直链的酸、醇、酯等.