Powdered activated carbon adsorption of two fishy odorants in water: Trans,trans-2,4-heptadienal and trans,trans-2,4-decadienal

Powdered activated carbon (PAC) adsorption of two fishy odorants, trans,trans-2,4-heptadienal (HDE) and trans,trans-2,4-decadienal (DDE), was investigated. Both the pseudo first-order and the pseudo second-order kinetic models well described the kinetics curves, and DDE was more readily removed by PAC. In isotherm tests, both Freundlich and Modified Freundlich isotherms fitted the experimental data well. PAC exhibited a higher adsorption capacity for DDE than for HDE, which could be ascribed to the difference in their hydrophobicity. The calculated thermodynamic parameters (ΔG⁰, ΔH⁰, and ΔS⁰) indicated an exothermic and spontaneous adsorption process. PAC dosage, pH, and natural organic matter (NOM) presence were found to influence the adsorption process. With increasing PAC dosage, the pseudo first-order and pseudo second-order rate constants both increased. The value of pH had little influence on HDE or DDE molecules but altered the surface charge of PAC, and the maximum adsorption capacity occurred at pH 9. The presence of NOM, especially the fraction with molecular weight less than 1 k Dalton, hindered the adsorption. The study showed that preloaded NOM impaired the adsorption capacity of HDE or DDE more severely than simultaneously fed NOM did.     

针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-二氯苯酚厌氧降解的影响

2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)常用于农药生产,在水体和土壤中广泛分布,具有难降解、高毒性的特点.通过模拟自然过程,在厌氧反应体系中投加铁氧化物和硫酸盐矿物,重点考察了不同矿物对2,4-DCP降解的影响.结果发现,厌氧体系中针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-DCP均没有明显的吸附作用;质量衡算结果表明所有反应体系中仅发生2,4-DCP向4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)的转化;与无外加碳源组相比,乙酸钠的加入使得2,4-DCP的还原脱氯反应速率增大一倍.分析表明针铁矿和磁铁矿加入可刺激脱氯功能菌的生长或活性,进而提高微生物的电子传递能力和2,4-DCP的降解速率;石膏加入强烈抑制脱氯功能菌的生长或活性,进而抑制2,4-DCP的降解.研究结果对认识难生化降解卤代酚在厌氧环境中的迁移转化及环境工程中此类物质的处理具有潜在意义.     

Understanding the electrode reaction process of dechlorination of 2,4-dichlorophenol over Ni/Fe nanoparticles: Effect of pH and 2,4-dichlorophenol concentration

Herein,with the exploitation of iron and nickel electrodes,the 2,4-dichlorophenol(2,4-DCP)dechlorinating processes at the anode and cathode,respectively,were separately studied via various electrochemical techniques(e.g.,Tafel polarization,linear polarization,electrochemical impedance spectroscopy).With this in mind,Ni/Fe nanoparticles were prepared by chemical solution deposition,and utilized to test the dechlorination activities of 2,4-DCP over a bimetallic system.For the iron anode,the results showed that higher 2,4-DCP concentration and solution acidity aggravated the corrosion within the electrode.The charge transfer resistance(R_(ct))values of the iron electrode were 703,473,444,and 437Ω·cm~2 for the initial 2,4-DCP concentrations of0,20,50,and 80 mg/L,respectively.When the bulk pH of the 2,4-DCP solution varied from 3.0,5.0to 7.0,the corresponding R_(ct) values were 315,376,and 444Ω·cm~2,respectively.For the nickel cathode,the reduction current densities on the electrode at-0.75 V(vs.saturated calomel electrode)were 80,106,and 111μA/cm~2,for initial 2,4-DCP concentrations of 40,80,and125 mg/L.The dechlorination experiments demonstrated that when the initial pH of the solution was 7.0,5.0,and 3.0,the dechlorination percentage of 2,4-DCP by Ni/Fe nanoparticles was 62%,69%,and 74%,respectively,which was in line with the electrochemical experiments.10 wt.%Ni loading into Ni/Fe bimetal was affordable and gave a good dechlorination efficiency of 2,4-DCP,and fortunately the Ni/Fe nanoparticles remained comparatively stable in the dechlorination processes at pH 3.0.     

2,4-二氯酚废水处理的试验研究

研究了活性炭吸附法处理2,4-二氯酚废水的工艺过程。研究结果表明。活性炭对该废水具有良好的吸附效果。此外,还对吸附过程的动力学进行了研究,结果表明吸附过程遵循Lagergren一级动力学模型,并得出25℃和35℃时速率常数分别为k298=0．0072min^-1、k308=0．0118min,吸附活化能Ea=38．5kj／mol。     

旱柳无性系对2,4-二氯苯酚的耐性、去除和吸收

对4个旱柳（Sailx matsudana）无性系8,10,18和22号进行了水培试验,研究了96h后旱柳对水中2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的去除和吸收积累能力. 结果表明:旱柳可促进2,4-DCP降解,在96 h内4个旱柳无性系8,10,18和22号对20 mg/L的2,4-DCP去除率分别为56.63%,59.85%,55.17%和56.90%. 将4个旱柳无性系分别曝露在10,20和30 mg/L的2,4-DCP环境中,随着ρ（2,4-DCP）的增大,根系和地上部分中的w（2,4-DCP）增加,且根>茎叶;10号无性系地上部分未检测出2,4-DCP且其根系中的w（2,4-DCP）显著低于其他无性系;22号根系和地上部分的w（2,4-DCP）均显著高于其他无性系.水溶液中ρ（2,4-DCP）小于20 mg/L时,2,4-DCP对旱柳生长无显著抑制作用. 不同旱柳无性系对2,4-DCP均具有一定的吸收蓄积能力.      

2,4-二硝基酚厌氧生物降解动力学研究

研究了间歇试验条件下,2,4-二硝基酚(2,4-DNP)与葡萄糖共基质时的厌氧降解动力学.结果表明:2,4-DNP与葡萄糖能同时被微生物降解;葡萄糖浓度高低对2,4-DNP的降解影响不大,而2,4-DNP的存在明显影响COD的降解.当2,4-DNP浓度<225 mg/L时,其比降解速率随浓度增大而增大,浓度为225 mg/L时比降解速率达到最大;由于底物抑制,当2,4-DNP浓度>225 mg/L时,其比降解速率呈下降趋势.选用Andrews非竞争性抑制模型描述2,4-DNP厌氧降解动力学,对实验数据进行非线性拟合,求得模型参数q_max、K_s和K_i分别为3.24 mg/(h·g)、196.23 mg/L和165.91mg/L,实验数据与该动力学方程拟合较好.     

检测2,4-D的一次性安培型免疫传感器

2,4-D是广泛使用的除草剂,以2,4-D为检测目标,研究了安培型免疫传感器.首先采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为交联剂制备2,4-D与BSA以及PLL的偶联物.用结合比1∶16的2,4-D与偶联物制备兔抗血清.免疫传感器的制备包括2个步骤,使用丝网印刷工艺制备一次性碳电极,然后通过戊二醛交联在电极表面固定2,4-D与多聚赖氨酸(PLL)的偶联物.待测水样与2,4-D抗血清和HRP酶标二抗进行间接免疫竞争反应.在HRP酶在邻苯二胺和H₂O₂的共同作用下发生酶促反应,检测还原电流以反映2,4-D的浓度.试验了不同浓度抗血清和酶标二抗对检测信号的影响,结果表明,2,4-D的检测下限达到1.69ng/mL,线性区间1.69～30 000ng/mL,适合饮用水中2,4-D的检测要求.     

电-Fenton氧化降解2,4-二氯酚

以气体扩散电极为阴极,以Ti/SnO₂-Sb₂O₅-IrO₂为阳极,构建了电-Fenton氧化系统降解水中2,4-DCP(2,4-二氯酚),在考察气体扩散阴极产生H₂O₂适宜电位基础上,研究了初始 c (Fe2+)和电化学反应时间对2,4-DCP降解的影响以及反应过程中 c (H₂O₂)、 c (Fe2+)和ρ(Cl-)的变化. 结果表明:该方法联合了电-Fenton氧化和钛基氧化物阳极氧化2种作用共同降解2,4-DCP,在阴极电位为-0.7 V、 c (Fe2+)为0.15 mmol/L、反应60 min时,2,4-DCP去除率为89.1%;反应120 min时,2,4-DCP的吸收特征峰完全消失,去除率达到100%;反应240 min时,ρ(TOC)降至9.15 mg/L,去除率达79.4%. 反应体系中ρ(H₂O₂)与ρ(Fe2+)呈负相关. 2,4-DCP被降解后,其苯环上的氯主要以Cl-的形式存在于溶液中.      

碳纳米管对水中4-氯酚和2,4-二氯酚的吸附性能研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料。文章利用碳纳米管对水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚进行了吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度等对吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,探讨了其可能的吸附机理。研究结果表明,碳纳米管对4-氯酚和2,4-二氯酚的最佳吸附酸度在pH=2～6。碳纳米管对2,4-二氯酚吸附量大于对4-氯酚的吸附量,二者动力学特征均符合准二级动力学方程。研究了4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附等温线。研究结果表明:4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附量随着温度的升高而下降。吸附过程是一个放热的过程,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合吸附等温线。碳纳米管能较好地用于除去水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚。     

2,4-二叔丁基苯酚对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性

2,4-二叔丁基苯酚（2,4-di-tert-butylphenol,2,4-DTBP）作为一种合成酚类抗氧化剂（Synthetic Phenolic Antioxidants,SPAs）被广泛应用于塑料、橡胶、食品等工业产品中,近年来在水体、空气、生物体中被不同程度检出.然而目前有关2,4-DTBP的毒理学研究十分有限,尤其是对鱼类早期发育阶段的神经毒性效应尚未可知.因此,本文以斑马鱼为研究对象,在涵盖环境相关浓度水平上（0.01、0.1和1 μmol·L^-1,即2.06、20.6和206 μg·L^-1）,从运动活性、焦虑行为及多巴胺和5-羟色胺神经信号通路的基因转录水平探讨2,4-DTBP对斑马鱼早期发育阶段的神经毒性效应及其作用机制.结果发现,0.01和0.1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在暗周期过度活跃,1 μmol·L^-1 2,4-DTBP暴露引起仔鱼在光周期异常平静及焦虑行为,斑马鱼的行为异常可能与5ht1ab 和drd1的过度表达有关.研究表明,2,4-DTBP可能对斑马鱼早期发育阶段具有神经毒性,且不同剂量下的作用机制不同.     

以混合单氯酚驯化厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP的研究

利用邻氯酚 (2-CP)和对氯酚 (4-MCP)的模拟废水驯化厌氧颗粒污泥并考察驯化的污泥对2,4-二氯酚 (2,4-DCP)的降解性.通过摇瓶试验和运行连续流反应器研究了将2种单氯酚驯化过的污泥混合后对混合单氯酚以及2,4-DCP的降解特性,并比较了驯化与未驯化的污泥降解2,4-DCP过程的差异.驯化与未驯化的污泥分别在50 h和180 h左右将2,4-DCP降解完全,表明混合单氯酚驯化的厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP 比未驯化的厌氧颗粒污泥快.虽然2种污泥降解过程都出现了4-MCP积累现象,但驯化的污泥可以逐渐降解4-MCP,未驯化的污泥则无法降解.因此,混合单氯酚驯化的污泥可以强化邻、对位脱氯功能,并且提高污泥对2,4-DCP的降解性.连续流厌氧颗粒污泥-悬浮载体反应器的运行结果表明,接种混合单氯酚驯化的厌氧污泥能够同时降解2种单氯酚,可缩短启动时间,并提高了降解二氯酚效率.2-CP的去除率一直维持在80%左右,4-MCP随着进水浓度变化去除率在30%～80%波动.     

钛基氧化物阳极氧化降解水中2,4-二氯酚

采用热氧化法制备了具有TiO2、RuO2和IrO2涂层的钛基氧化物电极(Ti/TiO2/RuO2/IrO2),并以其为工作电极考察了:①水中2,4-二氯酚(DCP)的循环伏安特性;②pH值、阳极电位和反应时间对阳极氧化降解DCP的影响;③阳极氧化对DCP水溶液可生化性的影响.结果表明,电极的氧化物负载量显著影响DCP的循环伏安特性.较高的介质pH值利于DCP的电化学氧化降解,而低pH值更易导致DCP挥发.低阳极电位下,DCP主要通过阳极直接氧化降解,因受电流密度过低的限制其降解效果较差;高阳极电位下,DCP主要通过阳极间接氧化降解,当阳极电位为1.8V,反应时间为360min时,DCP去除率可达100%,COD的去除超过50%,但能耗较高.COD的检测与紫外-可视光谱曲线表明,DCP的电化学氧化降解过程产生了有机中间体.Ti/TiO2/RuO2/IrO2阳极氧化可显著提高DCP水溶液的可生化性,表明其在氯酚废水预处理或脱毒领域有一定应用潜力.     

玉米芯生物炭对2,4-D在土壤中吸附性能的研究

研究了玉米芯生物炭剂对土壤中2,4-D的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素和吸附机理.结果表明:生物炭可使土壤对2,4-D的吸附容量显著增大.吸附结果用Freundlich和Redlich-Peterson方程都可以较好地拟合(R20.95).60 h后,与对照土壤相比,添加质量分数为0.5%生物炭的土壤对2,4-D的最大吸附量从20.83μg·g-1升高到58.82μg·g-1.吸附动力学研究表明,伪二级动力学速率方程对土壤吸附2,4-D的过程拟合效果较好(R20.99),优于一级动力学速率模型;p H和温度对土壤中2,4-D的吸附影响显著,p H接近3.1和40℃的水浴环境更利于添加生物炭的土壤对2,4-D的吸附.玉米芯生物炭可作为原位修复剂吸附土壤中的2,4-D,从而降低土壤中有机污染物的迁移性和生物有效性.     

碳源变化对降解2,4-D的好氧颗粒污泥性能及形态的影响

在长期运行的序批式生物反应器(SBR)中,考察了以葡萄糖和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为混合碳源培养的好氧颗粒污泥在转换为2,4-D唯一碳源废水后,其形态、结构及对目标污染物去除功能的变化.结果表明,基质转换为2,4-D单一碳源后,好氧颗粒污泥仍保持了对目标污染物高效的去除能力.当进水2,4-D浓度为361～564mg/L,其去除率为99.2%～100%,COD平均去除率达到85.6%.混合碳源向2,4-D单一碳源转换对原好氧颗粒结构产生一定破坏作用,使其发生部分解体,粒径由513μm下降到302μm.但好氧颗粒污泥良好的耐负荷冲击使其保持了颗粒主体,通过一段时间适应调整后能够重新聚集生长,最终获得能够利用2,4-D为唯一碳源生长并具有良好沉降性(SVI20～40mL/g)的好氧颗粒污泥,粒径为489μm.扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明,混合碳源转向单一碳源使好氧颗粒生物相丰富度降低.     

Pd-MWCNTs-泡沫镍电极对2,4-二氯苯酚的电催化加氢脱氯研究

为发展废水中氯代酚的处理技术和保护水环境安全,采用"浸渍-干燥-电沉积"法制备钯-多壁碳纳米管-泡沫镍电极,研究电极对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的去除能力和动力学特征,并探讨了2,4-DCP的脱氯机理.结果表明,在MWCNTs和Pd负载量分别为0.7 mg·cm^-2和0.01 mmol·cm^-2时制备的电极对2,4-DCP去除效果最好;掺入多壁碳纳米管（MWCNTs）可增大电极的表面积,提高Pd的分散性,增强电极的催化效率.当Na₂SO₄浓度为0.05 mol·L^-1,工作电压为-1 V,反应液初始pH为7时,50 mg·L^-1的2,4-DCP降解90 min的去除率达到99.74%,降解过程符合一级反应动力学模型,速率常数为0.0667 min^-1.采用高效液相色谱法监测2,4-DCP的降解产物,发现苯酚为2,4-DCP还原的最终产物,降解途径包括直接脱去2个氯原子转化为苯酚和分步脱去2个氯原子再转化为苯酚,但以直接脱去2个氯原子为主要途径.活性基淬灭实验证明,电极通过产生的吸附态氢原子（H_ads）对2,4-DCP进行加氢脱氯.     

还原脱氯-生物联合降解2,4-二氯苯氧乙酸

采用Pd/Fe双金属对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行催化还原脱氯,以活性污泥对2,4-D脱氯产物进行生物氧化,考察初始pH、活性污泥量、污染物初始浓度、温度等因素对生物氧化的影响情况.通过PCR-变性梯度凝胶电泳分析污泥体系菌群变化情况,高效液相色谱测定来推测目标污染物的降解过程.结果表明:1 Pd/Fe双金属可有效还原2,4-D,其主要先还原为2-氯苯氧乙酸(2-CPA),最终顺序脱氯为苯氧乙酸(PA).2 2,4-D具有较大生物毒性,其脱氯产物毒性下降,更易被生物降解.3 pH=7、污泥量50 mL/200 mL、适量的初始PA浓度(14.6 mg·L-1)和30℃均有利于PA的去除.在该条件下反应96 h,PA去除率可达84.3%.     

Degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in water by ozone-hydrogen peroxide process

IntroductionAt present, several types of organic pollutantsreferred to as environmental endocrine disruptors(ED) have been suggested to be associated withabnormal sexual development (Hu, 2000). It wasreported that the ED led to the decline of reproductive…     

含钛高炉渣制光催化剂降解水中2,4-二氯酚的研究

以攀钢含钛高炉渣为原料制备了光催化剂,并将其用于降解水中2,4-二氯酚,研究了光催化剂投加量、光照强度、反应物浓度、反应时间对2,4-二氯酚降解率的影响。结果表明:高炉渣制光催化剂对2,4-二氯酚具有良好的光催化效果,在催化剂投加量为0.3g/L,光照时间为2h的条件下,浓度为50mg/L的2,4-二氯酚的降解率达到了77.1%。通过反应的动力学分析,确立出高炉渣制光催化剂对水中2,4-二氯酚的降解反应为一级反应。对2,4-二氯酚的光催化降解产物进行分析发现,苯环上的C—Cl键被光催化剂产生的羟自由基·OH氧化断裂,氯取代基成为游离Cl-存在于溶液中,2,4-二氯酚被·OH降解生成中间小分子有机产物,这些小分子有机物再进一步被光催化降解。     

Reductive transformation and detoxification mechanism of 2,4-dinitrochlorobenzene in combined zero valent iron and anaerobic-aerobic process

A combined zero valent iron (ZVI) and anaerobic-aerobic process was adopted for the treatment of 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB)-containing wastewater. The transformation pathway, reduction of acute toxicity and enhancement of biodegradability were investigated. After pretreatment by ZVI, DNCB in wastewater could be completely converted into 2,4-diaminochlorobenzene (DACB). The ratio of BOD₅/COD increased from 0.005 ± 0.001 to 0.168 ± 0.007, while EC_{50, 48 hr} (V/V) increased from 0.65% to 5.20%, indicating the enhancement of biodegradability and reduction of acute toxicity with the pretreatment by ZVI. DACB was further dechlorinated to m-phenylenediamine during the anaerobic process using methanol as electron donor, with EC_{50, 48 hr} increasing from 5.20% to 48.2%. After the subsequent anaerobic-aerobic process, m-phenylenediamine was degraded completely, with effluent COD of 67.5 ± 10.8 mg/L. This effluent of the subsequent anaerobic-aerobic process was not toxic to zebrafish. The combined ZVI and anaerobic-aerobic process offers bright prospects for the treatment of chlorinated nitroaromatic compound-containing wastewater.     

UiO-66对废水中二氯苯氧乙酸的吸附特性

以Ui O-66型金属有机框架为吸附剂,研究了时间、p H值和温度对自制金属有机框架Ui O-66吸附2,4-D性能的影响.结果表明,Ui O-66的吸附平衡时间为24 h;初始溶液最佳p H值为4.0;Ui O-66上的平衡吸附量随温度的升高而增加,实验最佳温度应控制在30℃.Ui O-66对2,4-D的吸附符合Langmuir吸附模型;吸附动力学符合拟二级模型;颗粒内扩散过程是吸附速率控制步骤;热力学计算结果显示ΔG0、ΔH0、ΔS0,由此判断吸附是自发、吸热、熵增加的化学过程.本实验表明,Ui O-66在去除农业废水中2,4-D领域有实际应用的潜力.