O3/H2O2降解阿特拉津影响因素研究

采用O3/H2O2氧化去除水中内分泌干扰物阿特拉津,考察了反应条件及水质对去除的影响,并对反应机制进行了初步探讨。阿特拉津初始浓度2 mg/L,投量为7.5 mg/L的O₃单独氧化去除率为27.2%;相同O₃投量下,控制H₂O₂/O₃摩尔比为0.75,5 min阿特拉津的去除率最高可达96.5%;pH 值为7.5～8.5,温度在25～40℃的范围内,都维持了较高的去除率,表明H₂O₂/O₃体系对阿特拉津的去除效果良好,降解速度快,反应条件温和。0.5 mg/L的腐殖酸,对阿特拉津的去除影响不大,腐殖酸浓度为1、2和5 mg/L时,平均去除率分别为63.4%、50.7%和30.2%;碳酸氢钠的浓度为50和200 mg/L时,去除率分别为88.1%和73.8%,说明水质对阿特拉津的去除影响较大。叔丁醇的浓度为5和20 mg/L时,阿特拉津的去除率分别降低到44.7%和27.5%,去除率随自由基抑制剂叔丁醇增加而降低,说明H₂O₂/O₃降解阿特拉津主要为该体系产生的羟基自由基的贡献。     

羟基氧化铁催化臭氧氧化去除水中阿特拉津

以实验室制备的羟基氧化铁(FeOOH)为催化剂,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量阿特拉津的效能,并对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨。在本实验条件下,反应8 min时催化氧化阿特拉津的去除率比单独臭氧氧化高出63.2%,而FeOOH对阿特拉津的吸附量很小,结果表明,FeOOH对臭氧氧化水中的痕量阿特拉津具有明显的催化活性。探讨了催化剂投量、pH、阿特拉津初始浓度和重碳酸盐碱度对催化氧化阿特拉津的影响。催化剂最佳投量为150 mg/L,去除率随pH和阿特拉津初始浓度的增加而升高,重碳酸盐浓度为200 mg/L时催化作用受到明显抑制。通过研究叔丁醇对催化反应的影响间接推断了催化反应的机理,叔丁醇作为羟基自由基抑制剂有效地抑制了水中羟基自由基的生成和它对阿特拉津的氧化反应,间接证明这种催化作用遵循羟基自由基的反应机理。     

一种新嗜冷菌JLNY02降解地下水中阿特拉津的研究

从某农药厂排污口采集污泥样品，通过富集培养，从中分离筛选出一株阿特拉津高效降解菌JLNY02，并进一步对其降解的影响因素进行研究。在10℃的条件下降解阿特拉津，其降解率可达81.8%，而在高温下的降解率较低，仅31．4％。     

高效阿特拉津降解菌株DNS10降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株,结合16S rRNA序列分析结果,将该菌株命名为Arthrobacter sp.DNS10。在接种量为108CFU/mL的条件下,菌株DNS10在24 h内对100 mg/L阿特拉津的降解率为99.41%。单因子实验结果表明,菌株DNS10适宜生长和降解的条件范围是:温度25～35℃,pH值5.0～8.0,培养液盐度0.1%～2%,对阿特拉津最大耐受浓度可达1 200 mg/L。正交实验法进一步表明,该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃,pH值7.5,培养液盐度0.5%。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是:温度>盐度>pH值。     

背景水质对过流式VUV/UV反应器降解水中阿特拉津的影响

为探究连续流进水模式下水中复杂的背景物质对真空紫外/紫外 (VUV/UV) 高级氧化工艺效率的影响,采用过流式VUV/UV反应器,考察了水中不同浓度的氯离子 (Cl^–) 、碱度 (HCO₃^–) 、硝酸盐 (NO₃^–) 和溶解性有机物 (DOM) 对微量污染物阿特拉津 (ATZ) 降解的影响。结果表明,上述背景组分对ATZ的VUV/UV降解均表现出一定的抑制作用,辐照时间为30 s时,ATZ去除率从空白组中的57%分别最多下降至33%、29%、40%和35%,且过流式条件下的抑制程度与文献中序批式反应器中的略有不同。污染物去除率下降的原因在于,一方面,三种无机阴离子都对VUV辐射有一定的蔽光效应,NO₃^–强于Cl^–强于HCO₃^–;另一方面,VUV辐照下Cl^–产生的Cl·和Cl₂^•–、NO₃^–产生的NO₂·和HO·都能补充水中氧化性自由基浓度,使得VUV贡献的ATZ降解速率常数的抑制程度低于VUV光子被阴离子竞争吸收的比例,但HCO₃^–对HO·较强的清除作用则导致了ATZ的降解速率常数的快速下降。低浓度DOM在VUV/UV辐照下可能产生的活性物种抵消了其对VUV/UV辐射的蔽光效应,但高浓度DOM对HO·的清除作用仍使其对ATZ降解产生了显著的抑制。在所有考察的水质条件下,ATZ降解所需的单位能耗E_EO介于0.61~1.56 kWh·m^-3。     

O3/H2O2法去除浮选药剂丁基黄药

采用O3/H2O2法去除水中丁基黄药,考察了H2O2/O3摩尔比、pH值、丁基黄药初始浓度、温度和自由基抑制剂对丁基黄药的去除效果的影响。结果表明,在相同O3投加量下,H2O2量越大,丁基黄药去除率越高。pH值为7～9,温度在293～303 K的范围内,O3/H2O2对丁基黄药都有很高的去除率。碳酸氢根和叔丁醇能在一定程度上降低丁基黄药的降解效率。研究还发现,在O3和H2O2投加量相同的条件下,H2O2多次投加对水中丁基黄药的处理效果明显优于一次性投加。GC/MS分析表明,O3/H2O2氧化丁基黄药氧化产物为羧酸类物质。     

常见阴离子对TiO2/H2O2/O3体系氧化效能的影响

酸性条件下考察了常见阴离子对TiO2/H2O2/O3氧化效率的影响,目标化合物为羟基自由基的探针化合物乙酸。结果表明,硫酸根和硝酸根对体系氧化乙酸的效率几乎没有影响。加入磷酸盐可以减缓H2O2的分解速率,进而导致乙酸的降解效率下降,这可能与其在TiO2表面的吸附作用有关。在初始pH为3.0时,氯离子对子乙酸的降解速率具有明显的抑制作用,氯离子浓度越高,抑制作用越明显。当溶液初始pH大于4.4以上时,氯离子对乙酸的降解效率几乎没有影响。以上结果对推动TiO2/H2O2/O3体系处理酸性废水意义较为突出。     

UV/O3降解水样中COD的动力学建模

建立动力学模型可以对UV/O3降解有机物的过程进行有效的分析和预测,帮助改进水处理工艺以提高有机物的降解效率和降低能源消耗。然而,已有的方法无法满足实际水样中未知有机物降解过程的建模需求。在化学反应机理的基础上,结合对有机物降解生成CO2浓度演化规律的分析,建立了一种可预测未知有机物降解反应的数学模型。通过改变氧化消解的条件,从理论上检验了该模型的灵敏度;同时,实验采用了含有葡萄糖、尿素和邻苯二甲酸氢钾的混合溶液作为测试水样,考察了模型的准确性,实验值与预测值的趋势一致。     

水中腐殖酸可见光降解阿特拉津的动力学研究

探讨了天然水体中存在的腐殖酸(HA)可见光降解水中阿特拉津的动力学特征和影响因素。结果表明,pH对HA可见光降解阿特拉津具有明显影响,水中HA质量浓度为5.0mg/L时,pH为3、5、7、9的条件下,受可见光照6.00h后阿特拉津(初始质量浓度5mg/L)的去除率分别为75.5%、77.3%、91.7%、84.9%,中性条件下阿特拉津可见光降解效果最佳;当HA质量浓度分别为1.5、3.0、5.0、10.0mg/L时,HA对水中阿特拉津的可见光降解均表现为促进作用,且降解过程符合一级反应动力学方程,其一级反应动力学常数分别为0.337 0、0.361 4、0.445 4、0.314 6h-1,HA为5.0mg/L时阿特拉津的可见光降解效果最佳。实际应用中,可以通过优化HA与阿特拉津的浓度比值,发挥HA促进阿特拉津可见光降解的最佳效能。     

除草剂阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性研究

以除草剂阿特拉津和丁草胺为供试毒物,研究了它们对麦穗鱼的单一及联合毒性.结果表明,阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的96 h半致死浓度(LC50 )分别为41.64、0.33 mg/L,安全浓度(SC)分别为4.164、0.033 mg/L.因此,阿特拉津对鱼类是一种低毒除草剂,丁草胺则对鱼类具有较高的毒性.在阿特拉津与丁草胺的联合毒性试验中,24、48、96 h的相加指数分别为0.056、 0.053 、0.084,表明阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性存在协同效应.     

O3／H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物，探讨并建立了O3／H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法。结果表明，水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件，另外，H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性。对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内，H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20-30倍（质量比）之间为宜。这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3／H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义。     

O3/H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物,探讨并建立了O3/H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法.结果表明,水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件,另外,H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性.对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内,H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20～30倍(质量比)之间为宜.这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3/H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义.     

TiO2/H2O2/UV和TiO2/O3/UV降解对氯苯甲酸和喹啉的试验研究

主要叙述TiO2/H2O2/UV和TiO2/O3/UV体系降解对氯苯甲酸(4-CBA)和喹啉的试验研究.研究表明,(1)在TiO2/H2O2/UV体系里目标物降解速度先随过氧化氢投加量的增加而提高,但超过一定浓度之后便开始下降;(2)在TiO2/O3/UV体系中,目标降解物的反应速度都非常快,且臭氧浓度高的时候降解速度更快;(3)二氧化钛催化剂在TiO2/O3/UV体系中作为积极因素有助于提高反应速率,而在TiO2/H2O2/UV体系是消极因素,会降低反应速率.     

O3/H2O2法去除浮选药剂丁基黄药

采用O3/H2O2法去除水中丁基黄药,考察了H2O2/O3摩尔比、pH值、丁基黄药初始浓度、温度和自由基抑制剂对丁基黄药的去除效果的影响。结果表明,在相同O3投加量下,H2O2量越大,丁基黄药去除率越高。pH值为7～9,温度在293～303 K的范围内,O3/H2O2对丁基黄药都有很高的去除率。碳酸氢根和叔丁醇能在一定程度上降低丁基黄药的降解效率。研究还发现,在O3和H2O2投加量相同的条件下,H2O2多次投加对水中丁基黄药的处理效果明显优于一次性投加。GC/MS分析表明,O3/H2O2氧化丁基黄药氧化产物为羧酸类物质。     

Photochemical degradation of atrazine in UV and UV/H2O2 process: pathways and toxic effects of products

The degradation of atrazine in aqueous solution by UV or UV/H₂O₂ processes, and the toxic effects of the degradation products were explored. The mineralization of atrazine was not observed in the UV irradiation process, resulting in the production of hydroxyatrazine (OIET) as the final product. In the UV/H₂O₂ process, the final product was ammeline (OAAT), which was obtained by two different pathways of reaction: dechlorination followed by hydroxylation, and the de-alkylation of atrazine. The by-products of the reaction of dechlorination followed by hydroxylation were OIET and hydroxydeethyl atrazine (OIAT), and those of de-alkylation were deisopropyl atrazine (CEAT), deethyl atrazine (CIAT), and deethyldeisopropyl atrazine (CAAT). OIAT and OAAT appeared to be quite stable in the degradation of atrazine by the UV/H₂O₂ process. In a toxicity test using Daphnia magna, the acute toxic unit (TUa) was less than 1 of TUa (100/EC₅₀, %) in the UV/H₂O₂ process after 30 min of reaction time, while 1.2 to 1.3 of TUa was observed in the UV process. The TUa values of atrazine and the degradation products have the following decreasing order: OIET> Atrazine> CEAT≈CIAT> CAAT. OIAT and OAAT did not show any toxic effects.     

TS-1分子筛催化O3/H2O2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系(O3/H2O2/TS-1)对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸(初始浓度为100 mg/L)的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。     

TS-1分子筛催化O_3/H_2O_2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系（O3/H2O2/TS-1）对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸（初始浓度为100 mg/L）的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。