硝酸纤维素膜光降解水中对硝基苯酚的机制

为研究硝酸纤维素膜(NCM)作为新型污染物降解材料在水处理领域的应用潜力,本文以对硝基苯酚为目标污染物,NCM为活性氧物种来源,考察了溶液pH、光照条件、水体成分等因素对光解的影响及其作用机制。结果表明,NCM光致·OH量子产率为1.30×10-4,是传统光催化材料TiO2的1.86倍。纯水中对硝基苯酚的直接光解速率仅为9.52×10-4min-1,而在NCM存在情况下光解速率达到0.0055min-1。这种促进作用主要是由NCM表面光致·OH引起的,其中UVA对光解起重要作用。水体酸性条件有利于NCM光解对硝基苯酚,在pH=2.0时,降解率达到90%以上,相应的光解速率为0.0165min-1。对硝基苯酚的光解速率随光照强度、膜面积的增大而提高。水体成分对光解影响呈显著差异,NO3-可通过光致·OH的生成促进光解;而可溶性有机质主要通过滤光作用抑制对硝基苯酚的光解。气相色谱-质谱分析中间产物主要有苯酚、对苯二酚、丙二酸和草酸等,由此给出了可能的光解途径。     

阿替洛尔在硝酸根溶液中的光降解研究

以氙灯为模拟太阳光光源,研究了β阻滞剂阿替洛尔(ATL)在硝酸根溶液中的光解,探讨了硝酸根离子浓度、溶液pH值、碳酸氢根离子浓度和腐殖质浓度对ATL光解的影响.结果表明,ATL在不同浓度硝酸根溶液中的光解反应符合准一级动力学规律,增大硝酸根离子浓度促进了ATL的光降解率,当硝酸根离子浓度由0增至5 mmol.L-1时其速率常数由0.002 26min-1增至0.009 4 min-1;酸性或碱性溶液有利于ATL在硝酸根溶液中的光解,碳酸氢根离子浓度对光解无明显影响,而加入Suwannee富里酸(SRFA)对光解产生抑制作用.采用异丙醇作为羟基自由基分子探针检测到.OH存在于ATL光解过程中.采用SPE-LC-MS方法鉴定了ATL在硝酸根溶液中的主要光解产物,并提出了可能的光解途径.     

腐殖质及其模型化合物的H2O2光化学生成研究

在模拟太阳光下研究了多种腐殖质及其模型化合物的过氧化氢（H₂O₂）生成动力学,并对其生成机制进行了探讨.结果表明不同来源或不同形式的腐殖质在模拟太阳光照射下均能产生H₂O₂.不同腐殖质生成H₂O₂速率差异不大,范围为6.379~15.784nmol/（L·min）,腐殖酸生成H₂O₂速率略快于富里酸.对于腐殖质模型化合物,邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯醌、邻茴香胺、对茴香胺、水杨酸和2,6-二甲氧基-1,4-苯醌等8种模型化合物没有产生明显的H₂O₂,而藜芦醇、对氨基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸（DHBA）、2,5-二羟基-1,4-苯醌、苯酚、苯甲酸和苯胺等7种化合物均可检测到H₂O₂产生.但其产生H₂O₂的速率差异较大,相差1~2个数量级,生成H₂O₂速率最快的化合物为2,5-二羟基-1,4-苯醌和DHBA,较慢的为苯酚、苯甲酸和对氨基苯甲酸.基于腐殖质生成H₂O₂机制,推测典型模型化合物DHBA的H₂O₂生成机制可能为光照条件下该化合物跃迁为单重激发态,该激发态发生分子内电子转移,生成还原性自由基中间体,该中间体和O₂反应,生成了超氧负离子（O₂·^-）,随后与水中H⁺反应生成了H₂O₂.     

利用紫外光辐射和u.v./H_2O_2法分解氯苯酚时光吸收的影响

本文研究了氯苯酚的水溶液通过紫外光辐射和u.v./H_2O_2法分解时对光吸收的影响,发现氯苯酚和H_2O_2的光吸收和光解特性在很大程度上取决于溶液的pH值,并可用两种分配模式来描述。其中u.v./H_2O_2法不同于其他模式的差异性通过研究各种氯苯酚和H_20_2的紫外光吸收表现出来,这归因于直接光解和自由羟基断裂,从而导致氯苯酚的分解。     

腐殖质及其模型化合物的H2O2光化学生成研究

在模拟太阳光下研究了多种腐殖质及其模型化合物的过氧化氢（H₂O₂）生成动力学,并对其生成机制进行了探讨.结果表明不同来源或不同形式的腐殖质在模拟太阳光照射下均能产生H₂O₂.不同腐殖质生成H₂O₂速率差异不大,范围为6.379~15.784nmol/（L·min）,腐殖酸生成H₂O₂速率略快于富里酸.对于腐殖质模型化合物,邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯醌、邻茴香胺、对茴香胺、水杨酸和2,6-二甲氧基-1,4-苯醌等8种模型化合物没有产生明显的H₂O₂,而藜芦醇、对氨基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸（DHBA）、2,5-二羟基-1,4-苯醌、苯酚、苯甲酸和苯胺等7种化合物均可检测到H₂O₂产生.但其产生H₂O₂的速率差异较大,相差1~2个数量级,生成H₂O₂速率最快的化合物为2,5-二羟基-1,4-苯醌和DHBA,较慢的为苯酚、苯甲酸和对氨基苯甲酸.基于腐殖质生成H₂O₂机制,推测典型模型化合物DHBA的H₂O₂生成机制可能为光照条件下该化合物跃迁为单重激发态,该激发态发生分子内电子转移,生成还原性自由基中间体,该中间体和O₂反应,生成了超氧负离子（O₂·^-）,随后与水中H⁺反应生成了H₂O₂.     

硝酸纤维素膜光降解水中对硝基苯酚的机制

为研究硝酸纤维素膜(NCM)作为新型污染物降解材料在水处理领域的应用潜力,本文以对硝基苯酚为目标污染物,NCM为活性氧物种来源,考察了溶液p H、光照条件、水体成分等因素对光解的影响及其作用机制.结果表明,NCM光致·OH量子产率为1. 30×10~(-4),是传统光催化材料TiO_2的1. 86倍.纯水中对硝基苯酚的直接光解速率仅为9. 52×10-4min-1,而在NCM存在情况下光解速率达到0. 005 5 min-1.这种促进作用主要是由NCM表面光致·OH引起的,其中UVA对光解起重要作用.水体酸性条件有利于NCM光解对硝基苯酚,在p H=2. 0时,降解率达到90%以上,相应的光解速率为0. 016 5min-1.对硝基苯酚的光解速率随光照强度、膜面积的增大而提高.水体成分对光解影响呈显著差异,NO-3可通过光致·OH的生成促进光解;而可溶性有机质主要通过滤光作用抑制对硝基苯酚的光解.气相色谱-质谱分析中间产物主要有苯酚、对苯二酚、丙二酸和草酸等,由此给出了可能的光解途径.     

利用紫外光辐射和u.v.／H2O2法分解氯苯酚时光吸收的影响

本文研究了氯苯酚的水溶液通过紫外光辐射和Ｕ．Ｖ．／Ｈ２Ｏ２法分解时对光吸收的影响，发现氨苯酚和Ｈ２Ｏ２的光吸收和光解特性在很大程度上取产愉于溶液的ｐＨ值，并可用两种分配模式来描述，其中Ｕ．Ｖ／Ｈ２Ｏ２法不同于其他模式的差异性通过研究各种苯酚和Ｈ２Ｏ２的紫外光吸收表现出来，这归因于直接光解和自由羟基断裂，从而导致氯苯酚的分解。     

利用太阳光与固定床型光反应器处理有机废水的研究

自制了一种模拟工业处理废水的光催化反应器。该反应器将TiO2固定在玻璃板上，以太阳光为光源，以邻氯苯酚为处理对象，研究了邻氯苯酚水溶液光降解的可行性。结果表明，在实验条件下，该系统能对邻氯苯酚水溶液进行有效的光解。光照60分钟后．其降解率可达87％。此外还探讨了流速、邻氯苯酚溶液初始浓度和初始pH值对光解反应的影响。     

有机烷酚类化合物致突变性研究

采用鼠伤寒沙门氏菌致突变试验(AmesTest)菌株TA97,TA98,TA100,TA102,对环境中潜在内分泌激素干扰污染物甲基苯酚等12种烷酚类有机物的致突变性进行研究。结果表明,除2,4-二氯苯酚外,烷酚类化合物对Ames试验中TA98菌株的平皿掺入试验,均诱发显示阳性反应;其中对壬基酚、2,6-二甲基苯酚、4-辛基酚等烷基酚类化合物呈强阳性反应,怀疑这几种化合物具有强致突变性,且以碱基移码型突变为主。      

新型溴代苯酚类消毒副产物的氯化降解机制

最近,13种新型极性卤代苯酚类消毒副产物在氯化消毒后的饮用水中被发现,它们按结构被分成4组,分别是二卤-4-羟基苯甲醛、二卤-4-羟基苯甲酸、二卤水杨酸和三卤苯酚.为研究它们在氯化消毒过程中的降解机制,选取了其中的4种全溴代种类,即3,5-二溴-4-羟基苯甲醛、3,5-二溴-4-羟基苯甲酸、3,5-二溴水杨酸以及2,4,6-三溴苯酚,利用UPLC/ESI-tq MS中的前体离子扫描,多反应监测和子离子扫描,鉴定了这几种消毒副产物在氯化消毒过程中的中间产物以及终产物,并根据这些中间产物和终产物与消毒时间的关系推测了其降解路径.结果表明,除了3,5-二溴水杨酸相对较稳定外,其余3种消毒副产物在氯化消毒过程中不稳定,通过取代、水解以及氧化等过程最终降解为卤乙酸等脂肪族小分子消毒副产物.在降解过程中有许多中间产物被检测并鉴定出来,其中包含一组具有五元环结构的新型消毒副产物(三卤代-羟基环戊烯二酮).     

2-烯丙基苯酚在液相中的光化学降解研究

以太阳光和紫外灯为光源研究了 2 烯丙基苯酚在溶液相中的光化学降解 .太阳光下 ,2 烯丙基苯酚在甲醇、正己烷、重蒸水以及不同pH的缓冲溶液中的光稳定性很强 ,但在丙酮中可以光解 ,10 4mg·L-1 的 2 烯丙基苯酚在丙酮中的光解半衰期为 36 4h .核黄素、过氧化氢、三氯化铁能加快 2 烯丙基苯酚在水溶液中的光解速率 ,其中核黄素的敏化效果最显著 .在紫外光照下 ,2 烯丙基苯酚在各种溶剂中光解迅速 ,速率遵循一级动力学方程 ;水中溶解物质对其光解有一定的抑制作用 ;在pH=9的缓冲溶液中的光解速率 >pH =7的缓冲溶液中的光解速率 >pH =4的缓冲溶液中的光解速度 ;紫外光照 2h ,2 烯丙基苯酚在甲醇中的主要光降解产物经GC MS和LC MS鉴定为 :2 ,4 ,5 三羟基苯甲醛、邻羟基苯乙酸甲酯、对烯丙基苯酚、2 甲基苯并二氢呋喃     

我国24个典型饮用水源地中14种酚类化合物浓度分布特征

研究了14种酚类化合物在我国五大流域(黄河、海河、辽河、长江、淮河)24个典型饮用水源地水源水中的浓度水平.结果显示:14种酚类化合物在我国饮用水源地中的浓度在nd～213 ng·L-1范围内,浓度均值在2.44～31.2 ng·L-1范围内,浓度中位数在nd～40.0 ng·L-1范围内.14种酚类化合物中,硝基苯酚类化合物浓度最高,浓度中位数为37.9 ng·L-1,浓度平均值为27.4 ng·L-1.其次为苯酚、五氯酚、二氯苯酚(2,4-二氯苯酚和2,6-二氯苯酚)和三氯苯酚(2,4,6-三氯苯酚和2,4,5-三氯苯酚);四氯苯酚(2,3,5,6-四氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、2,3,4,5-四氯苯酚)和烷基苯酚(邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚)浓度较低.通过商值法对14种酚类化合物进行生态风险评价后发现,14种酚类化合物的风险商均远小于1,表明其对我国饮用水源地的生态风险较低.对8种已报道健康参考剂量或致癌斜率因子的酚类化合物进行健康风险评价,结果显示,7种酚类化合物的最大非致癌风险在10-6到10-4范围内,2,4,6-三氯酚和五氯酚的致癌风险在10-6量级以下,表明其健康危害较弱.     

H2O2存在条件下冰相中苯酚的光化学转化

研究了在125W高压汞灯照射下,低温(-14～-12℃)反应装置中H2O2存在条件下冰相中苯酚的光转化反应,考察r冰相中苯酚光转化的影响因素以及光转化动力学过程.结果表明,冰相中苯酚光转化速率随着光强和H2O2初始浓度的增加而加快,随着苯酚初始浓度的增加而减慢;强酸条件促进了苯酚的光转化;苯酚的光解速率符合一级动力学模式.苯酚光解产物的GC-MS和LC-MS分析表明,苯酚在光解过程巾主要发乍了羟基化反应和偶联反应.     

水相中苯酚光催化降解的全额光子效率

为定量评价光催化反应器的性能,利用主辐射波长为207 nm的KrBr*准分子灯降解水相中的苯酚,测定了光解和光催化降解2种体系中苯酚和TOC去除率,并计算了苯酚降解的ξ_g(全额光子效率),探讨了其影响因素. 结果表明:①延长反应时间、加入适量催化剂、降低初始c(苯酚)能提高苯酚和TOC去除率. 采用动力学模型对苯酚的降解进行拟合,表明光解和光催化降解体系中苯酚的降解均符合准一级动力学模型. ②加入催化剂和提高初始c(苯酚)均可以获得较高的ξ_g,而光源的辐射功率与ξ_g没有线性相关性;在辐射功率为0.76 W、初始c(苯酚)为1.10 mmol/L、催化剂投加量(以ρ计)为0.8 g/L的条件下,ξ_g为5.56%. ③采用高效液相色谱对光催化降解体系中生成的中间产物的变化规律进行研究发现,4种中间产物表现为c(对苯二酚)＞c(邻苯二酚)＞c(对苯醌)＞c(间苯二酚);通过建立苯酚及中间产物的拟一级降解动力学模型,证实苯酚光催化降解历程为苯酚→芳香烃中间产物→最终产物.      

水体中2,6-二溴酚光降解行为研究

溴酚是一类天然水体中广泛存在的有机污染物。为进一步研究溴酚在水体中的光化学行为,该研究以2,6-二溴酚为模型化合物,系统研究了其在模拟太阳光照射下水体中的光降解,并考察初始浓度、pH值、Fe(Ⅲ)及NO2-等因素对降解速率影响。实验结果表明,在模拟太阳光照射下,2,6-二溴酚能够快速发生降解反应。其中,光降解速率随初始浓度的降低及pH值的增加而增大,并且Fe(Ⅲ)或NO2-的存在能显著提高2,6-二溴酚的光降解速率。同时,液相色谱高分辨质谱LC-TOF-MS对2,6-二溴酚光解产物的分析结果表明,2,6-二溴酚经过光化学降解,主产物为一种单溴代二羟基苯。     

水中普萘洛尔的紫外光降解机制及其产物毒性

以高压汞灯为光源,研究了紫外光照条件下水中普萘洛尔(PRO)的光解行为、机制及安全性.PRO光解机制通过活性氧物种(ROS)猝灭实验来确定,光解产物安全性通过发光菌毒性实验来评价.结果表明,PRO的光解速率常数(k)随初始浓度的增加而下降,两者呈显著负相关关系(r2>0.95).随着溶液初始pH的升高,PRO的光解加快,pH 5~9的PRO溶液的k值为0.0953~0.267 min-1.ROS猝灭实验表明,PRO的紫外光解过程包括了激发三重态PRO(3PRO*)参与的直接光解,以及羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)参与的自敏化光解,直接光解速率常数大于自敏化光解速率常数.采用FFA探针方法测定了不同实验条件下1O2的浓度,其总体变化规律与猝灭实验所得结论一致.发光菌毒性实验表明,PRO光解生成了比母体化合物毒性更强的中间产物.     

水相低浓度甲氰菊酯的光降解研究

菊酯类农药的大量使用,已在环境中造成残留。文章研究了汞灯和氙灯照射下较低浓度的甲氰菊酯在水相中的光降解情况,并对降解产物进行了分析测定;研究了环境水体中典型的具有光敏作用的4种无机离子(Cu2+,NO3-,Fe3+,Mn2+)和4种有机防晒剂(2,4-二叔丁基苯酚,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,2-羟基苯甲酸-2-乙基己基酯,4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯)对甲氰菊酯光降解的影响;采用固相微萃取技术进行前处理,结合气相色谱、气相色谱-质谱联用检测技术进行了分析。结果表明:甲氰菊酯的光降解基本符合一级反应动力学规律,所选无机和有机光敏物质对水相中甲氰菊酯的光降解有着不同程度的影响:4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯对甲氰菊酯有光抑制作用,其余3种防晒剂对甲氰菊酯光降解的影响趋势随着浓度的变化而变化;Cu2+能够抑制甲氰菊酯的光降解;而NO3-则会促进其光降解。研究结果为环境中菊酯类农药的降解消除提供理论依据。     

氟苯酚好氧生物降解邻位羟基化研究

利用气相色谱-质谱联机、高效液相色谱等分析方法,探讨了氟苯酚好氧生物降解历程;研究了不同pH值对间氟苯酚羟基化产物的影响.结果表明,氟苯酚好氧生物降解主要产生邻位羟基化中间产物.随着pH值升高,C2邻位羟基化产物(3-氟-1,2-邻苯二酚)与C6邻位羟基化产物(3-氟-1,6-邻苯二酚)的比值逐渐增加,pH 7.5时检测不到C6邻位羟基化产物(3-氟-1,6-邻苯二酚).     

二步法腈纶废水有机污染物组成分析研究

采用色谱技术,对二步法腈纶生产废水中所含的有机污染物,进行了系统的分析研究.结果表明,二步法腈纶废水的可生化性极差,其BOD5/CODcr的比值在0.1～0.2之间.其中所含有机污染物主要有芳香族及酚类的2,6-二(1,1-二甲基乙基)酚、硫代邻氨基苯酚、苯甲酸苄酯、邻二甲苯;腈类的丙烯腈、丁二腈、戊腈、己腈、β,β＇-亚氨基二丙腈;烷烃类的壬烷异构体、十二烷及其异构体、十三烷及其异构体、十五烷及其异构体、十六烷;其它有N,N-二甲基乙酰胺、2,2'-二硫基乙醇、硫醇(丙硫醇、乙硫醇)、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸钠等.     

苯酚和某些烷基酚对厌氧甲烷化的影响

苯酚和七种烷基酚(邻、间和对甲酚,2,5-、2,6-、3,4-和3,5-二甲基酚)以不同的浓度和加至Hungate在泥浆瓶里的等份的生活厌氧污泥中,在37℃下培养之。检测液上气体中甲烷的浓度以判断酚类是发酵形成甲烷,还是抑制厌氧过程。发现只有苯酚和对甲酚发酵产生甲烷;3,5—、3,4—和3,5—二甲酚等在浓度为500毫克/升(而不是300毫克/升)时,使发酵速率和甲烷的产量降低;甲酚在浓度为1000毫克/升而不是400毫克/升时有抑制作用。