双酚A降解菌的分离鉴定及其降解特性

从好氧堆肥反应器的渗滤液中分离到1株降解内分泌干扰物双酚A的细菌B-16.经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Achromobacter xylosoxidans.通过摇瓶实验考察了生长条件对双酚A降解的影响,得出该菌株降解双酚A的最佳条件是接种量为0.6%,初始pH值为7.0,温度为30℃.在该条件下,对菌株B-16对不同初始浓度双酚A的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应在低浓度(3、5、10mg/L)时符合一级反应动力学特征,而在较高底物浓度(20 mg/L5、0 mg/L)下不能用一级反应动力学描述,双酚A的降解率在初始浓度为10 mg/L时达到最大值46.93%.     

苎麻麻骨水溶物的溶出影响因素及其组成

为探讨生物质材料吸附重金属过程中溶出物的溶出规律及成分,以苎麻麻骨为材料,在实验室模拟其吸附Cd2+废水条件下,考察溶出时间、温度、pH、苎麻麻骨粒径及ρ(Cd2+)对苎麻麻骨水溶物DOC溶出量的影响,通过气相色谱-质谱法对溶出物成分进行鉴定,并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)等技术对溶出物溶出前后苎麻麻骨表面物化性质进行了表征. 结果表明:在弱酸性(pH为5)条件下,苎麻麻骨DOC溶出量高于65.90 mg/L. 各因素对DOC溶出量的影响程度不同,以粒径及温度的影响最大,随着粒径由1 mm增至20 mm,DOC溶出量由78.37 mg/L迅速降至60.14 mg/L,降低了18.23 mg/L;升温可促进苎麻麻骨DOC溶出量的增加,随着温度由5 ℃升至55 ℃,DOC溶出量增加了13.63 mg/L. 提取液pH、溶出时间、ρ(Cd2+)对DOC溶出量的增加量分别为5.08、4.60、3.11 mg/L. 溶出物溶出前后苎麻麻骨表面无显著变化,但溶出后的苎麻麻骨表面易溶于水的官能团数量显著减少. 溶出物中鉴定出9类物质(共19种化合物),以酮类和酯类居多,表明苎麻麻骨表面不带电.      

低温碱溶粉煤灰中硅和铝的溶出规律研究

采用低温碱溶法对粉煤灰中硅和铝(分别以氧化硅和氧化铝计)的溶出规律进行了研究,考察了粉煤灰热处理温度、碱浓度、溶出时间、溶出温度等因素对粉煤灰中硅和铝溶出量的影响.结果表明:在热处理温度为950℃,碱浓度为2～3 mol/L,溶出温度为120～130℃,溶出时间为4～6 h时,氧化硅的溶出量为29.23%,氧化铝的溶出量为1.26%,溶出比为23.63,可实现粉煤灰中硅和铝的分步溶出,并利用XRD对溶出结果进行了分析.      

含铜尖晶石催化剂在苯酚催化湿式氧化降解中铜溶出的研究

利用溶胶-凝胶法制备了Cu0.10Zn0.90Al1.90Fe0.10O4尖晶石结构催化剂,并用于苯酚的催化湿式氧化降解反应,考察了催化剂在H2-TPR实验中的氧化-还原性能,苯酚作为还原剂、反应温度和苯酚,催化剂质量比对铜离子溶出量的影响.结果表明,在较低反应温度或较高苯酚/催化剂质量比的情况下,被还原的催化剂活性组分不易被再氧化是导致铜离子大量溶出的主要因素.当反应温度较高和苯酚/催化剂质量比较低时,铜离子溶出量显著减少.在190℃、苯酚浓度为4.29 g·L-1、催化剂用量为25 g·L-1的条件下反应2 h,铜离子溶出量仅为0.96 mg·L-1.     

Co3O4/BiVO4复合阳极活化过一硫酸盐强化光电催化降解双酚A

采用静电纺丝法制备了Co_3O_4/BiVO_4复合薄膜电极,并以之为光阳极,在过一硫酸盐(PMS)辅助作用下开展了光电催化降解双酚A研究.结果表明,PMS在可见光下可显著强化Co_3O_4/BiVO_4复合阳极光电催化降解双酚A,在0.25 V外加偏压以及可见光照射下,当加入2 mmol·L-1PMS时,双酚A在2 h内的降解效率为96%.降解动力学常数为0.471 4 min-1.系统研究了PMS初始浓度、外加偏压对双酚A降解性能的影响.结果发现,双酚A在较低的PMS投加量和较低的外加偏压(0.25 V)下即可有效降解.采用电子自旋共振波谱仪鉴定体系的主要活性自由基为SO·-4和·OH.并进一步通过淬灭实验结果证明空穴、SO·-4和·OH起主要氧化作用.光电反应后的体系中未检测到金属离子溶出,可避免二次污染.     

天然水体腐殖质对双酚A光降解影响的研究

以中压汞灯模拟太阳光光源,研究了双酚A(BPA)在水体腐殖质中的光降解过程,探讨了不同来源的腐殖质、腐殖质浓度、BPA初始浓度、溶解氧等因素对BPA光解速率的影响,实验结果表明,BPA在纯水体系中直接光解很慢,但在腐殖质溶液中光解迅速,符合拟一级动力学反应,改变BPA初始浓度对BPA光解速率的影响不明显,增大溶解氧浓度会抑制BPA光解,通过活性氧分子探针鉴定了腐殖质吸收光辐射产生的羟基与单线态氧,利用GC-MS鉴定了双酚A在Nordic湖富里酸(NOFA)中的光敏化降解产物,推测出BPA敏化降解的可能历程为能量转移导致的直接光解、羟基加成和羟基氧化。     

二氧化钛光催化降解双酚AF研究

系统研究了双酚AF在二氧化钛溶液中的光催化降解行为。就溶解氧、二氧化钛投加量、氟离子浓度和双酚AF的初始浓度等因素对双酚AF降解的影响进行了详细讨论。研究重点是双酚AF的降解动力学以及在降解过程中所产生的氟离子浓度。当双酚AF的初始浓度是40μmol/L时,经过540 min的光催化降解,反应体系的总有机碳去除率超过97%,此时溶液中氟离子的浓度为0.98 mg/L。双酚AF在二氧化钛溶液中的降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,其降解动力学常数是1.21μmol/(L·min)。结果表明,二氧化钛光催化可以有效的去除双酚AF,并且不产生其它二次污染物。     

掺铜介孔碳活化过硫酸氢盐高效降解双酚A

采用蒸发诱导自组装的方法制备了掺铜有序介孔碳复合催化剂(Cu-OMC),开展了Cu-OMC活化过硫酸氢钾(PMS)氧化降解双酚A研究.研究结果显示,Cu-OMC可高效活化PMS进而有效降解双酚A,在催化剂投加量0.1g/L、PMS浓度0.5mmol/L的反应条件下,60min内对20mg/L的双酚A去除率可达91%.在pH=3~11范围内,双酚A均可有效降解,阴离子(Cl-、SO_4~(2-)、HCO_3~-和PO_4~(3-))的存在对双酚A降解影响较小.利用自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)对反应过程中产生的活性氧自由基(ROS)进行了分析,结果表明除了硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基(·OH),单线态氧(~1O_2)在双酚A的降解过程中起着重要作用.     

厌氧分步生物反应器系统处理城市生活垃圾的试验研究

以生活垃圾中COD溶出量为研究参数,试验研究了厌氧分步生物反应器系统和渗滤液直接回灌填埋场中的有机物降解规律与产甲烷特征.结果表明:厌氧分步生物反应器系统可显著促进生活垃圾及渗滤液中有机污染物的降解,加速填埋垃圾稳定化,其COD溶出总量与填埋时间的对数呈极显著的线性相关性.厌氧分步生物反应器中产甲烷反应器的产气量占总产气量的80%,甲烷含量55%～69%,较适容积COD负荷为6.5～7.5g/(L·d).     

土壤与沉积物中天然有机物释放过程的动力学研究

根据不同流速条件下解吸及降解过程的模拟实验结果，探讨土壤与沉积物中天然有机物释放的动力学过程．研究发现，有机物的释放包括解吸与降解两个过程．影响二者时间尺度有所不同，均遵循一级动力学反应规律．流速对平衡浓度与速率常数均有影响，速率常数随流动相线速度的升高而加大．湿度与温度是降解过程的主要影响因素，湿润条件与高温有利于有机物降解．     

UV/Fenton/杂多酸体系对染料曙红Y的光解作用研究

为改善Fenton反应的氧化效率,选择杂多酸为活化剂,建立了一种新的光催化体系。在光化学反应器中,以紫外灯为光源,以磷钨酸为光催化助剂,研究了UV/Fenton/杂多酸体系对曙红Y模拟染料废水的光催化降解的影响,并就杂多酸辅助光催化降解染料的机理,影响染料光催化降解速率的因素,提高染料光催化降解效率的途径进行了初步探讨。结果表明,溶液中H2O2投加量、Fe2+浓度、溶液pH值是影响催化光解效果的重要因素。实验得出反应的适宜条件是:pH为5～6,30%H2O2的投加量为2 mL,FeSO4的剂量约为0.02 g/L。     

纳米掺氮TiO_2可见光降解环境内分泌干扰物BPA研究

用水湿法得到掺氮TiO2前体,热处理后得到掺氮TiO2粉体,用XRD和UV-Vis吸收光谱等手段对制备的掺氮TiO2进行了表征,并研究了N-TiO2可见光光催化降解环境内分泌干扰物双酚A。结果表明掺氮TiO2在400℃下煅烧1h,所得粉体是锐钛矿相结构,粒径约12nm,与纯TiO2相比,吸收边明显红移。催化剂掺氮TiO2具有可见光催化活性,且明显高于纯TiO2。在双酚A初始浓度为40mg/L,催化剂掺氮TiO2的煅烧温度为400℃,投加量为0.6g/L,pH=5的条件下的降解效果最好达48.91%。     

温度、pH值对城市垃圾中有机碳溶解及其降解特性的影响

通过实验及数值模拟的方法,研究了不同温度和pH值条件下有机碳的溶解动力学特性.结果表明,提高溶液温度有利于加速易溶解有机碳的溶解速率,但不能提高固相有机碳总的溶解量.降低溶液pH值有利于固相有机碳的溶解.实验样品在所有测试环境条件下,有机碳溶解速率为0.05~0.22m3/(kg·h);易溶解有机碳占总可溶解性有机碳百分比为30%~50%;易溶解有机碳溶解速率为14~65h-1,比难溶解有机碳溶解速率高出大约3个数量级.水溶性有机碳生物可降解性实验表明,79%以上水溶性碳难以在厌氧条件下被原生菌降解.     

超薄硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化降解双酚A

内分泌干扰物双酚A (BPA)的广泛分布对水环境和人类健康造成了潜在的威胁. 为探究超薄硫掺杂的石墨相氮化碳纳米片(US-CN)对BPA的光催化降解性能及其降解机理,使用US-CN对BPA进行了光催化降解,使用电子顺磁共振(EPR)检测了光降解过程中产生的反应性氧自由基(ROS),通过密度泛函理论(DFT)结合自然布局分析(NPA)计算了BPA的原子电荷值,使用LC-MS检测了BPA光催化降解过程的中间产物. 结果表明:①US-CN在可见光(VL)下(简称“US-CN/VL体系”)100 min内对BPA的去除率可达66.39%,去除率的准一级反应动力学常数约为石墨相氮化碳(CN)的6倍. ②在US-CN/VL体系中添加L-组氨酸后,60 min内BPA的去除率从50.00%降至6.45%,表明单线态氧(1O₂)是导致BPA降解的主要ROS. ③在US-CN/VL体系中,1O₂可能由超氧自由基或溶解氧转化产生. ④基于密度泛函理论计算了BPA分子易被1O₂攻击的富电子原子位点, 并检测出BPA的5种降解中间产物,推测BPA在US-CN/VL体系中可能存在去甲基化和羟基化两种降解路径. 研究显示,US-CN在可见光下能产生以1O₂为主的ROS,攻击BPA的富电子原子,对BPA有良好的光催化效果.      

饱和多孔介质中DNAPL污染源区结构及质量溶出

为探究重非水相液体（DNAPL）在地下水中的运移和溶出行为,选取四氯乙烯（PCE）为代表,采用透射光法动态监测PCE在二维砂箱中的运移和分布,并以顶空气相色谱法监测其质量溶出,在此基础上通过乙醇冲洗来改变PCE分布,对比分析相应源区结构和溶出浓度的变化.结果表明：PCE的运移以垂向入渗为主,并伴随由毛细管力引起的横向迁移;污染源区面积和溶出浓度的变化具有明显一致性,均先迅速增大而后趋于平稳,由于泄露量小,70.7%的PCE以ganglia态残留在运移路径上.乙醇主要通过增溶作用改变污染源区结构,对PCE的空间展布影响弱,乙醇冲洗后ganglia态PCE占比增至99.6%,GTP值从2.4增至257.随着乙醇冲洗体积的增加,PCE源区面积从100cm²减至50cm²,对应溶出浓度从114mg/L减至12mg/L,二者呈较好的线性关系（R²=0.76）.此外,连续监测结果显示,在本研究的实验条件下,无论是否经过乙醇冲洗,PCE污染源区结构和其相应的质量溶出可以在一定时间内（至少16PVs）保持稳定.     

饮用水中内分泌干扰物双酚A的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化工艺对饮用水中内分泌干扰物双酚A特性进行了研究.研究表明:在原水浓度为1.0mg/L左右,臭氧总投加量为1.0、1.5和2.0mg/L条件下,30min BPA去除率可达70%、82%和90%.通过考察不同臭氧投加量、不同本底条件、不同BPA初始浓度和不同臭氧投加时间对BPA臭氧氧化的影响,分析得出臭氧投加量对BPA的降解占主导地位,而臭氧接触时间对去除效果的影响很小;采用紫外波长扫描确定在臭氧降解BPA的同时生成了在UV₂₅₄上有吸收的产物.通过考察臭氧氧化双酚A过程中UV₂₅₄的变化,提出低臭氧投加量下BPA不能完全被氧化,而采用缩短臭氧投加时间、加大臭氧投加量以及提高水中余臭氧浓度等方法,有利于水中BPA的完全降解.     

2株分别降解壬基酚和双酚A细菌的分离、鉴定和降解特性

对上海天山污水处理厂氧化沟的活性污泥进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚（NP）和双酚A（BPA）为唯一碳源和能源生长的降解菌株N1和B2.根据菌株的16S rDNA序列同源性分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定N1为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.57）,B2为芽孢杆菌属（Bacillus sp.A1-3）.通过摇瓶试验并借助正交试验优化菌株降解条件,结果表明,N1降解NP的最佳条件:35 ℃,初始pH为 5.5,无机盐培养液中初始ρ（NP）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达79.64%;B2降解BPA的最优条件:30 ℃,初始pH为 7.0,无机盐培养液中初始ρ（BPA）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达78.68%.在该优化温度和初始pH条件下,分别在不同初始ρ（NP）和ρ（BPA）下对N1和B2降解反应过程进行动力学分析,该降解过程在底物质量浓度为5～40 　mg/L时符合Monod方程,N1和B2的动力学参数K_s和μ_m分别为4.32,8.36和0.177 8,0.111 9.      

Degradation of endocrine disruptor bisphenol A in drinking water by ozone oxidation

The ozone oxidation of endocrine disruptor bisphenol A in drinking water was investigated. A stainless completely mixed reactor was employed to carry out the degradation experiments by means of a batch model. With an initial concentration of 11.0 mg/L, the removal efficiencies of BPA (bisphenol A) could be measured up to 70%, 82%, and 90% when the dosages of ozone were 1, 1.5, and 2 mg/L, respectively. The impacts on BPA degradation under the conditions of different ozone dosages, water background values, BPA initial concentrations, and ozone adding time were analyzed. The results showed that ozone dosage plays a dominant role during the process of BPA degradation, while the impact of the contact time could be ignored. UV wavelength scanning was used to confirm that the by-products were produced, which could be absorbed at UV254. The value of UV254 was observed to have changed during the ozonation process. Based on the change of UV254, it could be concluded that BPA is not completely degraded at low ozone dosage, while shorter adding time of total ozone dosage, high ozone dosage, and improvement of dissolved ozone concentration greatly contribute to the extent of BPA degradation. The effects of applied H₂O₂ dose in ozone oxidation of BPA were also examined in this study. The O₃-H₂O₂ processes proved to have similar effects on the degradation of BPA by ozone oxidation. Translated from Environmental Science, 2006, 27(2): 294–299 [译自: 环境科学]