有机物结构对光催化氧化降解影响的初步研究

研究了以TiO2 半导体为催化剂 ,有机物分子结构如芳烃取代度、环效应和卤代度对光催化氧化降解的影响。结果表明 ,对芳烃类衍生物 ,单取代基较双取代基降解容易 ,能形成贯穿共轭体系的难降解。环效应、卤代度对光催化降解有较大影响。芳烃、环烷烃、烷烃逐次减弱 ,卤代度越高 ,降解越困难 ,全卤代时基本不降解     

自组装哑铃状Fe3O4微/纳米材料对十溴联苯的热催化降解

多溴联苯(PBBs)是一类新型持久性有机污染物,具有高毒性和生物累积性,对人类健康和生态环境具有潜在危害.为探究PBBs的消减技术和降解机制,利用多元醇介导自组装法制备出了哑铃状形貌的Fe3O4前驱体,将前驱体在氮气氛围下焙烧制得哑铃状Fe3O4微/纳米材料,以十溴联苯(BB209)作为模型化合物进行热催化降解研究.结果发现,哑铃状Fe3O4前驱体生长过程分为无定型粒子的快速成核和初级粒子间相互团聚结晶两个阶段;哑铃状Fe3O4对BB209表现出较高的降解活性,在300℃下反应30 min时,Fe3O4对BB209的降解率几乎已达到100%;在哑铃状Fe3O4降解BB209的产物中检测到一系列的从九溴代联苯到一溴代联苯产物与联苯产物,表明在降解过程中存在加氢脱溴反应路径;在降解产物中鉴定出3种九溴联苯异构体BB206、BB207、BB208,且3种异构体含量的大小顺序为:BB207BB208BB206,表明不同取代位上Br的活性相对大小为:间位对位邻位.     

Raney Ni催化4-溴联苯加氢降解研究

以4-溴联苯为模型化合物,研究在H2作氢源、RaneyNi作催化剂条件下4-溴联苯的加氢脱溴反应,并调查了溶剂、碱及温度对加氢脱溴的影响,以及不同催化剂的催化效果.结果表明:相比贵金属催化剂(Ru/C、Pt/C、Pd/C),RaneyNi价廉且有较高的催化活性,具有实际应用价值;有机溶剂中添加适量的水可显著促进加氢脱溴反应,在乙醇/水(V/V)=85/15的溶液中,仅30min4-溴联苯就可100%脱溴;而在纯乙醇中,反应60min,尚有10%的4-溴联苯没有降解.另外,碱(NaOH)的加入可明显提高催化剂的活性,n(NaOH)∶n(HBr)=1.1∶1时,仅需30min4-溴联苯就完全被RaneyNi催化加氢降解;而n(NaOH)∶n(HBr)=2∶1时,反应60min,只有约93%的4-溴联苯发生了加氢降解,因此,碱的加入量以超过其化学反应剂量10%为宜.在温和条件(30～45℃、常压约101kPa)下,RaneyNi可催化4-溴联苯完全脱溴产生联苯,同时,联苯作为重要的化工产品可回收再利用.由此可见,多相催化加氢脱溴有望发展成为控制和消减多溴二苯醚等持久性卤代有机污染物的绿色降解技术.     

好氧生物泥浆法降解土壤中三氯代多氯联苯的影响因素分析

采用好氧生物泥浆法处理多氯联苯（PCBs）污染土壤,基于五因素三水平正交试验探究葡萄糖、联苯、任意甲基化-β-环糊精（RAMEB）、土水比和降解菌剂5个因素对PCBs降解效率的影响.结果表明：在好氧生物泥浆体系中,仅三氯代PCBs含量显著下降（最高降解率为42.1%）,而四氯~七氯代PCBs含量无显著变化.以三氯代PCBs的降解率为试验指标,对正交试验结果进行极差分析,可知影响三氯代PCBs好氧降解率的主次因素依次为：土水比、RAMEB、葡萄糖、降解菌剂、联苯.其中,葡萄糖和联苯对三氯代PCBs的降解有抑制作用,而土水比、RAMEB及降解菌剂对三氯代PCBs的降解有促进作用.因此,通过提升泥浆体系传质水平、提高PCBs生物有效性及增加降解菌数量,有望进一步提高好氧生物泥浆法降解PCBs的效率.     

氯代苯化合物的毒性分析

文章对氯代苯化合物的性质作了系统的论述,并对其毒性进行了研究。通过对氯代苯化合物辛醇——水分配系数的估算分析了氯代苯化合物的毒性与取代基数目的关系,利用二氯代苯对冬小麦、油菜的致死浓度和半致死浓度分析了其毒性与取代基位置的关系。结果表明,氯代苯的毒性随苯环上氢原子被氯原子取代个数的增加而加大。在苯环上氢原子被取代的个数相同时,毒性与氢原子被取代的位置有关,邻位最大,间位次之,对位最小。最后就氯代苯化合物对水生生物、高等动物以及人体的毒性进行了重点分析。     

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).     

危险化学品活性反应危害及混配危险的规则研究(Ⅲ)

卤代烃活性概述 活性特点: 1.烃分子中的氢被卤素取代后的化合物称卤代烃,一般用(R-X)表示.X表示卤素(F、Cl、Br、I).按卤素所连接的烃基不同,可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃与卤代芳香烃;按卤代烃分子中所含卤素的数目,又可分为一卤、二卤、多卤代烃;按卤素所连接的碳原子不同,又可分为一级、二级、三级卤代烃.     

亚硫酸盐/紫外体系的还原脱卤效能

水合电子(e-aq)是已知活性最强的还原物种之一.基于SO_3~(2-)受紫外光激发活化会释放e-aq的性质,提出了SO_3~(2-)/UV高级还原体系,用于降解稳定污染物.以7种卤乙酸为目标物,从卤素取代种类、卤代程度、实际水质本底影响等角度,考察了该体系对毒性卤代有机物(HOCs)的降解及脱卤效能,并探讨了相关机理.结果表明:HOCs的降解至少有直接光解和e-aq还原两条途径.卤素取代种类与卤化程度决定了HOCs的直接光解特性,其速率随氯、溴、碘取代顺序及卤化程度的增加而加快.SO_3~(2-)/UV体系显著提高了HOCs的降解及脱卤效率;对于直接光解慢的HOCs,其降解与脱卤主要由e-aq还原引起.SO_3~(2-)/UV体系在两种地表水质本底下仍具有较高的脱卤效能.     

苜蓿根瘤菌对多氯联苯降解转化特性研究

采用溶液摇瓶实验研究了苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)对三氯代联苯(2,4,4′-trichlorobiphenyl)单体以及18种多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)混合物的降解转化能力.结果表明,接入苜蓿根瘤菌转化7d后,随着溶液中底物2,4,4′-TCB浓度的增加,该菌株对其的降解能力也逐渐提高,在1.0、5.0、10.0、25.0、50.0 mg.L-1浓度条件下该菌对2,4,4′-TCB的降解率分别为34.0%、48.3%、69.7%、96.0%、98.5%,并且通过气相质谱分析,发现溶液中出现了一些新的代谢产物.同时,苜蓿根瘤菌对不同浓度下18种PCBs同系物混合物的降解能力,随着底物浓度的升高呈现出从低到高,然后降低,并趋于平衡的趋势,其最高降解率可达54.7%,并存在高氯代PCBs向低氯代PCBs的转化过程.     

厌氧颗粒污泥合成纳米钯及强化降解双氯芬酸性能

为了提高厌氧颗粒污泥(AGS)对难降解卤代有机物的还原降解能力,本文研究了厌氧颗粒污泥原位还原制备纳米钯构建载钯型厌氧颗粒污泥(Pd-AGS)的方法与条件,以及Pd-AGS在不同电子供体及烘干方式下对双氯芬酸(DCF)的降解特性.研究表明,当Pd(II)浓度为50～200 mg·L~(-1),Pd/生物量比为1/40～1/10时,被颗粒污泥还原的Pd(II)超过90%,且Pd/生物量比越高,与污泥微生物结合的纳米钯(Pd NPs)越多;添加氧化还原介体蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)不能加快Pd(II)的还原速率,但可以使与胞外聚合物(EPS)结合的Pd NPs增多.Pd NPs的负载显著强化了AGS对DCF的降解性能,甲酸钠和氢气都能够作为电子供体激活Pd-AGS降解DCF,氢气更为有效.氢气存在下,初始浓度为20 mg·L~(-1) DCF在90 min降解率达到96.47%,而不载钯的AGS最终对DCF的降解率仅为16.19%.烘干处理会降低Pd-AGS对DCF的降解效率,但相比121℃和600℃的烘干方式,冷冻干燥和80℃烘干方法对Pd-AGS的降解性能影响较小.Pd-AGS将微生物降解性能与纳米钯的催化性能相结合,提高了对卤代难降解有机物的降解能力.     

联苯代谢对微生物的生长胁迫及分裂抑制

以联苯/多氯联苯降解菌株R04（Rhodococcus sp.R04）和几种模式微生物为研究对象，利用高效液相色谱、荧光显微镜、扫描电子显微镜等分析微生物在联苯及其代谢物培养条件下细胞分裂和形态的变化.结果表明联苯及其代谢产物对红球菌R04和几种模式微生物细胞的分裂有抑制作用，并对部分微生物形态有影响.与前体-联苯及其代谢产物2-羟基-6-酮基-6-苯基-2，4-己二烯酸相比，2，3-二羟基联苯对G⁺、G^-细菌，或是酵母细胞分裂都有较强的抑制和形态的改变.2，3-二羟基联苯导致R.R04和缺陷型R.R04细胞形成不完整隔膜的比例增加；造成96.4%的大肠杆菌BL21细胞表面凹陷，胞质内容物流失，菌体体积缩小；导致枯草芽孢杆菌89.6%的细胞体积明显缩小；导致金黄色葡萄球菌基本没有细胞能形成完整的分裂隔膜；导致红酵母细胞能进行出芽生殖的比例从64.2%降低到19.3%，但对其细胞形态无明显改变.联苯代谢物2，3-二羟基联苯对红球菌R04及其它微生物细胞分裂和增殖的抑制作用比其前体-联苯强，建议在研究环境化合物与微生物互作时，应考虑环境化合物代谢的毒性效应.     

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp. Ns为对硝基苯酚（PNP）与邻硝基苯酚（ONP）的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度<5‰、 pH>5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚 (1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

一株苯胺降解菌的筛选及处理突发污染的效果

从污水厂活性污泥中分离到1株能快速、高效降解苯胺的菌株AN-P1,鉴定为Rhodococcus sp..相关酶活性的测定表明,苯胺通过间位途径降解.菌株AN-P1利用苯胺生长的最适温度30℃,最适pH值为6.0,最适生长浓度为2000 mg/L,最佳接种量为0.30‰.将AN-P1作为功能菌株对常规活性污泥系统强化后应急处理,16S rRNA基因V3区片段PCR-DGGE图谱显示,AN-P1能有效保护原有生态系统中的微生物免受苯胺毒害;处理含500,1000,2000mg/L苯胺的模拟废水分别需10,20,32h就能使出水水质达到《污水综合排放标准》一级标准;用AN-P1结合常规SBR工艺应急处理苯胺废液,经过36h降解能达标排放.     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.     

Cd2+共存时镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚的特性与机制

为了解Cd2+对镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚(4-CP)的影响,研究了Cd2共存时,浓度、pH、碳源与氮源对镰刀菌降解4-CP特性的影响,并分析了其降解动力学与机理.结果表明,在降解温度、4-CP浓度等相同时,Cd2+共存对镰刀菌降解4-CP有一定的抑制作用.Cd2浓度小于3.O mg·L-1时,随着4-CP浓度的增大,镰刀菌对4-CP的降解速率变慢.镰刀菌降解4-CP的适宜pH为4.外加碳源蔗糖(3.Og·L-1)与外加NH4Cl(3.0 g·L-1)均使镰刀菌降解4-CP速度有所减缓.在Cd2+浓度0.1 ～3.0 mg·L-1时,镰刀菌降解4-CP符合零级动力学方程.Cd2+共存时只对4-CP的降解速率产生一定的抑制作用,而对其降解途径可能无显著影响.     

细菌降解非离子表面活性剂的研究

从石油污染的土壤中分离到２株能利用非离子表面活性剂ＡＥＯ－９和ＳＡ－２０作为唯一碳源生长的细菌。这２株菌被定名为假单胞杆菌５２（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎｏｓ５２）和Ｗｅｅｋｓｅｌｌａ６．最适于这２株菌利用非离子表活剂ＡＥＯ－９的培养条件是乙酸胺作为氮源,ｐＨ７．３０℃添加少量葡萄糖促进表活性的降解,降解速率的研究表明,当ＡＥＯ－９的初始浓度为５０００ｍｇ／Ｌ时,５２号菌和６号菌能在２周内将其去除８５％,     

金属离子对蒽、菲、芘生物降解过程的影响

对驯化筛选的多环芳烃(PAHs)高效降解菌CN4与CN2进行了深入研究,澄清了金属离子对其降解多环芳烃的作用,得出结论:对于CN2、CN4降解菌,Mn2+与常量Ca2+、Mg2+同时存在于降解体系中时,对蒽和菲降解起到明显促进作用。Cu2+和常量元素Ca2+、Mg2+混合对菲降解也起到促进作用,但没有Mn2+的促进作用明显。不加任何常量和微量金属元素离子的体系对蒽、菲、芘的降解作用仅次于含Mn2+的降解体系,加入Cu2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+对CN2降解蒽、芘产生抑制作用,加入Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+对CN2降解菲产生促进作用。Mn2+主要是在降解过程中发挥作用的,外加不同浓度的Mn2+制备的菌悬液,对芘的降解作用基本没有差别。在制备菌悬液时加入Mn2+,菌体对Mn2+有富集作用,但Mn2+的存在与否并不影响菌体的生长繁殖状况。降解体系中加入Mn2+能够有效促进降解过程的进行,加入0.5 mmol/L的Mn2+对CN4菌株降解芘的促进作用最大,而在降解体系中一次性加入5.0 mmol/L的Mn2+则会对降解产生抑制作用。     

耐酸性异养菌的分离及其在制革污泥重金属生物淋滤中的作用

从制革污泥中分离出一株异养微生物,经鉴定属于红酵母菌属(Rhodotorula sp.)R30, 测定菌株R30的适宜生长pH范围为3～7,但能耐受pH 2.5至1.5的酸性环境,最适生长温度28℃.酵母R30在污泥水溶性有机物(DOM)中培养96h,水溶性有机碳(DOC)从1485mg/L降至345mg/L,菌数达4.8×10⁷mL^-1.将污泥预酸化至pH 6.5,在进行污泥的生物淋滤过程中,添加酵母处理与不添加酵母处理的对照相比,淋滤时间减少了4d,淋滤周期显著缩短,在7d的淋滤时间内,重金属Cr的溶出率提高39%.     

酵母菌与两种硫杆菌复合对污泥中三价铬的去除

研究了氧化亚铁硫杆菌LX5(Thiobacillus ferrooxidans LX5)、氧化硫硫杆菌TS6(Thiobacillus thiooxidans TS6)和耐酸性酵母菌R30(Rhodotorula sp.R30)对重金属铬(Cr³⁺)的耐受性.结果表明,700mg/L的Cr³⁺对硫杆菌LX5、TS6的生长和氧化活性影响不大,但Cr³⁺浓度大于500mg/L时明显抑制酵母菌R30的生长.酵母菌R30与硫杆菌LX5和TS6复合能明显加速污泥淋滤的进程,最佳复合比为酵母菌R30接种量2.0%,硫杆菌LX5和TS6接种量10%.分别用含酵母菌R30数量为10⁴个/mL和102个/mL的酸化污泥作接种物进行污泥淋滤,发现淋滤过程中pH值下降的速度没有明显差异,而在淋滤起始时添加2.0%的酵母菌R30,则淋滤反应提前36h结束.由此可见,在其它条件相同的污泥淋滤中,污泥中所含耐酸性酵母菌的数量是加快淋滤的关键.     

高效降酚菌Bacillus sp.JY01的固定化及降解特性研究

以海藻酸钠作为载体将降酚菌株Bacillussp.JY01进行固定化包埋,并通过正交实验确定了该菌株固定化细胞制备的最优条件;研究并对比了固定化细胞和游离细胞的降酚性能,研究结果表明最佳固定条件为:海藻酸钠质量分数3%菌液量:海藻酸钠水溶液体积比4:30、氯化钙含量为3%、钙化交联时间8h;固定化细胞降解苯酚的最适温度是32℃,最适pH值范围为7.0～7.5,最适条件下能高效降解质量分数为1300mg/L的苯酚溶液,固定化细胞重复利用8次苯酚降解率仍可达到96.8%,该固定化细胞降酚性能优于游离细胞。这将为该细菌进一步应用于含酚工业废水的生物处理提供可靠的控制条件。