紫外光降解硝酸盐体系中四环素

为了考察紫外光照射下四环素(tetracycline,TC)在硝酸盐(NO_3~-)体系中的降解过程,研究了初始pH、TC初始浓度、NO_3~-浓度、腐殖酸以及磷酸盐等环境因子对TC光降解的影响,利用ESR检测和自由基猝灭实验,量化分析体系中不同氧化途径对TC去除的贡献率。结果表明:TC在NO_3~-体系中的光降解受pH影响显著;腐殖酸和磷酸盐对TC的降解表现出不同程度的抑制作用;TC通过直接光解、HO·、~1O_2和O_2~(·-)氧化4种途径降解,当TC浓度为10.0 mg·L~(-1),NO_3~-浓度为1.0 mmol·L~(-1),pH为7.0时光照150 min后,不同途径的贡献率分别为60.4%、25.6%、8.9%和5.1%。结果有助于了解TC的环境化学行为,为TC治理提供参考。     

磁性纳米Fe_3O_4活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑

采用共沉淀法制备了具有较高催化活性的磁性纳米Fe_3O_4,并对其催化活化过硫酸盐(PS)降解磺胺甲恶唑(SMX)的性能进行了探究,考察了PS浓度、Fe_3O_4投加量、初始pH、共存阴离子(Cl~-、CO_3~(2-)、NO_3~-)以及腐殖酸(HA)对SMX降解效果的影响。SEM、EDS、FT-IR、XRD和BET表征结果表明,实验制备了较高纯度的Fe_3O_4纳米颗粒;重复性实验结果表明,Fe_3O_4具有良好的稳定性;催化降解SMX的实验结果表明,提高PS的浓度、增加Fe_3O_4的投加量均可提高SMX的降解率,且SMX的降解反应符合拟一级动力学。当PS浓度为0.5 mmol·L~(-1)、Fe_3O_4投加量为1.2 g·L~(-1)、初始pH=7.0时,Fe_3O_4活化PS降解SMX的效果最佳,在反应180 min后,SMX降解率达到93.3%。XPS光谱分析结果表明,反应过程中Fe~(2+)主要参与了活化PS降解SMX的过程。乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)自由基淬灭实验结果证明,在Fe_3O_4/PS体系中同时存在SO_4~-·和·OH,SO_4~-·对SMX的降解发挥了主导作用。以上结果为含磺胺甲恶唑废水的处理提供了催化剂选择,也可为过硫酸盐高级氧化体系中阴离子和腐殖酸对反应的影响效果提供参考。     

抗菌剂三氯卡班在水溶液中的光降解

研究了抗菌剂三氯卡班(triclocarban,TCC)在水溶液中的光降解过程及其影响因素,考察了不同光源、溶液pH值、初始TCC浓度、添加光催化剂TiO2及自然界水体中常见阴离子(如Cl-、NO-3和SO2-4)存在的影响。结果表明,TCC在紫外光照射下能进行光降解,其反应符合假一级反应动力学。pH值对TCC在紫外光下的光解过程影响显著,且其降解速率随着pH值的升高而增大。适量添加TiO2能促进TCC的光解速率。无机阴离子Cl-、NO-3和SO2-4的存在阻碍了TCC的光解。此外,还对TCC的降解机理进行了初步推测。     

UV光降解有机砷废水

阿散酸(4-氨基苯胂酸,PAA)作为饲料添加剂被广泛地应用于家禽养殖业,但是大部分PAA的化学结构不会改变。采用UV光降解水中PAA,并研究了PAA初始浓度、溶液pH、叔丁醇和腐殖酸对其降解效果的影响。结果表明:PAA能被UV高效完全降解,且光解过程受溶液pH、腐殖酸和叔丁醇显著影响。UV辐射20 min,PAA降解率为100%,且NH+4和无机砷(As(Ⅴ)/As(Ⅲ))是其主要的最终的降解产物。此外,根据自由基捕获实验和ESR检测分析,提出了PAA的光降解机理。在UV光照中,PAA的氧化降解一方面是由于直接的光解,另一方面归因于光敏化产生的氧化性自由基(·OH/1O2)参与的光氧化降解。研究结果有助于评价环境风险和PAA的去除。     

UV及UV/US降解对二氯苯水溶液的研究

使用紫外光(UV)和超声波(US)降解水溶液中的对二氯苯(p-DCB)。考察了p-DCB初始浓度,初始pH、腐殖酸和H2O2的存在对p-DCB光解的影响。结果表明,较低的初始浓度或弱酸性pH有利于p-DCB降解。溶液中存在20 mg/L的腐殖酸可使p-DCB的反应速率常数提高32.6%。加入氧化剂H2O2可以显著提高p-DCB的降解率,在[p-DCB]0=0.1 mmol/L,[H2O2]0=0.1 mmol/L,pH0=5.8,反应180 min条件下,p-DCB的降解率为95.5%。超声波对p-DCB的降解速率(14.6×10-3/min)大约是紫外光(4.3×10-3/min)的3.4倍,紫外光-超声波耦合时的降解速率(20.6×10-3/min)大于两者单独降解速率的加合。在各种实验条件下,p-DCB的降解均遵循表观一级动力学。     

溶液中阴离子和腐殖酸对UV/H2O2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响.结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8 mg/L、1个30 W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中反应速率常数分别为0.023 2、0.016 2 min-1;NO-3、Cl-、HCO-3对2,4-DCP光降解有抑制作用,当3种阴离子摩尔浓度为0.5、10.0、20.0 mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO-3＞NO-3＞Cl-;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解受到抑制.自来水中的反应速率常数低于蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种阴离子和腐殖酸影响的结果.     

水中安替比林的紫外光降解研究

以波长为254 nm的紫外杀菌灯为光源，研究了水溶液中消炎镇痛药物安替比林（PZ）的光降解行为；考察了初始pH值及水中其他物质对PZ光降解的影响，探讨了PZ光解机制，并分析其降解产物及光解途径。结果表明，安替比林的光降解遵循拟一级反应动力学规律，pH值变化对光解速率基本没有影响。安替比林直接光降解占主导作用，活性氧类物种（ROS）对安替比林间接光解基本没有贡献。腐殖酸对安替比林光降解有抑制作用，而NO^-₃，HCO^-₃，Cl^-对安替比林光降解没有明显作用。GC-MS分析表明安替比林在紫外辐射下生成甲酰胺，乙酰胺，2-羟基吲哚-3-酮，2，4（1氢，3甲基）-喹唑啉二酮，1-甲基-2-羟基苯并咪唑，2-羟基苯并恶唑等一系列具有安替比林母体苯环结构的化合物，表明安替比林侧链上N—N键断裂导致其最终降解。     

盐酸改性松针生物炭对磺胺甲(噁)唑的吸附性能

以松针为原料,使用盐酸活化制备获得松针生物炭(PBC),将其用于吸附去除水体中的磺胺甲噁唑(SMX)。分别考察了投加量、pH、吸附时间、阴离子浓度等因素对PBC吸附性能的影响,采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附过程进行了拟合分析。FT-IR、SEM和BET表征结果证明,经盐酸活化后的松针生物炭表面疏松多孔,含有羧基和羟基等含氧官能团。吸附实验结果表明:当PBC投加量为0.4 g·L~(-1)时,吸附60 min后SMX去除率可达97.1%;当pH为4.0～8.0时,随着pH升高,PBC对SMX的去除率下降;CO_3~(2-)和HCO_3~-对吸附反应起抑制作用,CO_3~(2-)抑制作用更强,SO_4~(2-)对吸附过程影响较小;PBC对SMX的吸附可用准二级动力学方程来描述,与Freundlich等温方程式拟合度更好(R~20.98);热力学数据表明PBC对SMX的吸附过程是自发的吸热反应;5次实验后PBC对SMX的去除率仍在40%以上。考虑到PBC吸附效果好,可重复利用,说明PBC具有良好的应用前景,研究可为水污染治理的应用提供参考。     

可见光活化过硫酸盐降解双(2-氯乙基)醚

研究了不同活化方式下过硫酸盐对双(2-氯乙基)醚(BCEE)的降解效果,重点考察了可见光活化过硫酸盐降解BCEE体系中过硫酸钠投加量、BCEE初始浓度、初始pH以及无机阴离子和腐殖酸对反应的影响。结果表明,酸性条件下BCEE的降解效果较好,且随着过硫酸钠投加量增大或BCEE初始浓度减小,BCEE的降解率提高。反应最佳条件为BCEE质量浓度4mg/L、过硫酸钠投加量20mmol/L、溶液初始pH调至3,降解过程符合一级动力学方程。溶液中存在CO23-、HCO3-或Cl-均对BCEE的降解有抑制作用,加入腐殖质则会促进BCEE的降解。通过液-液萃取进行前处理,使用气相色谱/质谱分析检测出3种降解中间产物,分别为1,2-二氯丙烷、氯甲酸异丙酯和氯甲酸氯乙酯。     

MIL-88B(Fe)非均相芬顿催化降解磺胺甲恶唑

采用溶剂热法合成了铁基金属有机骨架材料MIL-88B(Fe),将其作为类芬顿催化剂用于催化降解水中磺胺甲恶唑(SMX)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构和性能进行表征,并研究了H_2O_2浓度、催化剂投加量、溶液初始pH和污染物初始浓度等对SMX降解效果的影响。结果表明,在H_2O_2摩尔浓度为6.0mmol/L、催化剂投加量为0.2g/L、pH为4、SMX为5mg/L的优化反应条件下,MIL-88B(Fe)对SMX的降解率可达99%。在较宽的pH(4～6)范围内,MIL-88B(Fe)仍保持较好的催化活性,且5次循环使用后对SMX去除率仍可达95%以上。表明合成的MIL-88B(Fe)具有较高的催化活性和重复性能,是一种优良的非均相类芬顿催化剂。     

Al_2(SO_4)_3和FeCl_3混凝对红枫湖溶解性有机质的去除及卤代烃控制的影响

以三价阳离子(Al_2(SO_4)_3和FeCl_3)为混凝剂,在不同的投加量和水力条件下对贵阳市红枫湖取水口处溶解性有机质(DOM)的去除和卤代烃(THMs)生成势控制变化趋势进行研究。实验结果表明,在不同的混凝条件下,对DOM的去除率在60%左右,随着快速搅拌速率的增加,去除率略有提高;UV_(254)的去除率为85%左右,不同的混凝剂投加量和水力条件对其影响不大。混凝前后DOM的THM生成势降低约60%,二氯一溴甲烷(CHCl_2Br)和一氯二溴甲烷(CHClBr_2)占THMs的80%以上;对于不同的混凝剂类型,投加量和水力条件均对THMs生成势变化没有明显差异。三维荧光光谱(3DEEM)结果表明,DOM中腐殖酸部分在混凝过程中有较大去除,红外光谱(FTIR)验证了混凝去除的基团主要为羰基(C=O)的类共轭结构。而在强化混凝过程中没有得到较大去除的内源有机质(藻源有机物)可能是混凝后THMs的主要前体物质。因此,传统的混凝工艺主要去除DOM的腐殖酸部分,还需要结合其他的预处理方法对DOM中的其他组分进行有效去除,以控制THMs的生成势,提高饮用水的安全性。     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物对双酚A模拟废水的光处理

主要研究了卤灯光照下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系对双酚A(BPA)的光化学降解,考查了光源、初始pH值、各反应物初始浓度等因素对双酚A光降解的影响。结果表明:卤灯或太阳光照射下,BPA在Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系中能够有效地实现光降解;光强从8.8×104Lux增加到1.2×105Lux,BPA降解率从68.9%提高到92.8%;BPA的降解率及Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光解过程中产生的.OH浓度均随pH增大而减小;Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物光氧化BPA过程中溶液的pH逐渐升高;过量的酒石酸盐有利于Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环进行。     

光诱导腐殖酸产生自由基对天然水中雌二醇光降解效能的影响

以腐殖酸(humic acid,HA)为光敏化剂,采用300 W氙灯模拟太阳光,研究雌二醇(E2)在HA溶液中的光降解动力学。结果表明:E2在HA溶液中的光解反应符合准一级动力学模型,HA对E2光解速率起促进作用,且随着HA浓度的增加(由0增至12 mg·L~(-1))对E2的促进作用增强;当HA继续升高至24 mg·L~(-1)时,HA的光掩蔽作用增强,对E2光解的促进作用减弱。采用电子顺磁共振技术(EPR)直接证明了HA在E2的光解过程中会产生羟基自由基(·OH)。自由基淬灭实验表明·OH和单线态氧(1O2)对E2光解贡献率分别为62%和20%。TOC的去除率远低于E2的去除率,说明E2在光降解过程中并没有被完全矿化。     

腐殖酸和铁对阿特拉津光降解影响的研究

为考察除草剂在水体中的自净性能，对模拟太阳光(λ> 290 nm)下腐殖酸和铁元素对阿特拉津的光化学降解进行了研究。结果表明，单独辐照阿特拉津几乎不降解。在分别加入3、5和10 mg/L的腐殖酸时，阿特拉津的降解率分别为34.36 %、40.74%和15.66 %；在Fe(Ⅲ)投加量从0.01 mmol/L增加到0.2 mmol/L时，阿特拉津的降解率从24.36 %增加到34.97 %。而在当腐殖酸与铁共存时，阿特拉津降解率则进一步提高。紫外可见光谱和荧光光谱均表明，腐殖酸-铁络合物的形成及其光化学作用，促进了阿特拉津的降解。     

三氧化钨的生物合成及其对亚甲基蓝的光降解

利用菌株Pantoea sp.IMH生物合成三氧化钨(WO_3)材料并对合成条件进行优化,通过高分辨透射电镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能谱(EDS)及X射线粉末衍射(XRD)对生物合成的WO_3材料进行表征,同时研究了其光降解亚甲基蓝的性能。结果表明,生物合成WO_3的最优合成条件是钨酸钠反应浓度为100 mmol·L~(-1)、pH为2、细胞与钨酸钠反应时间为10 h、且煅烧温度为800℃,在该条件下,WO_3为多晶片状结构。相比于标品WO_3和化学合成纳米WO_3,生物合成WO_3材料对亚甲基蓝染料具有更好的光降解性能,可以在紫外光照射40 min内完全光降解亚甲基蓝(50 mL,0.037 5 mmol·L~(-1))。利用N_2吸附-解吸等温线、对苯二甲酸(TA)荧光探针法、紫外漫反射(DRS)光谱和X射线光电子(XPS)能谱分别对不同WO_3材料进行检测,结果表明生物合成WO_3的良好催化性能与材料的比表面积、羟基自由基产量以及氧空位等均有关系。     

水中四环素类化合物在不同光源下的光降解

研究了模拟太阳光和实际室外太阳光下四环素类化合物在水溶液中的光降解。结果表明,四环素类化合物(TCs)在模拟太阳光照射下均能发生直接光降解,且其降解速率随pH不同变化很大。四环素(TC)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)和多西环素(DTC)的光降解速率随溶液pH升高明显加快,而米诺环素(MTC)在水中的光降解速率随溶液pH升高略有下降。天然水体pH范围内,模拟太阳光照下四环素类化合物表观光降解速率常数在0.004～0.026 min-1范围内,降解半衰期在26～136 min范围内。在室外实际太阳光照下,四环素类化合物光降解反应速率与太阳光强成正比例关系。晴朗无云天气下,四环素类化合物降解半衰期在春冬季节较长、夏季节较短;四环素在东江实际水体中表观光降解速率很快,在冬季晴天天气下,其平均半衰期仅为8.2 min。     

Fenton氧化法对磺胺类抗生素的降解动力学

采用Fenton氧化法同时降解水溶液中磺胺吡啶(SPY)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和磺胺甲噁唑(SMX)。系统考查了初始H2O2浓度、Fe2+浓度、pH对3种磺胺类抗生素降解性能的影响。结果表明,3种磺胺抗生素被完全降解的最佳Fenton氧化条件是:H2O2浓度为2.0 mmol/L,Fe2+浓度为0.10 mmol/L,pH为3.0~3.5,反应时间为20 min。Fenton试剂对3种磺胺类抗生素的降解符合一级反应动力学,速度常数为0.0318~0.2002 min-1。     

UV/H2O2工艺降解水中双酚A影响因素的研究

研究了UV/H2O2工艺对双酚A(BPA)的降解效果及影响田素.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效降解水体中BPA,降解过程符合一级反应动力学模型;紫外光强对BPA的降解速度影响较小;H2O2浓度对BPA的降解具有促进和抑制的双重作用;BPA初始浓度对BPA降解没有影响;在酸性条件下,有利于BPA降解;NO-3、Cl-、HCO-3对BPA降解有抑制作用;当HCO-3、NO-3、Cl-摩尔浓度均为5mmol/L时,对BPA降解的抑制程度为HCO-3>NO-3>Cl-.腐殖酸在低浓度时,促进BPA降解反应进行;在高浓度时,BPA的降解受到抑制.     

腐殖酸在泥灰岩中的吸附与降解特征研究

为研究腐殖酸在泥灰岩中的吸附与降解特性,借助三维荧光技术,采用静态吸附和动态淋滤实验模拟了腐殖酸在平顶山矿区泥灰岩中运移的过程。结果表明:(1)随着腐殖酸初始浓度的增加,泥灰岩对腐殖酸的吸附呈现出线性增加的趋势。(2)泥灰岩对腐殖酸的吸附符合原始质量吸附方程,斜率为0.008 7,截距为0.073 1,R~2=0.986 2,拟合度很好,泥灰岩对于腐殖酸有着很强的亲和力。(3)腐殖酸在泥灰岩中发生了微生物降解,这是一个先吸附后降解的动力过程,泥灰岩中的微生物将腐殖酸(Ⅴ区)降解为溶解性微生物代谢产物(Ⅳ区)。     

3种不同工艺中莠灭净的去除特性及自由基鉴定

以三嗪类除草剂莠灭净(AMT)为目标污染物,对比研究了紫外(UV)、紫外激活过硫酸盐(UV/PS)与紫外激活过一氧硫酸氢盐(UV/PMS)3种不同工艺对AMT的去除效果以及反应动力学模型。考察了底物初始浓度、氧化剂浓度、溶液初始pH和水中腐殖酸浓度对AMT降解的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,3种系统下AMT降解均符合拟一级反应动力学模型(R~2≥0.93)。AMT在3种不同系统下降解效率基本遵循UV/PSUV/PMSUV规律。随着底物初始浓度的增加,AMT降解率减小,拟一级速率常数kobs减小;增加氧化剂的投加量可以促进AMT降解;溶液pH的改变对UV系统下AMT的降解影响较小,而在UV/PS系统下,随着pH的增大降解率逐渐减小,在UV/PMS系统中降解率则呈现先减小后增大的趋势;投加腐殖酸会抑制AMT的降解;pH为7时,UV/PS和UV/PMS系统中反应生成的自由基主要是·SO_4~-。