4,4’-二溴联苯在水溶液中光降解的动力学研究

多溴联苯作为溴代阻燃剂被广泛应用,从而广泛存在于环境。但少有对于多氯联苯环境行为的研究。文章以4,4’-二溴联苯为研究对象,模拟自然环境,探讨了光源强度、初始浓度、pH值和溶解氧等因素对4,4’-二溴联苯降解的影响,以及在模拟太阳光的照射下,研究了Fe3+和腐殖酸对4,4’-二溴联苯在水溶液中光降解速率的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,4,4’-二溴联苯的光降解过程符合准一级动力学规律。提高光源强度可加速4,4’-二溴联苯的降解;初始浓度的增加使4,4’-二溴联苯降解速率减慢;反应液在高pH值和低pH值时,均促进4,4’-二溴联苯的光降解进程;体系中溶解氧增多也同样促进4,4’-二溴联苯的降解;小剂量的添加腐殖酸和Fe3+可以促进4,4’-二溴联苯的降解,但超过一定浓度则抑制其光降解。     

天然/模拟海水中2,4,6-三溴苯酚的光化学行为研究

有机溴代苯酚类污染物在水体中普遍存在,尤其在海洋环境中,除人为污染源外,它还存在广泛的天然来源.以2,4,6-三溴苯酚为模型化合物,以氙灯(λ290 nm)作为模拟太阳光源,研究了海水中溴代苯酚的光化学过程,并系统考察了溴代苯酚初始浓度、Cl~-、Fe(Ⅲ)和pH值等环境因素的影响.实验结果表明,在海水中,2,4,6-三溴苯酚能够快速发生光化学反应,通过产物分析发现其主要产物为通过光致脱溴氯代过程产生的2,4-二溴-6-氯苯酚,并且该产物随2,4,6-三溴苯酚初始浓度、Cl~-浓度、Fe(Ⅲ)浓度的增大及溶液pH值的降低而增加.以明亮发光杆菌为受试生物的毒理学实验表明,2,4,6-三溴苯酚在海水中光化学的前期,系统的毒性效应增强,而毒性的增加可能主要由光致氯代过程导致.     

含盐水体中酪氨酸的光致溴代反应研究

选取溶解性有机质中小分子酪氨酸(Tyr)作为研究对象,研究了含盐水体中Tyr的光降解及溴代转化.同时,探讨了pH值及天然水体中广泛存在的Fe(III)对Tyr光转化的影响.结果表明,汞灯照射下(λ290 nm),在含14.56 mg·L-1Fe(Ⅲ)的溴离子溶液中(pH=3.0),检测到Tyr(C0,Tyr=0.40 mg·L-1)反应0.5 h过程中产生了3-溴-酪氨酸(3-Br Tyr,15.97μg·L~(-1))和3,5-二溴-L-酪氨酸(3,5-di Br Tyr,10.45μg·L~(-1))两种溴代产物.在pH=3.0~8.0范围内,Tyr光降解速率随pH值升高而降低;3-Br Tyr和3,5-di Br Tyr的形成量随pH升高而减少;而在pH=3.0时,Tyr光降解速率、3-Br Tyr和3,5-di Br Tyr形成量随Fe(Ⅲ)浓度的增加而增加.这说明在自然环境中,Tyr能通过光转化形成溴代有机污染物.     

二溴硝基甲烷在紫外光照条件下的光降解

以二溴硝基甲烷为研究,采用单一控制变量法研究了光照强度、初始物浓度、自由氯、溴离子、pH值等影响因子对二溴硝基甲烷光降解的影响,探讨了二溴硝基甲烷的光降解动力学规律.结果表明：二溴硝基甲烷在紫外光条件下的降解遵循一级反应动力学规律,其光降解效率随二溴硝基甲烷初始浓度的增加而减小,随光照强度和pH值增加而增加;溴离子的存在能促进二溴硝基甲烷的光降解;添加自由氯能够显著加快二溴硝基甲烷的光降解效率,并且会使二溴硝基甲烷在光降解的过程中转化为以一溴一氯硝基甲烷为主的其他卤代硝基甲烷.此研究结果可为水处理过程中控制二溴硝基甲烷的形成、降低水质安全风险提供参考.     

光催化降解水介质中的人工甜味剂安赛蜜

研究了紫外(UV)体系对水介质中人工甜味剂安赛蜜降解的影响因素和动力学模型。结果表明,在相同的pH值下,光降解反应速率常数随安赛蜜初始浓度升高而减小;不同安赛蜜初始浓度下,光降解反应速率常数受到pH值的影响也不同。当安赛蜜初始平均浓度为13 mg/L时,在pH值为7时的光降解速率最快,且在反应时间6 h内符合一级反应动力学模型,光降解速率常数为0.819 0 h~(-1)。安赛蜜初始平均浓度为108 mg/L时,在p H=9时光降解反应速率常数最大为0.223 4 h~(-1)。安赛蜜初始平均浓度为54 mg/L时,在pH为7和9且反应时间6 h内符合一级反应动力学模型,光降解速率常数分别为0.350 38和0.361 93 h~(-1)。     

阿替洛尔在模拟太阳光照射下的光解

以1000W氙灯为光源,研究了阿替洛尔在模拟太阳光照射下的光降解行为,采用HPLC和SPE-LC-MS技术鉴定了阿替洛尔在250～600nm波长照射下的主要光解产物并提出了可能的光解途径.探讨了溶液pH值、硝酸根离子浓度、腐殖质和碳酸氢根离子等因素对阿替洛尔在模拟太阳光照射下光解的影响.结果表明,阿替洛尔在模拟太阳光下的直接光解很难发生,且改变溶液pH值不能促进直接光解.而在250～600nm波长照射下,阿替洛尔4h光解率达42%,光解途径主要有母体羟基化和支链的断裂反应.在模拟太阳光照下,NO3-对阿替洛尔光解有显著的光敏化作用,而富里酸(SRFA)光敏化作用微弱.HCO3-抑制了模拟太阳光照下阿替洛尔在NO3-溶液中的光解,腐殖质则通过自由基淬灭和内滤机制抑制了阿替洛尔在NO3-溶液中的光解.     

湖泊水体中铁(Ⅲ)-草酸络合物驱动有机磷光解释放磷酸根

湖泊水体中的有机磷光解释放无机磷对水柱中磷水平具有重要的影响.为了解湖泊水体中的有机磷光解释放无机磷对水柱中磷水平的影响,本文以广泛使用的草甘膦为对象,探讨了自然湖水中草甘膦在Fe(Ⅲ)-草酸络合物光化学作用下的形态转化过程,并研究了水环境因素如铁、草酸盐浓度配比、溶液pH和底物浓度对释放无机磷的影响.结果表明,紫外光和太阳光照射下,Fe(Ⅲ)-草酸络合物均可以实现草甘膦转化为无机磷.紫外光照射60 min和太阳光照射720 min后,反应体系中的磷酸根浓度分别增至0.25 mg·L~(-1)和0.18 mg·L~(-1).磷酸根释放量随着草甘膦浓度的升高而增大,且增加反应体系中的Fe(Ⅲ)或草酸盐的浓度都可以提高磷酸根的释放量,但反应体系pH的升高则显著抑制这一过程.在反应体系中添加异丙醇,降低了磷酸根的释放量,证实羟基自由基(·OH)是Fe(Ⅲ)-草酸络合体系中的主要活性氧物种.采用以香豆素为·OH分子探针,确定了紫外光/Fe(Ⅲ)-草酸体系和太阳光/Fe(Ⅲ)-草酸体系中·OH的产生速率分别为0.52×10~(-2)μmol·(L·min)-1和0.03×10~(-2)μmol·(L·min)-1,其稳态浓度分别为4.74×10-16mol·L~(-1)和0.27×10-16mol·L~(-1).     

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。     

黄河水体颗粒物对3种多环芳烃光化学降解的影响

研究了、苯并(a)芘、苯并(ghi)3种多环芳烃在黄河水体中的光化学降解规律,探讨了黄河泥沙和黄土2种颗粒物对多环芳烃光化学降解的影响.结果表明:①当水体不含任何颗粒物时,多环芳烃的光降解符合一级反应动力学规律,且反应动力学常数随污染物初始浓度的降低而增加;3种多环芳烃的光降解速率与分子的吸收光谱相关.②黄土通过对光强的阻碍作用和其中所含腐殖质的光敏化作用影响多环芳烃的光化学降解,这2方面的共同作用导致不同浓度黄土所产生的影响不同.黄土浓度为0.1g/L或5g/L时促进了和苯并(a)芘的光降解;黄土浓度为5g/L时促进了苯并(ghi)的降解.当水体含有黄土时,多环芳烃的光降解符合二级动力学规律.③对多环芳烃光化学降解起主要作用的是黄土中存在的溶解性腐殖质,非溶解性腐殖质的作用不大.④由于黄河泥沙在河水中长期存在,泥沙中的溶解性腐殖质都已溶于水中,泥沙主要通过对光强的阻碍作用影响水体中多环芳烃的光降解,使光降解速率随泥沙浓度的增加呈幂指数降低.     

Fe(Ⅲ)/苹果酸/H_2O_2体系对有机物的光降解特性研究

系统研究了可见光照射下染料橙黄Ⅱ在Fe(Ⅲ)/苹果酸/H2O2体系中的脱色情况,考查了光源、pH值、Fe(Ⅲ)、苹果酸、H2O2及染料初始浓度等因素对橙黄Ⅱ脱色效率的影响.结果表明,Fe(Ⅲ)/苹果酸/H2O2体系在可见光照射下能有效实现橙黄Ⅱ的脱色,在pH为5.0的条件下仍然具有较强的降解有机物的能力.该体系对橙黄Ⅱ的脱色率高于Fe(Ⅲ)/H2O2体系或Fe(Ⅲ)/苹果酸体系,光反应符合表观一级反应动力学规律.随着光强的增加,橙黄Ⅱ的脱色率增大.太阳光是该体系的有效光源,本体系具有利用太阳光的潜力.     

pH和溶解氧对磺胺二甲嘧啶光解的影响

大量使用抗生素导致磺胺类抗生素在水体中不断检出,其中光化学降解是其消减重要途径。该文在紫外光照条件下,对磺胺二甲嘧啶(SMZ)在纯水中的光降解过程进行研究,分别考察初始浓度、p H值和溶解氧对其光解影响。结果表明,紫外光照360 min,SMZ降解率高达60%以上,SMZ在纯水中的光降解过程符合准一级动力学模式,光解速率常数范围为0.003 78~0.004 50 min,随着初始浓度的增加,SMZ光降解速率先增大后减小。水体p H值显著影响SMZ的光解过程,酸性(p H=3)或者碱性(p H=8~10)条件下SMZ光解较快,近中性(p H=4~7)条件下其光解较慢;表明SMZ以两性离子形式存在时其光降解较快,而分子态SMZ光解速率较慢。水体溶解氧对SMZ光解过程也有一定影响,随着溶解氧的增加,SMZ光解效率有所下降,由此推断在SMZ光降解过程中,直接光解速率大于间接光解速率。     

水体中锰离子对酚类有机物的光化学降解的影响

通过对不同锰离子浓度下三种酚在三种不同介质中的光降解情况的研究,来确定水体中的锰离子对酚类有机物的光化学降解的影响。实验结果表明,在不同条件下,不同浓度的锰离子对实验中所选的三种酚的影响有所不同。对邻硝基苯酚的光降解几乎不产生影响,对对甲基苯酚的光降解起到抑制作用,而对2,4-二硝基苯酚的光降解则起到促进作用。     

水体中不同形态氮对环丙沙星溶液光降解影响

研究了在模拟自然光照射条件下,环丙沙星在水相中的光降解行为,以及水中存在的无机氮对其光降解的影响.结果表明,随着环丙沙星初始浓度的增加,其光降解率逐渐降低;水中溶解氧的含量会影响其光解速率,水中溶解氧含量越高,环丙沙星光解速率越小;硝酸根对环丙沙星光降解起促进作用,亚硝酸根起抑制作用,铵根几乎没有影响.当环境pE值逐渐...     

硝酸根对水体中甲基汞光化学降解的影响

为研究硝酸根(NO3-)对水体中甲基汞(MMHg)光化学降解的影响,采用室内模拟试验,验证了不同波长光照条件下,NO3-在MMHg光化学反应中的作用,探讨了NO3-浓度对MMHg光解速率及产物的影响,并根据溶液中Hg2+的浓度分析了MMHg光解反应的进行程度.结果表明,在自然光(NL)和紫外光(UV)条件下,只加入了NO3-的处理MMHg光降解速率分别为0.10、0.046 L.(ng·h)-1,Hg0的释放通量分别为1.05、1.27 ng,Hg2+的最终浓度分别为16.97、28.92 ng·L-1;在未加入NO3-和加入了C6H5COOH的条件下,MMHg的剩余浓度相差不大,其光降解速率也分别在0.052、0.015 L.(ng·h)-1左右,Hg0的释放通量分别为23.81、15.38 ng,Hg2+的浓度均小于10 ng·L-1,且呈现先增加后减小趋势.在可见光(VL)照射下,各处理下MMHg的光降解速率无显著性差异(P=0.56),为0.003 L.(ng·h)-1左右,Hg0的释放通量均为5 ng左右,Hg2+的浓度未超过3 ng·L-1,也呈现出先增加后减小的趋势.在NL条件下,随浓度NO3-的增加,MMHg的光降解速率也增加,且各处理间存在显著性差异(P<0.05),Hg0的生成量随NO3-浓度的增加而减少,而Hg2+的浓度也随NO3-浓度的增加而增加.可见在有紫外光的条件下,NO3-对MMHg光降解反应历程、反应速率以及产物有重要影响.     

水溶液中嗪草酮的光化学行为研究

以氙灯为光源模拟太阳光,研究了农药嗪草酮(MT)在水溶液中的光降解;探讨了pH值以及天然水体中广泛存在的光敏荆腐殖酸、硝酸根和Fe3+等对嗪草酮间接光解的影响;测量了嗪草酮量子产率及其与活性氧类物种(ROS)·OH和1O2的反应速率常数.结果表明,在pH值3.5-9.5范围内,嗪草酮直接光降解速率随pH值升高而降低.pH=7时,腐殖酸具有光屏蔽作用而抑制嗪草酮光降解,硝酸根和Fe3+对嗪草酮间接光降解基本没有作用.嗪草酮与1O2反应速率常数为0 mol-1·L·s-1,与·OH反应速率常数为5.7×109mol-1Ls-1.在天然水体中嗪草酮与·OH反应最小半衰期为68 h,远远大于北纬40.(40°N)下直接光解半衰期.以上研究结果表明,嗪草酮直接光解占主导作用,其量子产率为0.01.预测在40°N春、夏、秋、冬时嗪草酮直接光解半衰期分别为1.44、1.08、2.58和5.10h,室外太阳光照实验结果显示,在40°N秋季嗪草酮的半衰期为2.98 h,与理论预测值接近.     

γ-FeOOH-草酸系统中橙黄Ⅰ的光化学脱色

以8 W黑光灯为光源,γ-FeOOH为催化剂,加入草酸构成光化学Fenton体系,研究了这一体系中橙黄Ⅰ的光化学脱色动力学;考察了橙黄Ⅰ的初始浓度、初始pH值和草酸初始浓度对橙黄Ⅰ光化学脱色降解的影响.结果表明,草酸能显著促进橙黄Ⅰ的脱色与降解,橙黄Ⅰ光化学脱色一级动力学常数随草酸浓度的增大呈先升后降的趋势,最佳草酸初始浓度为1.8 mmol·L-1;溶液pH值的变化也显著影响橙黄Ⅰ的脱色.光化学反应过程中Fe2+和总Fe的浓度也随草酸浓度与反应时间的变化而变化.     

γ-FeOOH-草酸系统中橙黄I的光化学脱色

以8 W黑光灯为光源,γ-FeOOH为催化剂,加入草酸构成光化学Fenton体系,研究了这一体系中橙黄Ⅰ的光化学脱色动力学;考察了橙黄Ⅰ的初始浓度、初始pH值和草酸初始浓度对橙黄Ⅰ光化学脱色降解的影响.结果表明,草酸能显著促进橙黄Ⅰ的脱色与降解,橙黄Ⅰ光化学脱色一级动力学常数随草酸浓度的增大呈先升后降的趋势,最佳草酸初始浓度为1.8 mmol·L-1;溶液pH值的变化也显著影响橙黄Ⅰ的脱色.光化学反应过程中Fe2+和总Fe的浓度也随草酸浓度与反应时间的变化而变化.     

水体系中3种常见邻苯二甲酸酯的光化学降解研究

采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,研究了不同介质、光源、起始浓度、H2O2浓度等对3种常见邻苯二甲酸酯(PAEs)光化学降解过程的影响,并对邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)光降解的中间产物进行了检测,提出了可能发生的降解路径.结果表明:在不同介质中,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)在Millipore-Q水中降解速度最快,而DEHP在天然海水中降解速度最快;3种PAEs在紫外灯照射下比模拟日光下降解速度快;相同紫外光照条件下,不同初始浓度的DMP、DEP和DEHP在研究浓度范围内(0.5~10μg·L-1)的光降解率随着浓度的增加呈现减小趋势;此外,体系中H2O2的存在会明显加快PAEs的降解速率;通过GC-MS分析,检测出了DEHP在UV/H2O2条件下降解产生的中间产物,并且发现DEHP是从侧链开始降解的.     

环糊精对Fe(Ⅲ)引发双酚A光降解的影响

环糊精口α-CD、β-CD和γ-CD能分别与双酚A形成1:1主-客体包结物.在250W金属卤化物灯(λ≥365 nm)光照下,研究了在Fe(Ⅲ)-OH配合物体系中,不同环糊精对双酚A光降解的影响.结果表明,β-CD能较大地促进双酚A的光降解,α-CD次之,而γ-CD对双酚A的光降解存在一定的抑制;并且CDs浓度的变化对双酚A光降解的初始速率有明显的影响.双酚A光降解的初始速率随着β-CD和α-CD浓度增大而增加,当β-CD=60μmol/L时达到最大,然后随着浓度增大而降低,而BPA的光降解初始速率随γ-CD浓度的增加总的趋势是减小的.通过计算机软件Gaussian98,采用PM3方法模拟了环糊精与双酚A的包结行为,进一步说明3种环糊精与双酚A形成主-客体包结物对光降解的影响.     

环境污染及其防治

XS’9802618Z刃催化剂对苯胺光降解的研究/胡春(中科院生态环境研究中心环境水化学国家重点实脸室)…//环境科学学报/中科院环委会一1998,18(1)一81~85环信X一9 以太阳光、佩灯为光漂、肠O为光催化剂,对苯胺光降解行为进行研究,考察了溶液的初始浓度、催化剂t、溶液pH值对苯胺光降解速率的影响。实脸结果证实苯胺光降解符合准一级动力学规律,氧不足的条件下苯胺降解的速率减慢。通过HPLC确定苯胺降解的主要中间产物是邻氮羞酚、对氮荃醉、搜酸类化合物。有机酸进一步权化生成二级化碳。在pH>6和pH<6两种条件下苯胺光降解途径不同,产物…