环境科学基础理论 环境化学

X131200703530氯苯嘧啶醇在有机溶剂中的光化学降解研究/王丹军(安徽农业大学资源与环境学院)…∥安徽农业大学学报/安徽农业大学.-2007,34(1).-40~44环图N-85研究了3种光源下氯苯嘧啶醇在正己烷、丙酮、甲醇、乙腈、异丙醇中的光化学降解.结果表明,在高压汞灯下氯苯嘧啶醇在5种有机溶剂中光解迅速,光解半衰期分别为8.73、288.81、26.87、4.25和16.54min;在紫外灯下光解半衰期分别为4.25、10.65、3.87、2.46和3.09h;在太阳光下,光解半衰期分别为4.88、20.62、14.29、3.30和13.83h;太阳光下氯苯嘧啶醇在水中光解迅速,半衰期仅为6.13h,但丙酮…     

单克隆抗体间接竞争ELISA测定水体中氟虫腈

制备了氟虫腈单克隆抗体 ,在此基础上建立了水体中氟虫腈测定的间接竞争性酶联免疫吸附测定 (ELISA)法 .在优化条件下 ,氟虫腈测定的线性浓度范围为 1 0 -1 μg·L-1 ～ 1 0 3μg·L-1 ,最低检出浓度 (I1 0 )为 0 0 8μg·L-1 ,检测灵敏度 (I50 )为6 6 8μg·L-1 ;常见的几种与氟虫腈结构类似的农药的交叉反应率均低于 1 % ,不干扰氟虫腈的检测 ;2 0 %丙酮、5 %甲醇、2 %二甲基甲酰胺、2 %乙腈和 2 %乙酸乙酯基本不影响免疫测定 .利用建立的间接竞争性ELISA方法检测不同水样中氟虫腈 ,结果表明不同水样均可直接进行测定 ,方法的精密度和准确度均符合残留测定的要求     

溶液中六溴环十二烷的光解动力学研究

该研究开展了工业级六溴环十二烷(HBCD)在6种溶剂体系(乙腈、甲醇、水或其混合溶液)中的光降解,以紫外灯为光源(光强0.8 m W/cm²),照射1 h后,溶液中的HBCD都发生了显著的降解,其中T31(甲醇∶乙腈=3∶7)溶液中,HBCD降解最快。T51(甲醇∶水=7∶3)降解了66%,其他5个体系中降解率达到80%以上。线性拟合后,6种溶剂体系样品浓度和反应时间的相关性R²均>0.9,表明HBCD的光降解为一级动力学过程。随着溶剂体系中乙腈含量的减少,HBCD光降解的半衰期从15 min延长到38 min。而在同样的溶液体系中,以太阳光作为光源,模拟自然环境中的光降解,HBCD降解均不明显。实验所使用的光源和太阳光能量分布差别较大,造成实验模拟和实际情况的差异。HBCD在自然界的光降解可能不占其降解转化过程的主导地位。     

Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解特性及降解途径研究

对Rhodococcus sp.BX2菌降解乙腈的特性及其降解途径进行了研究.结果显示,在底物浓度为800mg·L-1,接种量为1.0%,培养温度为35℃,环境pH为7.5的条件下,16h时Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解率为95.98%;添加葡萄糖可在培养初期加快Rhodococcus sp.BX2菌的生长和对乙腈的降解,蔗糖、乙酰胺和尿素对其影响不大.将BX2菌接种到含有高乙腈浓度(25000mg·L-1)的合成废水中,培养180h后,乙腈降解率可达88.59%.在催化反应60min后,Rhodococcus sp.BX2腈水合酶与腈水解酶的总酶活可达到422.81U·mL-1,对其相关基因序列的分析结果表明,Rhodococcus sp.BX2中同时存在腈水解酶基因和腈水合酶基因,因此,确定乙腈的降解主要由腈水合酶途径完成,可能同时存在腈水解酶的降解途径.     

新农药硫肟醚在有机溶剂中的光解

以紫外灯为光源,对硫肟醚在甲醇、丙酮、正己烷和二甲苯等有机溶剂中的光解反应动力学及降解机理进行了初步研究.结果表明,硫肟醚在4种有机溶剂中的紫外光解反应符合一级动力学规律,在4种溶剂中反应速率常数分别为1·14×10-1(正己烷)、8·90×10-2(甲醇)、2·46×10-2(二甲苯)和4·51×10-3min-1(丙酮),硫肟醚的降解半衰期分别为6·08,7·79,28·18和153·86min.通过对硫肟醚光解产物进行分离和LC-MS鉴定,初步推出在紫外光辐射下硫肟醚在有机溶剂中的降解主要涉及到硫肟醚分子的肟醚键(CNOC)断裂、甲硫键(C—S—CH3)光氧化、脱氯反应和光异构化作用等途径.     

丁烯氟虫腈光降解反应过程及机理

考察了乙腈/水混合溶液中丁烯氟虫腈的光解速率及水体中主要溶解性物质对其光解的影响,通过产物鉴定及模拟计算判定了丁烯氟虫腈光降解反应机理.结果表明,模拟日光下丁烯氟虫腈快速发生光降解,纯水中反应半衰期为17.34 min.腐殖酸通过竞争光吸收来抑制丁烯氟虫腈的光解,NO3-和Cl-对其光解无影响.丁烯氟虫腈光解反应位点位为亚砜基团上的硫原子,主要产物为脱硫化物(MW 442.0),砜化物(MW 506.0)及2种硫化物(MW 473.9和405.8).键级和键长分析也证实丁烯氟虫腈硫原子连接的化学键不稳定,易发生断裂重排反应,生成上述转化产物.     

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     

啶虫脒光催化降解动力学的优化及其降解产物的分析

利用光催化技术通过单因素和中心复合实验对啶虫脒的降解动力学进行了研究.在单因素实验中,探讨了催化剂浓度、底物浓度、温度和p H对其降解动力学的影响.结果表明啶虫脒光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood模型,随着温度的升高和底物浓度的降低其降解速率增加,而弱酸和碱性条件有利于啶虫脒的光催化降解.中心复合实验通过研究上述4种因素之间的相互关系得到啶虫脒的光催化降解最优条件为:Ti O2浓度2.30 g·L-1,底物浓度90.0μmol·L-1,温度37.5℃,溶液初始p H值为5.0.最后,HPLC检测到啶脒虫光催化降解产物主要有7个,其中6个降解产物极性大于啶虫脒.     

丁虫腈稻田使用后对水生生物安全性初探

通过建立稻田-鱼塘模拟生态系统,研究丁虫腈在稻田-鱼塘模拟生态系统中的迁移、转化规律,及其对鱼、虾、蟹水生生物的影响。结果表明,农药丁虫腈乳油施入稻田初期,74.8%被水稻植株沾附,17.3%进入稻田水,稻田水中丁虫腈最高浓度达0.034 mg/L。施药24 h后,将稻田水排入邻近鱼塘,鱼塘水体中丁虫腈最高浓度达0.001 8 mg/L。丁虫腈在稻田水和鱼塘水中降解半衰期分别为5.0 d、8.9 d,丁虫腈在水稻土中很难降解。试验同时表明水生生物虾对丁虫腈较为敏感,对鲫鱼和蟹影响较小。因此丁虫腈稻田施用时,应注意其对虾的安全性影响。     

土壤和叶际微生物对啶虫脒的降解作用

深入研究了土壤、叶际原位和叶际可培养微生物对啶虫脒的降解作用及各条件下降解效果的差异.结果表明,不同环境下的微生物对啶虫脒有不同程度的降解效果.原位叶际微生物对啶虫脒降解影响的程度较小,在灭菌处理与对照叶面中啶虫脒的半衰期分别为8 1 d和6 6d.相对而言,土壤和叶际分离培养微生物对啶虫脒降解作用更加显著,在自然土壤和灭菌土壤中啶虫脒的降解半衰期分别为5.0 d和39.6d,相差为8倍;和原位叶际微生物相比,在油菜叶培养基中微生物的生物量大幅度提高,同时,对啶虫脒的降解效果也更加显著;在灭菌处理的豆叶培养基中(CK),啶虫脒42d的降解率为16.5%,相同时间内非灭菌处理的叶际分离微生物降解率高达95%,其降解速率与培养基中的微生物量呈正相关性,叶际和土壤中都存在能降解啶虫脒的微生物.     

哒嗪硫磷在液相中的光化学降解

以高压汞灯为光源,研究了哒嗪硫磷在液相中的光化学降解及影响因素.结果表明,哒嗪硫磷浓度为5mg·L-1时,在纯水中光解半衰期为9.82h,哒嗪硫磷在不同有机溶剂中的光解速率大小依次为正己烷>乙酸乙酯>甲醇>乙腈,在碱性溶液中比中性和酸性溶液中光解快.在2～20mg·L-1浓度范围内,哒嗪硫磷在水与甲醇中光解速率均随初始浓度的增加而降低.硝酸盐对哒嗪硫磷水中光解有一定的光敏化作用,而表面活性剂(SDS)则表现出显著的光猝灭作用,且猝灭作用与剂量比正相关.Fe3+和Fe2+对哒嗪硫磷水中光解有极强的光敏作用,并且光敏效应随着离子浓度的提高表现出先增加后减小的现象.光解产物的HPLC-MS检测表明,哒嗪硫磷在水中光解主要的途径是发生光氧化和光异构化作用.     

水体系中氧氟沙星的光化学降解研究

研究了高压汞灯和氙灯照射下氧氟沙星(OFLX)在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解过程,探讨了光源、起始浓度、丙酮、表面活性剂等因素对OFLX光化学降解速率的影响.结果表明,OFLX在高压汞灯下的光反应速率比在氙灯下快得多,均符合一级反应动力学过程;在相同光源下,OFLX在海水中降解最快,其次是人工海水;当OFLX初始浓度为2、4、6mg.L-1时,其光解速率常数分别为0.163、0.140和0.132 min-1,随着OFLX初始浓度增大,其光解率降低;不同浓度的丙酮均能促进OFLX光降解的反应,其反应速率常数为0.084 2～0.102 min-1,且光敏效率与丙酮浓度呈正相关关系;然而当十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、吐温-20(TW-20)等表面活性剂的浓度为5 mg.L-1,它们均抑制了水体中OFLX光降解反应的进程.另外,利用金藻8701单种培养进行了OFLX光化学降解前后的毒性试验,表明OFLX光解过程产生风险较高的中间产物,随着光解进行,产物毒性降低.     

低频无极灯降解偶氮染料酸性橙7

以40 W的新型低频感应无极灯(LFEL)作为反应光源,研究了其对于水中难生化降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的降解效果.通过专用浸没式反应器研究了这种新型光源降解AO7的有效实验参数,并与传统汞灯光源做了降解AO7的实验对比,用GC-MS检测了主要降解产物小分子,探讨了LEEL对AO7的降解机制及反应活性物质(ROS).结果表明,LFEL对于水中的AO7染料具有较好的降解效果和较高的矿化率,在浸没式反应器中曝气量2 m3·min-1,AO7浓度为20 mg·L-1(7 L)在4 h的反应后能达到94.1%的降解率,而其降解能耗远低于传统汞灯光源.降解贡献来自于两个方面:直接吸收降解和间接通过活性物质(ROS)氧化作用.氧气是ROS的重要来源,加大曝气量会提高降解效率,反应过程中有臭氧的生成.添加淬灭剂显示,·OH对降解反应几乎无贡献,1O2和O2·-则是反应的主要活性物质.     

多菌灵在农田土壤中的降解及其影响因子研究

采用实验室模拟方法,研究了微生物、含水量和Cd对土壤中多菌灵降解动态的影响.结果表明,土壤中多菌灵(5.0mg·kg-1和10.0 mg·kg-1)的降解半衰期在灭菌条件下为非灭菌条件下的12.6～13.8倍;复合降解菌群(枯草杆菌、副球菌、黄杆菌和假单胞菌)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～37.1%);当土壤含水量由40%田间持水量提高到60%或80%田间持水量,多菌灵降解半衰期缩短46.2%或74.0%;低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～52.4%),而高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(92.6%～103.0%);对添加复合降解菌群的土壤,低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入同样显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(34.0%～34.4%),高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(74.4%～109.4%).研究表明,土著微生物在多菌灵降解过程中发挥重要的作用,多菌灵降解菌群、较高的土壤湿度和低浓度的Cd也促进了土壤中多菌灵的降解.     

一株氯氰菊酯降解真菌的筛选鉴定及其降解特性研究

从雅安市售砖茶中分离筛选出一株对氯氰菊酯具有较高降解能力的真菌菌株YAT,根据其形态学及ITS序列分析,将该菌鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger).菌株YAT在PD培养基中168 h内对50 mg·L-1氯氰菊酯的降解率为54.83％,对氯氰菊酯的降解率与菌体生物量呈正相关.动力学研究表明,菌株YAT降解氯氰菊酯的过程符合一级动力学方程,在测试的底物(氯氰菊酯)浓度、温度、pH范围内,氯氰菊酯半衰期为85.750～281.958 h,较高温度及偏碱性条件有利于氯氰菊酯的降解,底物浓度越高,其半衰期越长.此外,菌株YAT对50 mg·L-1溴氰菊酯、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯和氯菊酯的120 h降解率分别为27.53％、58.00％、53.23％和25.34％.     

喹啉与葡萄糖共基质条件下生物降解的动力学分析

研究了在喹啉与葡萄糖共基质时皮氏伯克霍尔得氏菌 (Burkholderiapickettii)对二者的降解动力学 .结果表明 :在共基质条件下 ,喹啉与葡萄糖能同时被微生物降解 .葡萄糖的存在对喹啉的生物降解起到一定的促进作用 ,而喹啉的存在减慢了微生物对葡萄糖的降解作用 .5 0mg·L-1喹啉与 34、6 0、110mg·L-1葡萄糖共基质时 ,喹啉与葡萄糖的降解都遵循一级反应动力学 .30 0mg·L-1喹啉与 110、32 0、6 90mg·L-1葡萄糖共基质时 ,喹啉的降解已不遵循一级或零级反应 ,而葡萄糖在 110mg·L-1时仍为一级反应 ,增到 32 0、6 90mg·L-1时转变为零级反应动力学     

北京市新建城区不透水地表径流N、P输出形态特征研究

2010年通过对北京市新建城区典型不透水地表径流水样的采集与分析,研究新建城区地表径流水质特征及其N、P输出形态组成,以期为城市地表径流污染的源区控制提供科学依据.结果表明,北京市新建区典型不透水地表屋面和道路地表径流污染初期冲刷效应显著,屋面径流污染负荷的输出主要集中在初期10 mm径流,而道路径流污染负荷的输出主要集中在初期15 mm径流.屋面地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为50.2、81.7、6.07、2.94、1.05和0.11 mg·L-1;道路地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为539.0、276.4、7.00、1.71、1.51和0.61 mg·L-1.屋面径流颗粒态COD、TN和TP分别占20.8%、12.3%和49.7%,道路径流颗粒态COD、TN和TP分别占68.6%、20.0%和73.6%.屋面径流溶解性氮素占总氮87.7%,其中NH4+-N和NO3--N分别占57.6%和22.5%,道路径流溶解性氮素占总氮的80.0%,其中NH4+-N和NO3--N分别占42.1%和35.0%.城市地表径流污染控制应加强NH4+-N和NO3--N的去除.     

富里酸在水体多环芳烃光化学降解中的作用

以氙灯作为模拟光源,对水相中5种不同来源、不同浓度富里酸(FA)在5种PAHs光解中的作用进行了比较分析;并通过活性氧的捕获探讨了FA在PAHs光解中的作用.结果表明,不同来源FA的结构及其对PAHs光解的影响具有较高的一致性.在低浓度(1.25 mg·L-1)体系中FA对二氢苊、芴、菲的光解表现出不同程度的抑制作用,而对荧蒽和芘的光解则表现出一定的促进作用;随着体系中FA浓度的升高,其对PAHs的光解总体上呈抑制趋势.FA的存在一方面促进了单线态氧和羟基自由基的生成,强化了PAHs的活性氧光解进程;另一方面FA也可以参与PAHs分子的能量竞争.     

MDAT-IAT同步脱氮除磷工艺活性污泥在不同基质中的厌氧释磷特性研究

对改进型MDATIAT(ModifiedDemandedAerationTankIntermittentAerationTank)同步脱氮除磷工艺中活性污泥在不同基质下的厌氧释磷特性进行了研究.在葡萄糖、甲酸钠、乙酸钠和丙酸钠4种单一基质中,活性污泥厌氧释磷量分别为1.58、3.55、3.04和1.86mg·L-1;释磷速率分别达到0.02、0.05、0.15和0.10mg·L-1·min-1.另外,在葡萄糖、甲酸钠、乙酸钠和丙酸钠组成的混合基质中的活性污泥厌氧释磷试验结果表明,混合基质中活性污泥释磷量和释磷速率均大于4种单一基质中的释磷量和释磷速率,分别达到8.51mg·L-1和0.31mg·L-1·min-1.     

降解微囊藻毒素菌种的筛选和活性研究

研究了滇池底泥和表层水体中的微生物菌群降解微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的能力差异,发现底泥中的微生物菌群对MCs有更强的生物降解能力.采用从滇池水华蓝藻细胞中提取提纯的微囊藻毒素作为微生物生长的唯一碳源和氮源,先后经过液体和固体培养基培养后,通过挑取单克隆菌落,分别从底泥中筛选出了能够降解MC-RR和LR的5种不同微生物菌种.其中筛选的菌种D降解MCs的能力最强,在3 d内可将初始浓度分别为60.1 mg·L^-1和38.7 mg·L^-1的MC-RR和LR全部降解,日均降解MC-RR和LR的速率分别高达20.0 mg·L^-1和12.9 mg·L^-1.