环境化学

X132《众力tX)11苯甲酸类光催化降解和经基自由基反应的关系/张彭义…(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)刀中国环境科学/中国环境科学学会一1999,19(3)一193一1% 环图X一58 研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系(QsAR),同时分析了苯甲酸类化合物和控基自由基反应的速率常数与结构的关系。结果表明,Hammett常数(。)和摩尔对数溶解度(l爵)是影响苯甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为:I薛二一。.3的。 0.125坛S一2.612,苯甲酸…     

共存氯苯类同系物对六氯苯厌氧降解活性的影响

微生物厌氧降解六氯苯已经成为国内外六氯苯污染土壤修复技术研发的前沿和热点.研究了在不同的初始pH值、反应温度及固液比等环境条件下,3种共存氯苯类同系物五氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,4-三氯苯对染料厂污染土壤中六氯苯厌氧降解活性的影响.结果表明,在降解过程中,共存氯苯类同系物的累积对六氯苯的厌氧降解产生了反馈抑制作用,影响了六氯苯的降解活性,且在不同的环境条件下,累积规律不同,反馈抑制作用不同.反应的初始pH值较低时,五氯苯的的反馈抑制作用更突出,反应的初始pH值较高时,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;常温下,五氯苯的反馈抑制作用更突出,较高温度下,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;固液比越小,五氯苯的反馈抑制作用越突出.因此,针对性地采取提高低氯苯类同系物降解活性的措施,降低共存低氯苯类同系物在六氯苯厌氧降解过程中的累积,不失为提高污染土壤中六氯苯降解率的一种好的选择.     

苯甲酸类光催化降解和羟基自由基反应的关系

研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系（QSAR）,同时分析了苯甲酸类化合物和羟基自由基反应的速率常数与结构的关系结果表明,Hammett常数（σ）和摩尔对数溶解度（lgS）是影响本甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为：lgK＝-0．309σ＋0.125lgS－2.612,苯甲酸类与羟基自由基反应的定量关系式为lgK_OH＝－0.414σ＋9．816,证实了羟基自由基在本甲酸类光催化过程中的重要作用.     

微波改性MWNTs/TiO2复合材料对1,2,3-三氯苯的光催化降解研究

在微波辐照干化的条件下用溶胶-凝胶法制备了MWNTs/TiO2复合光催化剂.对该复合材料的表征表明：随着微波功率逐渐增大至400 W,MWNTs/TiO2复合材料管径逐渐变小,且在400 W时制备的MWNTs/TiO2复合材料分散性较好.进一步增大微波功率导致复合材料的管径增大,分散性降低.研究了不同微波辐照条件下制备的MWNTs/TiO2复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的光催化降解效果,结果表明,该复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的光降解遵循一级反应动力学;在微波功率为400 W、辐照时间为5 min情况下制备的复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的降解速率最快,其反应常数为0.023 7 min^-1,该值比非微波加热干化的同样复合材料的反应速率常数值提高了52%.     

超声波/零价铁协同降解氯苯类化合物的QSPR研究

在同一反应条件下测得超声波/零价铁(US/Fe)协同降解五种氯苯类化合物符合准一级反应,降解速率常数(k)呈现一定的规律性:1,2,4-TCB>M-DCB>P-DCB>O-DCBCB>CB。采用偏最小二乘法(PLS)建立氯苯类化合物定量结构-性质相关(QSPR)的数学模型,模型的主成分分析结果表明:在US/Fe体系中,影响氯苯类有机物降解的主要因素分别是物质的氯取代程度,分子极化率及亨利常数。     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

Fe3+、Ce3+掺杂TiO2光催化降解气相二苯并呋喃

以气相二苯并呋喃为研究对象,考察了在TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO2 3种不同光催化剂作用下,反应物初始浓度、湿度、气体循环速率和光强等因素对间歇式光催化反应速率的影响,并建立了估算和测定二苯并呋喃光催化反应常数和Langmuir吸附常数的数学模型和方法.结果表明,Fe3+和Ce3+掺杂修饰TiO2光催化剂后,提高了对二苯并呋喃的光催化降解活性,其中Fe3+/TiO2光催化活性最高;随着二苯并呋喃初始浓度的增大,其光催化降解速率也随之增大;适量的水蒸气存在可以促进二苯并呋喃的降解,但当水蒸气过量后,反而阻碍二苯并呋喃光催化降解;随着气体循环速率加快和光强的增大,二苯并呋喃光催化降解初始速率也随之增大;TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO2光催化降解二苯并呋喃反应速率常数k分别为34.54×10-5、36.23×10-5和37.95×10-4mg.(min.m2)-1.     

水中无机阴离子对UV/H2O2降解LAS的影响及机理

研究了UV/H2O2工艺对直链烷基苯磺酸钠(LAS)的去除效果以及水中常见无机阴离子对LAS降解的影响和机理.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效的去除水中LAS,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-1,14 W低压汞灯照射下,LAS在蒸馏水和自来水中光降解速率常数分别为0.018 0 min-1和0.012 2 min-1;NO3-、Cl-、SO2-4和HCO3-对LAS光降解有抑制作用,4种离子在浓度分别为5、10、15 mmol·L-1时,对LAS光降解的抑制程度均为HCO3-＞NO3-＞Cl-＞SO2-4;随着离子浓度增大,抑制作用增强;自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是由于水中多种离子影响的结果.     

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)。     

水质对UV/H2O2降解17α-乙炔基雌二醇(EE2)的影响

采用UV/H2O2间歇式光氧化反应器,研究了溶液pH值、腐殖酸及水中常见阴离子HCO3-、NO3-、CO32-、Cl-和SO42-对UV/H2O2工艺降解17α-乙炔基雌二醇(EE2)的影响.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效地去除水中的EE2,光降解过程符合一级反应动力学模型.双氧水投加量为5mg/L时,在14W低压汞灯照射下,EE2在自来水和蒸馏水中的光降解一级反应速率常数为0.063 0min-1和0.132 4min-1.溶液中的腐殖酸和阴离子HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-对EE2的光降解反应有抑制作用,4种阴离子浓度为5 mmol/L时,抑制作用依次为HCO3-＞SO42-＞Cl-＞NO3-,HCO3-可使光降解速率常数降低到50%.自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是水中多种离子影响的结果.     

加速溶剂萃取法评价土壤中六氯苯和五氯苯对水稻根的生物有效性

采用温室盆栽实验,选择红壤性水稻土和乌栅土,分别设定对照及添加1%和2%有机肥的处理,评价水稻根系对土壤中六氯苯(HCB)及其主要降解产物五氯苯(PeCB)的吸收富集能力,并比较水稻根中富集的HCB或PeCB量与4种溶剂(体积比3/1的正己烷/丙酮、乙醇、正己烷、水)提取的土壤中HCB或PeCB量的相关性,以评价土壤中HCB和PeCB对水稻根的生物有效性.结果表明,红壤性水稻土和乌栅土中,水稻根富集的HCB浓度平均分别为364.1和306.0ng/g,水稻根中PeCB浓度平均分别为12.7和28.7ng/g,主要原因是HCB在红壤性水稻土中的降解效率低于乌栅土.2种土壤中添加1%和2%的有机肥抑制HCB降解,因此降低水稻根中PeCB的浓度.水稻根中HCB和PeCB与4种溶剂提取的土壤中HCB和PeCB量的相关系数大小次序均为:乙醇正己烷/丙酮正己烷水,表明采用乙醇提取的土壤中HCB和PeCB量对评价其对水稻根生物有效性的效果最佳.4种溶剂中,仅乙醇提取的土壤中HCB与水稻根中HCB量呈显著正相关,而除水以外的其它3种溶剂提取的土壤中PeCB与水稻根中PeCB量均显著正相关.本研究表明,采用加速溶剂萃取法,通过选择合适的提取溶剂,评价土壤中HCB和PeCB对水稻根的生物有效性具有可行性.     

施用堆腐有机肥对水稻土中六氯苯脱氯降解影响

采用水稻盆栽实验,供试土壤为红壤性水稻土和乌栅土,分别设定对照及添加1%和2%堆腐有机肥的处理,研究施用该有机肥对六氯苯(HCB)在种水稻土壤中还原脱氯降解的影响,并分析甲烷生成与HCB脱氯降解的关系.结果表明,18周之后,红壤性水稻土中HCB可提取态残留减少了28.6%～30.1%,乌栅土中HCB可提取态残留减少了47.3%～61.0%;水稻植株吸收的HCB及其降解产物量仅为土壤中HCB初始量的千分之几;HCB发生脱氯降解主要生成五氯苯(PeCB);由于乌栅土的pH和可溶性有机碳含量均高于红壤性水稻土,HCB在乌栅土中的脱氯降解效率较高;在红壤性水稻土中和乌栅土中,施用1%和2%堆腐有机肥分别在第6和第10周后显著抑制PeCB生成,且PeCB生成速率在有机肥的2个添加水平之间均无显著差异;产甲烷菌在脱氯降解中的作用因环境条件而异.     

UV/H_2O_2体系降解六氯苯动力学及其机理研究

对比了3种不同氧化方法对水中六氯苯(HCB)的去除效果,考察了HCB初始浓度、H2O2投加量及pH值对UV/H2O2降解HCB效果的影响。结果表明,3种工艺对HCB的降解效果是H2O2相似文献   

质粒pT7降解三氯苯的功能研究

从以1,2,4-三氯苯为唯一碳源的降解菌--施氏假单胞菌(Pseudomonas Stutzeri)T7中提取到一个降解质粒,为研究该质粒的降解功能,将其转化到E.coli JM109中,转化子获得了降解1,2,4-三氯苯的能力.采用色谱/质谱联用(GC/MS)技术检测到转化子E.coli JM109(含质粒pT7)降解1,2,4-三氯苯过程中的部分中间产物分别为2,3,5-三氯-2,4-己二烯二酸、2,5-二氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸、2,5-二氯-4-氧代-2-烯己二酸;在转化子中分别检测了三氯苯双加氧酶、脱氢酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶的酶活性.     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

水中无机阴离子对UV/H2O2降解LAS的影响及机理

研究了UV/H₂O₂工艺对直链烷基苯磺酸钠（LAS）的去除效果以及水中常见无机阴离子对LAS降解的影响和机理.结果表明,UV/H₂O₂工艺可以有效的去除水中LAS,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^-1,14 W低压汞灯照射下,LAS在蒸馏水和自来水中光降解速率常数分别为0.018 0 min^-1和0.012 2 min^-1;NO^-₃、Cl^-、SO^２－₄和HCO^-_３对LAS光降解有抑制作用,4种离子在浓度分别为5、10、15　mmol·L^-1时,对LAS光降解的抑制程度均为HCO^-_３>NO^-₃>Cl^->SO^２－₄;随着离子浓度增大,抑制作用增强;自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是由于水中多种离子影响的结果.     

降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC120的全长序列.     

北京东南郊化工区土壤和植物中氯苯类有机物的残留及分布特征

对2003-11采自北京东南郊化工区的土壤、植物样品中11种氯苯类有机物进行了分析测定. 结果表明,土壤（干重）中氯苯类有机物（CBs）的总量范围为0.232～51.15 ng·g^-1,均值为18.16 ng·g^-1,其中1,2-DCB、1,4-DCB和HCB分别占45.2％、15.3％和17.1％;植物（干重）中CBs的总量范围为5.635～31.99 ng·g^-1,均值为12.36 ng·g^-1,其中1,4-DCB和HCB分别占51.5％和14.9%. 土壤中∑CBsi>与土壤有机质含量的皮尔森（Pearson）相关系数为0.544（P≤0.05）,呈弱正相关关系. 此外,除1,4-DCB和1,2,4-TCB外,云杉针叶中CBs的土壤-植物富集因子（BCFs）随CBs挥发能力［lg(V_P/K_OW)的增强而降低,随CBs辛醇/空气分配系数（K_OA）的增大而升高.     

1,2,4-三氯苯矿化菌的鉴定与功能分析

采用同位素示踪法从氯苯污染土壤中筛选到能高效降解1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)为CO₂的细菌E3和F2,根据其表型特征、16S rDNA序列和荧光原位杂交(FISH)分析,鉴定E3和F2为博德特氏菌（Bordetella sp.）.E3和F2的16S rDNA序列相似性为100%;它们与菌株Bordetella sp. QJ2-5同源性最高,与Bordetella petrii(GDH030510)最接近,同源性分别为100%和99.4%.E3和F2能在含1,2,4-TCB的无机盐培养基中彻底降解1,2,4-TCB生成CO₂,30 d降解率达到90%以上,其中58%和46%矿化为CO₂,同时形成一定量的微生物生物量.