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.     

顺硝烯新烟碱杀虫剂环氧虫啶在水中的光降解

为了正确评估新型杀虫剂环氧虫啶(CYC)的环境风险,了解环氧虫啶在水环境中的光降解规律,探讨了CYC初始浓度、温度、初始pH值、过氧化氢浓度及硝酸根对CYC光降解的影响.结果表明,CYC的光降解符合一级动力学反应.直接光降解中,随浓度降低、温度升高,光解速率加快,环氧虫啶的反应活化能为21.27kJ/mol.通过测定CYC的pKa值为3.42以及模拟计算CYC不同粒子形式的光反应活性,可知pH值对CYC光解的影响较为复杂:酸性条件下,CYC的降解速率取决于其形态(阳离子和中性粒子)与单线态能量;碱性条件下,降解速率主要受羟基自由基数量的影响.间接光降解中,硝酸根和过氧化氢对CYC光解均表现为促进作用.在评估环氧虫啶的环境风险时,应综合考虑环境因素对其降解的影响.     

水体系中十二烷基苯磺酸钠的光化学氧化动力学研究

系统研究了在天然日光和高压汞灯照射下十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解情况。结果发现,SDBS的光化学氧化的速率会受到溶液介质、光源、重金属离子、光敏剂以及pH的影响。SDBS的光化学氧化反应符合一级动力学规律,其一级反应速率常数为0.0184 min-1~0.0281 min-1。SDBS在蒸馏水中的光降解速率大于在人工海水和天然海水中的光降解速率,其主要原因是蒸馏水中溶解更多的氧。天然海水中重金属离子Zn2+和Cd2+能加快SDBS的光氧化速率,光敏剂的加入也会加快SDBS的光氧化速率。此外,酸性条件下有利于SDBS的光降解。     

多菌灵在水体系中的光化学降解研究

系统研究了高压汞灯和天然日光照射下多菌灵在天然海水、人工海水和蒸馏水中的光降解情况.天然日光照射下,多菌灵在三种介质中光稳定性均很强,几乎不降解.高压汞灯较天然日光更能有效地激发多菌灵降解.在高压汞灯照射下,多菌灵在蒸馏水中的半寿期为23.42 min.多菌灵在蒸馏水中的光降解速率大于其在人工海水和天然海水的光降解速率,这主要是由于天然海水中存在的阴、阳离子和其它特殊的物质所引起的.同蒸馏水中的光反应相比,人工海水中的离子抑制了多菌灵的光降解反应.实验发现溶液中加入重金属离子会改变多菌灵的光降解速率.     

三唑酮在水体系中的光化学降解研究

系统研究了在天然日光和高压汞灯照射下三唑酮在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解情况.结果表明,天然日光照射下,三唑酮在三种介质中降解较慢.高压汞灯较天然日光能够更有效地激发三唑酮的降解,且降解符合一级动力学规律.在300 W高压汞灯照射下,三唑酮在蒸馏水、人工海水和天然海水中的半寿期分别为54.14 min、144.38 min、177.69 min.三唑酮在蒸馏水中的光降解速率大于其在天然海水中的,这主要是由于天然海水中存在的阴、阳离子和其它特殊的物质所引起的.同蒸馏水中的光反应相比,人工海水中的离子抑制了三唑酮的光降解反应.在500 W高压汞灯照射下,三唑酮的反应速率明显提高.实验发现溶液中加入重金属离子(Cu2+、Pb2+、Cd2+)能够改变三唑酮的光降解速率.     

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。     

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.     

ZnO催化剂对苯胺光降解的研究

以太阳光，氙灯为光源，ＺｎＯ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量，溶液ｐＨ值对苯胺光降解速率的影响。实验结果证实苯胺光降解符合准 级动力学规律，氧不足的条件下苯胺降妥的速率减慢。     

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。     

2,4,4''-三溴联苯醚的光降解研究

以固相微萃取(SPME)结合气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术作为分析检测手段,研究光源、有机溶剂、无机盐与腐殖酸对BDE-28光降解的影响,实验结果表明,光源是影响其降解的主要因素,其次,丙酮、铜离子和腐殖酸对其降解的影响较显著.光源对BDE-28光降解速率的影响为300 W汞灯500 W金卤灯100 W汞灯500 W氙灯;有机溶剂对BDE-28降解速率的影响为甲醇/水(1∶1)甲醇己烷甲苯乙腈丙酮;无机离子的影响各有差别:K+、Na+、SO2-4、NO-3、Cl-对BDE-28降解影响不明显,而Fe3+、NH+4促进BDE-28的降解,Fe2+、Cu2+、Br-抑制BDE-28的降解;腐殖酸抑制BDE-28的降解.     

聚氨酯涂层在三亚室外自然曝晒与氙灯老化腐蚀环境中的失效行为

目的研究聚氨酯涂层在三亚室外自然曝晒实验和氙灯老化实验中的失效行为,探讨两种实验条件下聚氨酯涂层光泽度的对应关系。方法利用红外光谱、金相显微镜、扫描电镜等分析手段研究三亚室外自然曝晒和氙灯老化条件下聚氨酯涂层的老化失效规律和行为。结果以聚氨酯涂层完全失去光泽为基准计算,相对于三亚室外自然曝晒实验,氙灯老化实验对聚氨酯涂层老化失效的加速因子约为4.3。结论聚氨酯涂层在实海暴露实验和氙灯老化实验失效过程中表面形貌相似、劣化机理一致,可以用氙灯老化实验模拟三亚室外自然曝晒实验。     

废铁屑预处理被4-硝基苯胺污染的土壤

利用机械厂废弃铁屑和分析纯级铁粉对受4-硝基苯胺(PNA)污染土壤的修复进行了对比研究,探讨了土壤酸度和反应温度对还原效果的影响,并对反应时间、铁屑用量和土壤含水量3个影响因素进行了优化选择.实验结果表明,在1.5g含PNA浓度约为1.3×10-5mol/g的模拟污染土样中加入100mg铁屑或铁粉和0.5mL蒸馏水,在25℃下反应4h,PNA的还原率分别为99%和76%,产物均为苯二胺(PDA);铁粉仅在偏酸性土壤中对PNA有较高还原率,铁屑则在中性或弱碱性土壤中仍能保持较好的还原效果;反应温度的变化对还原效果影响不大;正交实验结果显示反应时间对PNA的还原效果影响最大,土壤含水量次之,铁屑用量影响最小。     

Photodegradation of 2,4-D induced by NO2- in aqueous solutions：The role of NO2

To elucidate the effect of nitrite ion （NO2^-） on the photodegradation of organic pollutants, a 300 W mercury lamp and Pyrex tubes restricting the transmission of wavelengths below 290nm were used to simulate sunlight, and the photodegradation processes of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid （2,4-D） with different concentrations of NO2^- in freshwater and seawater were studied. The effect of reactive oxygen species （ROS） on the photolysis of 2,4-D was also demonstrated using electron paramagnetic resonance （EPR）. The results indicated that the 2,4-D photolysis reaction followed the first-order kinetics in freshwater and seawater under different concentrations of NO2^-. Meanwhile, the photochemical reaction rate of 2,4-D increased with increasing concentration of NO2^-. When the concentration of NO2^- was lower than 23 mg/L, the photodegradation rate of 2,4-D in seawater was higher than that in freshwater. However, when the concentration of NO2^- was reached 230 mg/L, 2,4-D degradation slowed down in seawater. It was important to note that EPR spectra showed NO2 radical was generated in the NO5 solution under simulated sunlight irradiation, indicating that 2,4-D photodegradation could be induced by NO2. These results show the key role of NO2^- in photochemistry and are helpful for better understanding of the phototransformation of environmental contaminants in natural aquatic systems.     

东海夏季溶解气态汞和活性汞分布特征及控制因素

于2018年6月在东海开展航次调查,测定了水体中溶解气态汞（dissolved gaseous mercury,DGM）、活性汞（reactive Hg,RHg）、总汞（total Hg,THg）及溶解态汞（dissolved Hg, DHg）浓度,探究了夏季东海水体中DGM和RHg的分布特征及其控制因素。结果表明,东海水体DGM和RHg浓度分别为（151.3±75.9 ）pg/L和（0.8±0.7） ng/L,DGM/THg、DGM/RHg和RHg/THg的数据分别为（4.5±2.5）%、（26.7±15.0）%和（21.6±14.8）%。与其他海洋体系相比,东海水体中DGM和RHg浓度显著高于多数大洋水体,低于或接近其他近海报道结果。空间分布上,东海水体DGM和RHg均呈现出相对复杂的分布趋势,在近岸浅层水、外海浅层及深层水中均存在明显的高值区,表明其可能受陆源输入和原位生成/去除过程共同控制。垂直分布上,底层水中DGM和RHg浓度相对较低,其他水层无显著差异。不同水层THg和DHg调查数据显示东海底层水中虽然THg浓度最高,但DHg相对其他水层浓度略低,这可能是导致底层水中RHg和DGM较低的主要原因。Spearman相关性分析和多元回归分析结果表明,RHg浓度和溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量是影响海水中DGM浓度的关键控制因素,而DO含量是影响海水中RHg浓度的关键控制因素。     

苯酚在大连近海海水中的生物降解动力学

用生化耗氧量测试法,利用大连近海海水中的微生物群落及海水物理化学组成条件,研究苯酚的生物降解能力结果表明,苯酚在大连近海海水中的生物降解过程符合一级反应动力学方程Y_t＝L₀（1－e^-k（t-t₀)）,得出单位质量苯酚的完全生化需氧量不受环境因素影响,为一固定常数;天然海水温度升高,苯酚的生物降解速率相应增大,滞后期和半衰期相应缩短;苯酚浓度在本实验条件下对生物降解滞后期和半衰期的影响,在低温时表现较显著,随温度的升高,这种影响减弱     

黄河口及其附近海域表观Cu络合容量的研究

采用阳极溶出伏安法(ASV)对黄河口及其附近海域14个站位表、底层海水的表观Cu络合容量(ACuCC)进行了测定,并计算了条件稳定常数(K)和络合容量指数(CCI).得到该海域海水ACuCC的变化范围在215.1～738.0 nmol/L,平均值为387.3 nmol/L;lgK的变化范围在7.66～8.95,平均值为8.27;CCI的变化范围在82.50%～95.25%,平均值为88.05%.结果表明:调查海域表层海水ACuCC的平均值比底层海水ACuCC的平均值高,南部海区表层海水ACuCC值高,而远离海岸的东北部海区表层海水ACuCC值低.     

低反射、高吸收海水电磁屏蔽体

目的通过在有耗海水电磁屏蔽体上加载阻抗匹配层,研究具有低反射、高吸收特性海水电磁屏蔽体结构。方法基于有耗海水电磁屏蔽体的输入阻抗,并利用传输线原理,计算对应匹配媒质层的结构与电磁参数。针对初始具有较好电磁屏蔽效能的反射型海水电磁屏蔽体样本,计算和加载工作在ISM 433 MHz频段的匹配媒质层。结果加载了匹配媒质层的海水电磁屏蔽体能展示出良好的低反射、高吸收电磁屏蔽特性。当入射电磁波全部穿透进入海水层,产生传导和极化衰减后,对屏蔽效能影响较小。结论由海水层和匹配媒质层组成的多元材料电磁屏蔽体,可以实现低反射、高吸收电磁屏蔽效果,并保持良好电磁屏效能的优势。低反射电磁屏蔽体有望在精度仪器、目标反探测等领域发挥重要作用。     

中国部分沿海海域水体中溶解态有机氯农药和多氯联苯的残留分布特征

分析调查了中国部分海域海水中溶解态有机氯农药(OCPs,25种)和多氯联苯(PCBs,6种)的残留分布特征。结果表明,所有采样点都不同程度地受到了OCPs和PCBs的污染,其中福建省福州平潭和莆田湄洲岛的OCPs污染较为严重,浓度分别达到1752.59和796.19 ng/L;而辽宁省的大连老虎滩OCPs污染较轻,浓度为53.63 ng/L。各采样点海域海水中HCHs污染程度一般高于DDTs,HCHs主要以早期残留为主;根据DDT/DDTs的比值推测,在福州平潭、莆田湄洲岛和珠海淇澳岛水体显示有新的DDT输入。在各海域水体中溶解态PCBs的浓度为33.55~474.92 ng/L,均超过了美国环保局规定的海水浓度限值。因此目前我国沿海海域水体中持久性有机污染物有机氯农药和多氯联苯污染仍不能忽视。