二氧化氯对水中病毒、藻类和浮游动物的失活效果

本文研究了二氧化氯对水中一些主要病毒、藻类和浮游动物的失活效果,以及在不同消毒剂投量、接触时间和pH值等条件下,二氧化氯(ClO_2)对水体中一些微生物的杀灭和失活效果.与液氯对比的结果表明:ClO_2对藻类失活效果优于或相当于液氯;ClO_2对病毒和浮游动物的失活效果显著优于液氯;ClO_2可在一广泛的pH值范围内杀灭微生物.此外,还从理论上初步探讨了ClO_2对病毒的失活机理.研究结果表明,ClO_2是一种优良的液氯替代消毒剂,这对开展ClO_2的研究及其应用有重要意义.     

Na_2CO_3/H_2O_2“稳定”的CO_2的型体研究(Ⅰ)——“稳定性二氧化氯”溶液中氯氧化物的类型及性能分析

本文对以稳定剂H_2O_2和Na_2CO_3与ClO_2制备的所谓“稳定性二氧化氯” 溶液中ClO_2存在型体及碳酸盐存在型体进行了分析,同时对“稳定性二氧化氯”的热稳定性、酸活化影响因素以及杀菌效果等方面进行了研究,并与纯NaClO_2和ClO_2进行了对比.结果表明:“稳定性二氧化氯”溶液中ClO_2是以亚氯酸盐ClO_2~-型体存在,碳酸盐是以碳酸氢盐型体存在.又通过理论分析证明“稳定性二氧化氯”溶液制备过程中ClO_2与H_2O_2和Na_2CO_3发生了氧化还原和质子传递反应,生成了亚氯酸盐ClO_2~-和碳酸氢盐HCO_3~-,并有O_2放出.因此,认为“稳定性二氧比氯”溶液是ClO_2与H_2O_2和Na_2CO_3反应生成的ClO_2~-和HCO_3~-的混合溶液.     

饮用水中两种硫醚类嗅味物质的氧化去除

本文针对KMnO_4、ClO_2、NaClO、O_3、H_2O_2去除饮用水中戊基硫醚(diamyl sulfide,DAS)和丙基硫醚(dipropyl sulfide,DPS)进行了研究.在中性室温条件下选取KMnO_4、ClO_2、NaClO、O_3、H_2O_(2 )5种氧化方式氧化2000 ng·L~(-1) DPS、DAS,并探究其去除效果、氧化动力学及氧化机理.实验结果表明,5种氧化方式氧化2000 ng·L~(-1)的DPS、DAS 2 h后,DPS、DAS去除率大多数都达到了90%以上,DPS、DAS氧化后剩余浓度大多低于其嗅阈值;根据动力学常数计算,高锰酸钾与DPS、DAS的二级反应动力学常数分别为2.30×10~4、1.74×10~4 L·mol~(-1)·min~(-1);O_3、H_2O_2氧化结果表明,O_3氧化效果明显高于其他氧化方式,但单独使用H_2O_2效果不及其他氧化剂;ClO_2、NaClO在硫醚的氧化中效果显著,去除率接近100%;高锰酸钾在氧化中存在色度问题,当水体中DPS、DAS浓度水平较高时高锰酸钾适用性不强;高锰酸钾、次氯酸钠、二氧化氯等氧化剂会使DPS、DAS氧化成砜类物质,本研究中识别出二戊基砜(diamyl sulfone)、二丙基砜(dipropyl sulfone).     

饮用水系统中药物和个人护理用品的研究进展

药物和个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)作为一类新兴的有机污染物备受研究者的关注,未被去除的PPCPs母体或转化/降解产物可能进入饮用水系统,威胁人体健康.本文分析了PPCPs在饮用水源、出厂水、供水管网和龙头水中的赋存状况,总结了饮用水厂各处理工艺对PPCPs的去除效果.PPCPs在饮用水系统中的浓度较低,一般在ng·L~(-1)到μg·L~(-1).饮用水厂处理工艺能有效去除特定PPCPs,其中氧化、活性炭及膜处理等深度处理工艺对PPCPs去除效果较好.加强对饮用水系统中PPCPs的来源控制、过程管理和末端监督等是将来的重要研究方向.     

二氧化氯对典型磺胺类抗生素的降解机制

磺胺类药物(sulfonamides,SAs)是十分常见且应用广泛的一类抗生素,由其引起的生态环境风险备受关注.本文研究了典型磺胺类药物磺胺醋酰(sulfacetamide,SFA)及磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)与二氧化氯(ClO_2)的反应机制及影响因素.结果表明,SFA及STZ与ClO_2的反应符合二级动力学模型,在pH 5.0和25℃条件下,反应二级速率常数分别为505.35 L·(mol·s)-1及1382.85 L·(mol·s)~(-1).温度、pH及水质条件等因素均对反应过程存在影响.SFA及STZ与ClO_2的反应机制受ClO_2投加量影响,在ClO_2过量时([ClO_2]∶[SAs]≥5),SAs得到一定程度的矿化,SFA及STZ与ClO_2的反应产物主要为乳酸、草酸及富马酸等有机酸;在ClO_2浓度较低时([ClO_2]∶[SAs]≤3),SAs与ClO_2发生亲电取代反应,生成毒性较强的氯代产物.     

腐殖质氧化还原和电子转移特性研究进展

腐殖质在无氧和有氧条件下都具有一定的氧化还原能力,其氧化还原能力与氧化还原电势有关,而腐殖质的氧化还原电势受芳香度、取代基类型、取代位置等因素影响.除氧化还原能力外,腐殖质还能介导电子转移,其电子转移能力受腐殖质结构和所处环境两大因素影响.水体腐殖酸比土壤和沉积物腐殖酸具有相对较小的电子接受能力(EAC)和较大的提供电子能力(EDC);p H、温度、光照、氧气条件和微生物活动等因素均对腐殖质氧化能力和电子转移能力具有重要影响.腐殖质可以介导重金属和有机污染物的还原降解,不同重金属还原反应效率差异较大,其中Fe(Ⅲ)盐还原速率最高;有机污染物降解速率从大到小为六氯乙烷(HCE)>四氯化碳>三溴甲烷.目前在腐殖质氧化还原特性和电子转移能力研究中还存在诸多不足,需要广大学者做进一步探究.     

Na_2CO_3/H_2O_2“稳定”的CO_2的型体研究(Ⅱ)——“稳定性二氧化氯”溶液的UV吸收光谱、纸层析特性、微观结构和离子色谱分析

本文对以稳定剂H_2O_2和Na_2CO_3与ClO_2制备的所谓"稳定性二氧化氯"溶液的UV吸收光谱、纸层析特性、微观结构及离子色谱进行了分析,并与纯NaClO_2及ClO_2溶液做了对比.结果表明,“稳定性二氧化氯” 与NaClO_2在UV吸收光谱、层析比移值、微观结构、离子色谱这几方面都具有很好或极其相似的一致性 表明“稳定性二氧化氮’与NaClO_2溶液中氯氧化物存在型体的一致性.因此,认为“稳定性二氧化氯“溶液中ClO_2是以亚氯酸盐ClO_2~-的型体存在的.     

铁、铝催化过氧化氢氧化有机物特征

氧化作为水处理常用的方法,对水质和水处理过程影响深远,因而备受关注.运用三维荧光光谱和紫外差异分析等技术研究过氧化氢单独氧化、铝催化过氧化氢氧化、铁催化过氧化氢氧化对水体有机物的作用;并分析其对溶解性有机物(DOM)的结构和形成消毒副产物潜能的影响.结果表明,铁、铝明显催化过氧化氢对有机物的氧化过程,且铁催化能力明显强于铝.当催化剂投量均为0.018 mmol·L~(-1),过氧化氢投加量3.5 mg·L~(-1)时,UV254和TOC值的去除率分别是铁催化35.5%、36.4%和铝催化5.0%、29.3%,而单独氧化仅为14.0%、16.7%.利用三维荧光光谱和紫外差异吸收值去卷积分可以明显检测出上述3种氧化对有机物结构影响的差异.催化氧化不改变荧光峰位置,但不同程度地削弱了各荧光峰强度和区域荧光积分值.其中,铁催化对于类蛋白区、可见光区类富里酸和紫外区类富里酸降解程度较高.由紫外差异去卷积分得到,3种体系对水体有机物紫外结构破坏位点在272 nm处是一致的,但破坏程度不同.如3.5 mg·L~(-1)H2O2、0.018 mmol·L~(-1)催化剂投量时,紫外吸收差异值ΔA272/A272分别为单独氧化7.0%,铝催化8.3%,铁催化18.9%.催化氧化对有机物紫外结构铝催化特征位点为λ339 nm、λ364 nm;铁催化特征位点为λ319 nm、λ425 nm.铝、铁离子催化氧化均提高了三卤甲烷的去除率,铝催化去除率优于铁催化.     

磺胺类抗生素复合污染降解菌的筛选及其降毒作用

磺胺类抗生素是环境中检测出率较高的一类污染物.微生物降解是一种相对安全、高效且成本低的污染物去除技术,而关于磺胺类抗生素复合污染降解菌对该类抗生素的去除及其降毒能力方面的研究较少.因此,以3种磺胺类抗生素:磺胺吡啶(SP)、磺胺氯哒嗪(SCP)和磺胺二甲嘧啶(SM2)为碳源,从土壤中筛选3种磺胺类抗生素复合污染的降解菌,应用时间毒性微板分析法,测定3种抗生素及其复合污染物在降解前、后对指示生物蛋白核小球藻的毒性效应,并分析降解菌对3种抗生素及其复合物污染物的降毒能力.结果表明,以SP、SCP和SM2为碳源筛选出2株(S1和S2)降解菌,其中,S1菌株对3种抗生素的降解能力优于S2菌株,并初步鉴定S1降解菌为马氏棒杆菌属;S1降解菌的生长状况和降解能力最佳条件:3种抗生素的混合浓度为1 500 mg·L-1,pH=7.0,温度30℃,转速为150 r·min-1以及接种量为2.0％;S1菌株降解后的抗生素及其复合污染物对蛋白核小球藻的毒性明显低于降解前的毒性,降毒率在99％以上;S1降解菌对3种磺胺类抗生素的降解能力为SM2＞SP＞SCP.     

等离子体/准分子灯一体化装置降解甲苯

采用一种新型的气体降解装置,即一个电源同时产生介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)等离子体和Kr Cl*准分子紫外辐射(DBD/UV)的一体化装置降解甲苯.研究表明,DBD等离子体与222 nm Kr Cl*准分子灯都可以单独降解甲苯气体,但UV无法使甲苯气体完全降解为水和二氧化碳.相同的能量密度下,一体化的DBD/UV降解甲苯气体的去除率高于单独使用DBD和UV之和,说明一体化装置中两者联合起到了耦合作用.相同条件下,DBD/UV比单独DBD时能量效率、碳平衡、CO2选择性都有所提高,且生成的副产物O3有所降低,说明DBD/UV可以有效地抑制O3的生成.同时,考察了DBD/UV降解甲苯的影响因素,对比分析了不同外施电压下的降解产物,主要产物为苯甲醛、酸酐、脂肪醛类、醇类等.推测DBD/UV降解甲苯基于3个方面:甲苯吸收222 nm光子直接光解、DBD中高能电子及活性粒子氧化降解甲苯及两者的协同作用.