Fe~0体系降解2,4二氯酚的影响因素及其反应机理

采用铁屑、炉渣及河砂混合介质降解2,4-二氯酚（2,4-DCP）模拟废水,研究铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH值等因素对2,4-DCP脱氯效果的影响,探讨Fe0体系降解2,4-DCP的反应机理。结果表明,铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH对2,4-DCP脱氯效果均有显著影响,在铁屑粒径为2～5 mm、不改变废水pH、铁屑与炉渣质量比为31∶9条件下,Fe0体系对2,4-DCP去除率高达97%。2,4-DCP经脱氯后主要产物为2-氯酚、4-氯酚和苯酚,反应后废水的可生化性明显提高,利于后续的生物处理。     

典型氯酚类化合物对水生生物的毒性研究进展

氯酚类化合物(CPs)是一类广泛存在于水环境中的有机污染物。这类化合物具有环境稳定性、生物累积性和生物毒性,因而其在水环境中的生态毒理效应一直是人们关注的焦点。在水体中存在最普遍的酚类化合物主要有2,4-二氯酚(2,4-DCP),2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)。本文对近几年来这3种典型氯酚类化合物的水生态毒理学研究进行了总结,主要包括它们对水生生物的急性毒性、氧化损伤、发育毒性、内分泌干扰、遗传毒性、致癌性、免疫毒性、细胞毒性以及复合毒性的效应和机制,同时对目前存在的问题和进一步的研究方向进行了讨论和展望。     

pH值对＂Fe^0-厌氧微生物＂降解2,4-二氯酚的影响

考察pH值对Fe0与微生物联合降解2,4-二氯酚(2,4-DCP)的效果,结果表明:与微生物单独作用相比,其与Fe0的联合作用可促进污染物降解,且中性或偏碱性环境促进效果较酸性明显;"Fe0 微生物"体系中Fe0腐蚀产生的OH-可有效平衡葡萄糖发酵产酸,增强体系的缓冲能力,较好实现污染物的降解;联合体系对污染物的降解是Fe0的电子催化与微生物协同作用的结果;Fe0腐蚀产物中Fe2 居多,Fe3 较少,Fe2 对微生物降解2,4-DCP有稍微的促进作用.     

TiO_2纳米管的制备和光催化降解有毒有机污染物

采用水热法制备TiO2纳米管,利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管进行表征.并以有机染料罗丹明B(RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)进行光催化反应,结果表明,TiO2纳米管催化剂对RhB和2,4-DCP有很好的降解效果.通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)分析和总有机碳(TOC)测定,发现TiO2纳米管/UV体系能使RhB和2,4-DCP发生有效的降解,反应12h后,RhB和2,4-DCP的矿化率分别达到100%和97.12%.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)、N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H202和羟基自由基(·OH)的变化,表明TiO2纳米管光催化机理涉及到·OH历程.     

不同氯酚催化氧化降解反应动力学

通过共沉淀法制备了Fe-Cu-柱撑黏土(Fe-Cu-PILC)催化剂,并以单氯酚、二氯酚、三氯酚作为模式化合物,研究了氯酚中氯原子取代数目、取代位置对其降解动力学的影响,并探讨了氯离子的存在对反应的影响,也基于费米分布函数对其降解动力学进行非线性拟合.结果显示,这种基于费米函数的半经验模型适用于模拟氯酚氧化降解动力学反应(R20.818).氯酚降解速率如下:3-氯酚(3-CP)3,5-二氯酚(3,5-DCP)2,3-二氯酚(2,3-DCP)3,4-二氯酚(3,4-DCP)2,5-二氯酚(2,5-DCP)4-氯酚(4-CP)2-氯酚(2-CP)2,4-二氯酚(2,4-DCP)2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)2,6-二氯酚(2,6-DCP).氯酚降解过程明显受到苯环氯原子取代数目、取代位置的影响,且氯原子取代位置具有更重要的影响:氯原子取代数目相同时,间位氯越多,降解越快,邻、对位越多,降解越慢.这主要通过影响表观速率常数k和半衰期t*得以实现.3,5-DCP降解表观速率常数k高达18.17 h~(-1),半衰期为0.2 h,而2,6-DCP表观速率常数仅为0.64 h~(-1),半衰期为5.88 h.氯离子的存在对氯酚降解动力学过程产生不同程度的抑制作用,其中2,6-DCP、2,4,6-TCP的抑制作用最为明显,这主要是由于氯离子的存在延长了其半衰期(分别由5.88 h、4.29 h延长至9.00 h、5.99 h),而对3,4-DCP、3,5-DCP则几乎没有抑制作用.表明氯离子抑制邻位氯代程度高的氯酚降解而不抑制间位氯代程度高的氯酚降解.研究结果为深入揭示氯酚降解机理提供了理论基础,也为提高含酚废水降解速率提供了技术参考.     

水中2,4-二硝基酚超声降解的研究

研究不同添加剂对水中2,4-二硝基酚超声降解的影响,结果表明,CuO,CCl4,O3,KI和NaCl可有效促进2,4-二硝基酚的超声降解,而Na2CO3显著抑制其降解.2,4-二硝基酚超声降解主要归因于·OH等活性自由基的氧化作用.2,4-二硝基酚降解过程中析出的NO2-浓度先增加后减少,而NO3-浓度一直升高.     

用SOS/umu测试评价光电催化降解五氯酚过程的遗传毒性特征

采用SOS/umu测试研究了五氯酚水溶液在光电催化反应过程中的遗传毒性变化及降解产物对鼠伤寒沙门氏菌TA1535/pSK1002的细胞毒性,并与五氯酚在直接光解、光催化反应过程中的降解产物进行了比较.五氯酚光电催化降解过程中降解产物对测试菌种的细胞毒性逐渐降低,产物经代谢活化的细胞毒性低于直接光解、光催化降解五氯酚的产物.五氯酚经光电催化降解15￣45分钟的产物经代谢活化测试结果呈阳性,在60￣120分钟的降解产物呈阴性,说明五氯酚的光电催化降解过程中生成了间接遗传毒性物质,但该类物质能够在光电催化过程中被去除.而五氯酚经直接光解、光催化处理120分钟的产物均具有遗传毒性风险.本研究结果表明光电催化技术的环境安全性优于直接光解、光催化技术.此外,SOS/umu测试作为一种简单、灵敏的遗传毒性物质检测方法,适合于评价光电催化技术的遗传毒性特征,可以作为评价该技术环境安全性的生态毒理学方法之一.     

三氯生光降解动力学过程及其光降解产物生物毒性评价

光化学降解是药品及个人护理用品(PPCPs)在环境中转化归趋的重要途径之一,同时光解过程对该类化合物的生态毒性产生重要影响。本研究以抗菌药物三氯生为模型化合物,研究在紫外光照射下,三氯生初始浓度、腐殖酸含量、pH、光强对其光降解动力学的复合影响。采用发光细菌、羊角月牙藻2个不同营养级生物的毒性响应变化评价三氯生母体化合物及光降解过程中毒性变化。研究表明:三氯生光降解遵循准一级反应动力学。初始浓度为10μmol·L~(-1)、腐殖酸含量为0 mg·L~(-1),初始p H值为11、光强为0.44 m W·cm-2时,该光化学降解反应体系三氯生有最高的反应速率和降解效率。三氯生光降解过程中产生了对受试生物有较高抑制作用的中间产物,随着光降解时间的延长,光降解中间产物的毒性逐渐降低,在光降解30 min后无显著毒性。     

g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP的活性及机理

以三聚氰胺(Melamine)为原料,在高温条件下采用热缩合反应合成了石墨型氮化碳(g-C_3N_4)光催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术对其物理结构及性质进行了表征,结果表明实验制备的g-C_3N_4为片层状结构,比表面积为15.34 m~2·g~(-1).在可见光(λ420 nm)照射下,用g-C_3N_4降解有机小分子污染物2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP),该过程反应符合一级动力学,反应速率常数为0.0113 min~(-1),以0.67 g·L~(-1)的用量反应250 min后2,4-DCP矿化率达到60%;2,4-DCP在弱酸性条件下(p H=5.4)的降解效率最高;通过捕获实验及电子自旋共振(ESR)实验表明,超氧自由基(O·-2)是g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP过程中的主要活性物种.2,4-DCP的降解路径主要涉及脱氯、苯环开环和碳链断裂等反应历程.     

杞柳对水中2,4-二氯苯酚的降解

通过在人工配制的含有2,4-二氯苯酚(2,4-DCP, 2,4-Dichlorophenol)的营养液中培养杞柳(Salix integra),研究了杞柳在不同处理条件下对水溶液中2,4-DCP的去除效率,并探讨了其对2,4-DCP降解的动力学过程.结果表明,在抑菌和不抑菌处理条件下,杞柳对水溶液中的2,4-DCP有促进降解的作用,在96h内杞柳对20 mg·L-1的2,4-DCP去除效率分别为:76.9%、81.1%,并且对2,4-DCP的去除都符合一级动力学方程;而没有杞柳生长的水体中2,4-DCP的降解率为0%.2,4-DCP的植物吸收降解、微生物降解对2,4-DCP去除的贡献率约为:92.57%、7.43%.在模拟光照下,杞柳在48 h内能去除水中约52.37%的2,4-DCP.同时,根系组织中多酚氧化酶和过氧化物酶活性受到了2,4-DCP明显的抑制.试验所采用的质量浓度对杞柳没有产生毒害作用,表明杞柳是修复水中2,4-DCP较好的材料.     

驯化的活性污泥强化降解土壤中氯酚的研究

以接种驯化的活性污泥为生物强化手段,在小型生物泥浆反应器中,研究了受氯酚污染土壤的修复情况.考查了添加驯化活性污泥对土壤中氯酚降解的强化效果,并对土壤中邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯酚(2,4-DCP)在单一污染体系中的降解情况进行了研究.结果表明,在生物泥浆反应器中添加用邻氯苯酚(2-CP)驯化的活性污泥可以明显地促进土壤泥浆中2-CP的降解,是一种有效的强化手段.该方法对土壤中的4-CP和2,4-DCP也有较好的降解效果,对三种氯酚的降解速率由大到小的顺序为2-CP,4-CP,2,4-DCP.反应结束时,泥浆体系中剩余的氯酚基本都残留在土壤中,固液分离后的水相可以直接排放或者在土壤修复过程中循环利用.     

典型酚类化合物对土壤跳虫的慢性毒性

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖试验评价了12种典型酚类化合物的慢性毒性效应。结果表明,在所设浓度范围内,除间苯二酚外的其他酚类对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应。氯酚类对跳虫慢性毒性最大,2,4-二氯酚、2-氯酚、2,4,6-三氯酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为5.94、10.2、19.7 mg·kg-1;其次为烷基酚类,2,4-二甲基酚、3-甲基酚、壬基酚对跳虫繁殖毒性的EC50分别为21.7、35.1、50.5 mg·kg-1。苯酚的毒性较上述烷基酚低,EC50值为71.7 mg·kg-1。其他取代酚—包括2-萘酚、4-硝基酚、邻苯二酚对跳虫繁殖的EC50分别为95.4、133、306 mg·kg-1。双酚A仅在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下对跳虫繁殖有显著影响。     

Pd-Fe/C催化氯酚还原脱氯-氧化联合降解

以Pd和Fe为活性金属组分通过沉积沉淀法制备了负载型Pd-Fe/C双金属催化剂,针对氯酚类污染物进行催化还原脱氯和催化氧化的连续降解处理.通过ICP-MS、XRD和TEM对催化剂进行表征,证实0.5%Pd-0.5%Fe/C催化剂中活性金属组分Pd和Fe在载体表面分散性最好,催化剂比表面积达到718.8 m~2·g~(-1).在温和条件下,以水作为反应介质,研究了负载型Pd-Fe/C催化剂对4-氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的连续降解过程和反应条件,以及催化剂的重复使用情况.考察了Pd和Fe的负载量及p H值对催化剂活性的影响,得到了最佳反应条件,以0.5%Pd-0.5%Fe/C为催化剂,20 min内完成4-CP和2,4-DCP的催化还原脱氯,产物都为苯酚;之后加酸调节pH=5,并加入H2O2继续进行催化氧化,苯酚被彻底降解为H_2O和CO_2,而且转化率在60 min内可以达到97.5%以上,从而实现4-CP和2,4-DCP的彻底降解.     

《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版．该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著，集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体．该书第1-2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法；第3-5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学，从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法；同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理.     

鱼塘沉积物氯酚污染及其生态风险评价

采用固相微萃取(SPME)与气相色谱-质谱联用,分析了3种养殖模式鱼塘沉积物中氯酚类(CPs)化合物的污染特征.结果表明,一般四大家鱼养殖模式(A)沉积物中总CPs质量分数(干质量)为9.91 ng·g-1,猪.鱼综合养殖模式(B)与鸭-鱼综合养殖模式(C)沉积物总CPs质量分数分别为7.79 ng·g-1和4.84 ng·g-1.总CPs及15种CPs化合物在A、B模式和鸭-鱼综合养殖模式(C)沉积物中的分布特征相似,质量分数由高到低的顺序为A模式,B模式,C模式.沉积物中质量分数比较高的一氯酚、二氯酚、三氯酚和四氯酚分别是4-CP、2,4-DCP、2,4,6-TCP和2,3,4,6-TeCP.五氯酚(PCP)质量分数与4-CP、2,5+2,6+3,5-DCP、3,4-DCP、2,4,5-TCP、2,3,6-TCP、2,3,4-TCP、2,3,5,6-TeCP、2,3,4,6-TeCP、2,3,4,5-TeCP等氯酚化合物质量分数显著正相关,显示PCP与它们之间存在降解物与产物的关系.参照美国EPA相关标准,上述鱼塘沉积物中的PCP和Ky氯酚(2,3,4,6-TeCP、2,4,6-TCP和PCP)导致生态风险的可能性较低.     

太湖保护水生生物2,4-二氯苯酚基准研究

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单,同时也是水环境中最常见的氯酚类化合物的一种,而太湖作为中国最大和污染最严重的淡水湖之一,需要针对2,4-DCP进行区域水质基准研究为太湖水质改善提供基础数据.通过太湖8种本土生物的急性毒性试验并两步外推法补充了相应的慢性毒性数据.结合文献数据建立该化合物的太湖水生生物毒性和pH数据库,依据协方差分析得到太湖急慢性双基准(CMC和CCC)的pH方程式.当pH=7.8时,通过传统物种敏感度分布法得到太湖CMC和CCC,分别为610.42μg·L~(-1)和9.80μg·L~(-1).此外,水质基准主要是基于实验室能培养、繁育、实验的水生生物的毒性数据推导而来的,和太湖实际生物区系比例难以一致,因此结合太湖生物区系和水质特征,利用物种权重敏感度分布法得到太湖CMC和CCC值分别为584.43μg·L~(-1)和6.83μg·L~(-1).本研究对科学管理区域水环境中污染物,实现水化学、生态完整性具有一定支撑,对我国2,4-DCP区域水质标准的制定有一定的参考价值.     

左氧氟沙星在高锰酸钾体系中的转化行为

借助超高效液相色谱-飞行时间串联质谱技术,选择典型的喹诺酮抗生素左氧氟沙星为目标化合物,研究了其在高锰酸钾体系中的氧化转化行为.结果表明,左氧氟沙星在高锰酸钾体系中快速降解,高锰酸钾的高投加量和低p H有利于左氧氟沙星的转化.从转化体系中分离鉴定出9种主要转化产物,结合有机化学反应原理,分别提出了左氧氟沙星在酸性、中性、碱性条件下的转化路径.涉及的机理主要包括脱烷基、氧化等多种反应.SOS/umu遗传毒性测试结果显示随着体系中左氧氟沙星的去除,遗传毒性效应也明显降低,且与左氧氟沙星剩余浓度呈线性相关性,提示体系的遗传毒性效应主要由母体哌嗪环所致.     

酮洛芬在臭氧作用下的降解机制、产物及毒性

利用臭氧(O_3)氧化降解酮洛芬(KET),采用淬灭实验探究了实验过程中KET的降解机理,鉴定了降解中间产物,推测了其降解路径,并且对KET降解过程中的急性毒性进行了评价.结果表明,臭氧能有效降解KET,其降解符合一级动力学.降解过程中臭氧和羟基自由基(·OH)共同作用于KET.KET降解过程中生成了21种主要产物,其中包括3-乙基二苯甲酮、3-(1-过氧化氢乙基)-二苯甲酮、3-(1-乙酰基)-二苯甲酮等产物,降解路径包括羟基化、脱羧基、脱甲基、侧链氧化、酮基断裂等.明亮发光杆菌急性毒性实验表明KET降解过程中生成了较母体更高风险的中间产物.     

环境中的氧化多环芳烃综述

氧化多环芳烃(OPAHs)是芳环上具有至少一个羰基氧(C=O)的PAH衍生物,广泛存在于环境中.氧化多环芳烃主要通过含碳燃料的燃烧和PAHs的转化释放到环境中,且其较稳定难降解,因此OPAHs被称为生物和化学降解的"末端产物".目前,在多种动物组织样本中都可检测出OPAHs,并发现OPAHs可能比亲代PAHs具有更强的毒性.本文阐述了OPAHs的理化性质、来源、测定方法、环境分布、转运和转化、(生态)毒理学效应及其毒性作用机制,并对今后的研究方向进行了展望,进而为该类化合物的环境污染及生态风险评估提供相应参考.     

共价三嗪有机框架材料对水中氯酚类污染物的光催化脱氯降解

利用共价三嗪有机框架材料(CTF-1)对4-氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)等4种不同氯原子取代数目的氯酚类污染物进行光催化降解研究,探讨了底物结构对氯酚脱氯降解效率的影响及机制.结果表明,氯酚脱氯降解过程明显受苯环氯原子取代数目的影响,氯原子数目越多,脱氯降解效率越高,氯原子数目与表观速率常数呈显著正相关,氯酚降解及脱氯速率均为：PCP>2,4,6-TCP>2,4-DCP>4-CP.对CTF-1光催化降解氯酚机制研究表明,活性物种在反应中不起作用,体系反应机制为针对氯酚上取代氯位点进行水解脱氯过程.本研究结果为深入揭示氯酚脱氯降解机制提供了理论依据,也为光催化技术处理卤代酚类废水提供了技术参考.