水中有机物高级氧化过程中的羟基自由基检测方法比较

化学氧化水中有机物过程中的羟基自由基的定量检测是研究高级氧化动力学和过程机理的重要技术手段。本文通过对比整理相关领域羟基自由基的检测技术，分析了目前在医学和化工领域中使用的羟基自由基测量方法的应用特点和适用范围，讨论了其中的便捷式分析方法及其在水处理高级氧化过程研究中的可用性，推荐了可用于多组分水相的Fenton试剂氧化有机物过程中的羟基自由基检测方法。     

辉光放电电解等离子体降解水体中的罗丹明B

用辉光放电电解等离子体(GDEP)对模拟染料废水罗丹明B(RhB)的降解过程进行了研究.通过发射光谱法测定了GDEP产生的活性粒子,采用紫外光谱分析了放电电压、溶液浓度、pH、Fe~(2+)等对RhB脱色率的影响,并用电导率仪和酸度计测定了降解过程中溶液的电导率和pH的变化,同时结合红外光谱粗略探讨了降解机理.结果表明,在最佳电压为600 V和放电60 min时,200 m L 20 mg·L~(-1)RhB的脱色率可达95.4%,降解过程符合动力学准一级反应;降解过程中溶液的电导率先增大后减小,溶液的pH呈现先减小后增大的趋势,说明在放电过程中产生了大量带电离子及酸性中间产物;加入0.03 mmol的Fe~(2+)对RhB的降解有催化作用,在pH=3.19条件下,放电5 min可使RhB的脱色率达到98.3%;羟基自由基(·OH)对RhB的降解起关键作用.     

Cu循环催化羟胺与氧气反应降解甲基橙

为研究Cu/O₂/HA(HA为盐酸羟胺)体系的氧化能力,以MO(甲基橙)为目标物,对该体系生成·OH(羟基自由基)的过程及机理进行了探讨,并分别考察了HA投加量(以c计)、pH、Cu(Ⅱ)投加量(以c计)和O₂通量对MO降解的影响. 结果表明:Cu能够有效催化HA与O₂的反应,生成大量H₂O₂,并进一步生成·OH,有效降解MO. HA投加量越高,MO降解率越高,但过高的HA投加量在初始阶段会对MO的降解形成抑制,最佳HA投加量为3 mmol/L;受到HA质子化的影响,反应的最适pH约为5.5;由于Cu(OH)₂不利于催化HA与O₂的反应,最佳Cu(Ⅱ)投加量为20 μmol/L;O₂通量对MO的降解影响较小,最佳O₂通量为0.15 L/min;Cu/O₂/HA体系降解MO的初始阶段符合一级动力学模型. 研究显示,Cu/O₂/HA体系具有良好的氧化能力,能够有效降解水中的MO,最佳反应条件下MO降解率达86.5%.      

负载CuO/MnO海泡石中性条件催化H_2O_2处理铝材切削液废水

以改性海泡石为载体,采用浸渍-共沉淀法负载Cu0、MnO制备了中性条件下催化H_2O_2氧化催化剂(简称中性催化剂)。以铝材切削液废水为处理对象,研究了催化剂在中性条件下的催化性能,通过投加不同浓度的羟基自由基捕捉剂叔丁醇,对反应机理进行了探讨,同时研究了过氧化氢用量、催化剂用量等因素对废水COD去除率的影响。结果表明:在中性条件下,催化剂对铝材切削液废水具有较高的COD去除率,当过氧化氢用量为1.25 mol/L,催化剂用量为25 g/L,室温条件反应120 min时,COD去除率达到88%;经该方法处理后,废水ρ(BOD5)/ρ(COD)由处理前的0.09提升到处理后的0.36,可生化性得到了明显提高。     

三元氧化体系中协同效应与羟基自由基产率关系的研究

本研究构建了VUV-US-O_3三元氧化体系,以水杨酸(SA)为分子探针,采用高效液相色谱和荧光检测器联用测定分析三元氧化体系的·OH产率.结果表明,各氧化体系的氧化能力排序为VUV/US/O_3VUV/O_3US/O_3VUV/USO_3VUVUS,120 min内对应的SA去除率分别为96.27%、83.57%、74.80%、68.88%、50.67%、36.06%、8.60%,组合体系显示出了明显的协同效应;VUV/O_3、VUV/US和US/O_3中检测出羟基化产物的最高浓度分别为12.32、7.51、4.47μmol·L~(-1),较VUV、US、O_3单独氧化产生的羟基化产物浓度(分别为5.22、0.34、3.61μmol·L~(-1))更高,推测各二元氧化体系中的协同效应主要是由·OH产率增加而引起;将US加入VUV/O_3体系中构成VUV/US/O_3三元氧化体系后,可加速O_3溶解并提高·OH最高产率至22.24μmol·L~(-1),使VUV/US/O_3氧化能力进一步提高.     

不同螯合剂对零价铁活化过硫酸盐降解对氯苯胺的影响

研究了螯合剂EDTA、草酸(OA)、柠檬酸(CA)以及2,2-联吡啶(BPY)对零价铁(ZVI)活化过硫酸盐(PS)降解对氯苯胺(PCA)的影响;考察了溶液中PCA的降解率、PS消耗量和溶液中的Fe2+含量对反应的影响.结果表明,在中性条件下,EDTA、OA、CA等3种螯合剂抑制PCA在零价铁活化过硫酸盐体系中降解.而BPY促进了PCA的降解,增加溶液中BPY浓度,PCA的降解率增大;且PCA的降解是拟一级反应,其速率和BPY浓度呈正比;溶液初始p H值为3.0—11.0时,PCA在中性和碱性条件下的降解效率高于酸性条件.相对未加入BPY的体系,在中性和碱性条件下,BPY促进ZVI中Fe2+的溶出而提高PS活化效率,在酸性条件下,BPY由于减少了溶液中游离的Fe2+浓度,表现出对PCA的降解抑制.本文结果进一步证明了零价铁活化过硫酸盐非均相体系中,零价铁是作为活化PS的Fe2+的替代来源.     

电-Fenton法处理水体中有机污染物的研究现状与进展

电-Fenton法是一项新兴的废水处理技术,在水处理中的应用受到了越来越多的关注。综述了电-Fenton法的基本原理、基本类型、基本特点,以及对水体中的农药、染料、PPCPs、工业污染物等难降解有机污染物的去除应用的现状,同时也指出了该法的一些优点和目前的不足,提出电-Fenton法今后的发展趋势。     

Toxic effects of chlortetracycline on maize growth, reactive oxygen species generation and the antioxidant response

The toxicity of chlortetracycline (CTC) on maize (Zea mays L.) growth and reactive oxygen species (ROS) generation was studied. The root and shoot lengths and fresh weights of maize seedlings were inhibited by CTC treatment (p < 0.05). Root length was more sensitive than other parameters with the EC₁₀ value of 0.064 mg/L. The spin trapping technique followed by electron paramagnetic resonance (EPR) analysis was used to quantify the ROS production. The ROS generated in maize roots after exposure to CTC was identified as hydroxyl radical (.OH). The EPR signal intensity correlated positively with the logarithm of CTC concentrations exposed (p < 0.05). The dynamic changes of malondialdehyde (MDA) contents and the antioxidative enzyme activities in maize roots were also determined. As compared to the control group, CTC was found to significantly increase MDA content. Treatment of maize roots with the.OH scavenger sodium benzoate (SB) reduced the MDA content and enhanced the antioxidative enzyme activities. The results demonstrated the harmfulness of CTC at high dose to maize in the early developmental stage, and clarified that the inducement of.OH is one of the mechanisms of CTC toxicity.     

西安市PM2.5中环境持久性自由基污染特征

环境持久性自由基（EPFRs）是相对传统短寿命自由基提出的一种半衰期较长的新型环境风险物质,可将O₂分子转化为活性氧物质,从而危害人体健康.为研究2018年西安市大气PM_2.5中EPFRs的种类、浓度及其来源,本文利用电子顺磁共振波谱方法对2018全年的大气PM_2.5样品进行EPFRs分析.结果表明：2018年西安市PM_2.5中EPFRs年平均大气浓度为2.16×10¹⁴spins/m³,范围为6.27×10¹²~1.07×10¹⁵spins/m³,呈现冬季>秋季>夏季>春季的季节变化特征.按照EPFRs年平均浓度计算出西安市民每人每天吸入体内EPFRs的量相当于7支香烟,而在冬季雾霾天气高达35支香烟.西安市PM_2.5中EPFRs的年平均g因子为（2.0034±0.0002）,说明其可能主要是以碳为中心的自由基.相关性结果发现EPFRs与SO₂和NO₂显著相关,说明煤炭燃烧源和交通源可能是西安市PM_2.5中EPFRs的重要来源.     

Cu2+强化UV活化过氧乙酸降解水中的双氯芬酸

研究了Cu²⁺强化UV活化过氧乙酸（Cu²⁺/UV/PAA）对水中双氯芬酸（DCF）的降解,考察了pH值、PAA投加量、Cu²⁺投加量、无机阴离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-和CO₃^2-）和溶解有机物（DOM）对DCF去除的影响;探讨了DCF在该体系中的降解产物和转化机理.结果表明：UV和Cu²⁺都能活化PAA产生活性自由基促进DCF降解.DCF在Cu²⁺/UV/PAA中的降解遵循准一级动力学,其降解可能归因于直接光解、HO^·氧化和CH₃COO^·、CH₃COOO^·等其它自由基氧化.在pH=3~11范围内,DCF降解的最佳pH=8.5.DCF的降解效率随着PAA投加量的增大而逐渐增高,过量的PAA能与DCF竞争HO^·.Cu²⁺用量的提高也能促进DCF的去除,但是过量的Cu²⁺可生成Cu（OH）₂导致其催化能力下降.由于NO₃^-在UV照射下可以产生HO^·,其对DCF降解有促进作用,且NO₃^-浓度越高,促进作用越明显.不同浓度的Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和DOM对DCF降解影响较小.在Cu²⁺/UV/PAA降解DCF的过程中,共检测出13种降解产物.根据这些降解产物,提出了DCF可能的转化机理,包括8种不同的反应路径.