CaO2/UV体系降解吲哚美辛的反应机制与影响因素研究

高级氧化技术是处理环境污染物的有效手段之一,本文采用CaO₂/UV体系降解吲哚美辛(IDM),深入探究该体系对IDM的降解机制.实验结果表明,CaO₂/UV体系能够有效处理IDM污染水体.数据显示在1.0 g·L^-1的CaO₂浓度下IDM反应速率最快,且其反应受到pH等环境因素的影响较小.采取淬灭法以量化该体系中不同的活性物质对反应的贡献率,结果发现¹O₂的贡献率达90.53%,是起主要作用的活性物质;采取探针法对反应体系内的活性物质进行定量测试,实验结果可知体系内的·OH、O₂^-·以及¹O₂的稳态浓度分别为1.3×10^-13、1.2×10^-6和4.3×10^-10 mol·L^-1.对该体系降解IDM的产物进行分析,证实该体系通过¹O₂和·O...     

UV/PAA降解氟甲喹污染水体的机制研究——pH影响、pH等组分相关性评价和脱氟性能分析

氟喹诺酮类抗生素应用广泛，基于其存在的环境生态风险，该类药物受到人们的重点关注.本研究采用紫外光活化过氧乙酸(UV/PAA)并用于不同pH氟甲喹(FLU)污染水体的降解.结果发现，在过氧乙酸(PAA)投加量为2 mg·L^-1时，UV/PAA对FLU具有优异的降解活性，此时FLU的反应速率常数比单独UV降解和单独PAA降解分别提升7.09和7.27倍.酸性环境有利于FLU的降解，酸性实验条件下FLU的降解率均可以达到80.0%以上，·OH在其中起主要作用；随着pH升高，FLU的降解率逐渐降低.FLU在体系中会发生脱氟降解；经过组分相关性分析发现，pH与FLU的降解速率常数k(|r|=0.96>0.5)、·OH浓度(|r|=0.91>0.5)和脱氟量(|r|=0.95>0.5)都呈显著负相关；而降解速率常数k、·OH浓度和脱氟性能两两之间具有显著的正相关关系.UV/PAA对FLU的矿化效果良好，反应30 min内FLU的荧光特征峰基本消失.经LC-MS/MS技术鉴定，FLU可能的降解途径包括：喹诺酮环开环、脱氟和脱羰等反应，降解途径有利于毒性的降低....     

紫外增强KMnO4氧化电镀废水中铜-有机络合物

高锰酸钾(KMnO₄)是一种氧化性能很强且环境友好的氧化剂.本文探究了紫外(UV)增强KMnO₄处理氧化铜-乙二胺四乙酸有机络合物(Cu-EDTA)的动力学和机制,考察了KMnO₄浓度、初始溶液pH及水体中常见离子等影响因素对该体系的影响,确认了主要活性物种,并推导了Cu-EDTA的氧化路径和KMnO₄的作用机理.结果表明:相比单独UV或KMnO₄的作用,UV/KMnO₄能够显著增强Cu-EDTA的氧化效果.在初始pH=3.2、最佳氧化剂和污染物比例为1.2、反应时间为20 min的条件下,Cu的去除效率可以达到92%.随着KMnO₄浓度在0.09～0.9 mmol·L^-1范围内增加,Cu去除率随之增加.粹灭实验表明,与HO·相比,活性锰物种(RMnS)是UV/KMnO₄氧化Cu-EDTA的主要活性物种.采用超高效液相色谱-质谱联用技术分析Cu-EDTA的降解产物,表明其降解遵循脱羧反应.不...     

PTCN/CaO2/vis体系降解海水养殖废水中CIP:机理与归趋

本文拟建立掺磷管状氮化碳(PTCN)/CaO₂/可见光(vis)体系,将其应用于海水养殖废水中处理目标污染物环丙沙星(CIP),并探究该体系反应机理及抗生素CIP的环境归趋.实验结果表明,PTCN/CaO₂/vis体系具备良好的抗生素降解能力,在实验条件下CIP的表观降解速率常数k_obs为7.15×10^-2min^-1;单因素实验表明,在酸性条件下,体系表现出更强的CIP降解效能,水中共存因子对体系降解CIP存在一定的影响;同时,体系降解污染物能力随CIP浓度降低而逐渐增强;此外,该体系表现出优异的可循环性能,PTCN在5次循环后,CIP的降解率仍能保持82.5%.体系降解CIP过程中,活性物质O₂^-占主导地位,¹O₂和h⁺这两种活性物质也起到一定的贡献作用;相标污染物CIP在体系中的降解过程包括脱羧反应和哌嗪环氧化;降解过程中大多数中间产物对水生生物表现出更为友好的特征...     

布洛芬对活性污泥中功能酶活性的影响

布洛芬是常用非甾体抗炎药,使用量大、去除率低,且药品的存在会诱发水生生物发生不同应激变化。研究对比了在不同浓度梯度布洛芬暴露下活性污泥中脲酶、转化酶活性的动态变化率、总变化率的不同响应。结果表明,在布洛芬浓度为35~40μg·L~(-1)时,对脲酶活性的抑制程度超过了40%,布洛芬浓度达28μg·L~(-1)后,脲酶活性总变化率单调增加,在布洛芬浓度达到40μg·L~(-1)时,脲酶活性总变化率超过了70%。而转化酶活性动态变化率低于±20%,总变化率低于±30%。上述研究结果表明,脲酶活性在布洛芬较低浓度暴露下变化幅度大、响应快。因此推荐使用较为敏感的脲酶活性生物指标,评价布洛芬等新型有机污染物对复杂污泥机制中活性污泥微生物活性影响。相关实验数据可以对污水处理系统的潜在风险进行早期预警。     

3种大环内酯类抗生素对海洋发光菌的毒性作用

以海洋发光菌为受试生物，研究了红霉素、罗红霉素、乙酰螺旋霉素3种抗生素的单一和联合毒性作用。基于常见的3种联合作用评价方法，对混合体系的联合毒性作用进行了评价研究。结果表明，3种抗生素对发光菌单独作用的半最大效应浓度(EC₅₀)分别为:0.725 9×10^-3，1.207 8×10^-3和0.633×10^-3mol/L；二元联合体系对发光菌的毒性强弱为：红霉素+乙酰螺旋霉素>罗红霉素+红霉素>罗红霉素+乙酰螺旋霉素。3种抗生素联合体系作用类型的不同与每种抗生素不同取代基对微生物生理生化过程的影响有关。在选择的联合研究体系中，以毒性单位法获得参数的数值较大，灵敏度较高。研究大环内酯类抗生素对发光菌的毒性作用可为环境风险评价提供基础数据。     

Co2+/CaO2/草酸高级氧化体系降解水中SMT的机理研究

过氧化钙(CaO₂)类芬顿反应对痕量有机污染物具有高效的处理效果.本研究建立了新型的Co²⁺/CaO₂/草酸体系,利用草酸缓解Co²⁺沉淀的形成及加速Co³⁺转化为Co²⁺从而增强Co²⁺对CaO₂的活化效率.以磺胺二甲嘧啶(Sulfadimethoxine,SMT)为目标污染物,研究了Co²⁺浓度、CaO₂浓度、草酸浓度、溶液初始pH值和水体中常见离子等因素对Co²⁺/CaO₂/草酸体系活性的影响.结果表明：在Co²⁺/CaO₂/草酸体系中,最佳投加量比例为Co²⁺∶CaO₂∶草酸=2∶1∶1时,反应10 min SMT的降解率可以达到70%,降解速率常数k比Co²⁺/CaO₂体系提升了5.26...     

碳纳米管高效活化高铁酸盐降解水中磺胺二甲基嘧啶的机理研究

过往的研究表明,引入均相/非均相还原剂或额外能量来诱导Fe(Ⅵ)形成铁活性中间体(Fe(Ⅳ和Fe(Ⅴ))对水中污染物进行处理会导致Fe(Ⅵ)的利用率低,需要创新的活化策略.基于此,本文采用碳纳米管(CNT)/Fe(Ⅵ)体系对水中磺胺二甲基嘧啶(SMT)进行降解,并研究体系的作用机理和SMT的降解机制.研究发现,CNT可以介导从SMT到Fe(Ⅵ)的直接电子转移,CNT在体系中起电子介体而不是电子供体的作用.在50 mg·L^-1 CNT和100.0μmol·L^-1 Fe(Ⅵ)的作用下,5.0μmol·L^-1 SMT能够在10 min内实现完全降解,它在该体系中的转化途径主要包括苯胺部分的氧化、磺酰胺键的断裂和Smiles型重排.另外,CNT/Fe(Ⅵ)体系在不同天然水体中都有较好的SMT去除率.本研究相关结果为活化Fe(Ⅵ)氧化污染物过程中的电子转移机制提供了新的解释.     

PDI有机超分子/可见光体系产绿色化学试剂H2O2机制

从绿色化学角度来看,设计安全、可持续的过氧化氢(H₂O₂)合成工艺至关重要.利用光催化技术将地球上丰富的水和氧气直接转化为H₂O₂是一种可持续发展的高效工艺.本文通过建立苝酰亚胺(PDI)有机超分子/可见光体系用于生成绿色化学试剂H₂O₂,探究了该体系中H₂O₂产生的影响因素和机理,构建了光芬顿体系用于目标药物的处理并分析其环境归趋.根据实验研究发现,酸碱度(pH)影响较大,酸性条件对H₂O₂生成反应有利.同时,测试了不同光源对该体系的影响,发现蓝光激发下H₂O₂的产量和平均生产速率最优.溶解氧的增加显著提高了H₂O₂的生成量,反之亦然.所选实际水体对H₂O₂的生成表现出不同程度的抑制.Cl^-、NO₂     

3种不同功效医药品活性成分对发光菌的毒性作用

因药物活性成分的环境残留引发的风险和健康问题成为公众关注的焦点。本文以海洋发光细菌为受试生物,研究了布洛芬、阿奇霉素、三氯生3种医药品的单一和联合毒性作用。结果表明,3种医药品对发光菌的EC_(50)值分别为:36.5×10~(-5)、30.26×10~(-5)和0.0155×10~(-5)mol·L~(-1);二元及多元混合体系对发光菌的EC_(50)值高于单一体系的毒性作用,进一步采用相加指数法(AI)、毒性单位法(TU)、混合毒性指数法(MTI)评价3种医药品多元体系的联合毒性的作用类型,取得了一致的评价结果。3种医药品的二元混合体系及多元混合体系的作用类型均属于拮抗作用,但拮抗作用的强弱不同,这与医药品不同药效官能团结构可影响其对微生物生理生化反应过程有关。研究3种医药品对发光菌急性毒性作用可为该类新型污染物的环境风险评价提供基础数据。