二氧化锰体系中环丙沙星的氧化转化研究

为了更全面的了解环丙沙星在自然界中的环境化学行为,采用批处理实验方法研究了环丙沙星在二氧化锰作用下的氧化转化过程,并讨论了溶液的pH对反应的影响。结果表明,在无二氧化锰的条件下,环丙沙星的质量浓度在1周内检测没有明显的变化。在二氧化锰存在的条件下,环丙沙星对二氧化锰的氧化作用具有较强的反应感受性。pH一定的条件下,当环丙沙星相对过量时,环丙沙星去除率随自身质量浓度的增大而减小,随二氧化锰质量浓度的增大而增大。此外,随着溶液pH值由3.5升至5.9时,环丙沙星的去除率显著上升。     

二氧化锰氧化降解双酚A的动力学

以室内实验方法,在25℃室温下,以二氧化锰为氧化剂,研究了pH4.12的水溶液中双酚A降解的反应动力学,并讨论了反应溶液的pH对反应动力学的影响.动力学研究采用了批处理实验方法和螺旋盖反应瓶.振荡器反应体系.结果表明,在无二氧化锰的条件下,双酚A的浓度在1周内检测没有明显的变化.在二氧化锰存在的条件下,双酚A对二氧化锰的氧化作用具有较强的反应感受性.pH一定的条件下,当二氧化锰相对过量时,在1小时之内,反应遵循准一级反应动力学,双酚A降解速率随其自身及二氧化锰浓度的增大而增大.随着反应的进行,双酚A的降解速率变慢.反应遵循的不是简单的准一级反应动力学而是复合的反应动力学.此外,随着溶液pH值由3.5升高至6.6,双酚A的降解速率显著下降.     

腐殖质对二氧化锰引起的五氯酚转化反应的影响

研究了在二氧化锰催化引起的五氯酚的转化反应中,腐殖质前身化合物的加入对五氯酚去除率的影响,并以p-coumaricacid为代表研究了体系pH值、反应时间、二氧化锰的质量浓度以及腐殖质前生物的浓度和分子结构对去除率的影响。结果表明,反应的最佳pH值范围是4～4.70,去除率在80%左右。五氯酚在24h内去除速率较快,去除率达到75%左右;反应到168h,去除速率趋于0,去除率达到80%左右。相同条件下,无p-coumaricacid的对照体系中,对应的反应时间内去除率仅分别为20%和25%左右。五氯酚的去除率还随二氧化锰质量浓度和p-coumaricacid浓度的增加而增大。当二氧化锰的质量浓度由0增加到100g·L-1时,去除率由0增大为95%;而当p-coumaricacid的浓度由0增加到1mmol·L-1时,去除率由25%增大到100%左右。此外,不同腐殖质前身物的分子结构和浓度对去除率分别起到了提高、不明显改变和降低的作用。     

光电催化结合氧化降解碱性品红的研究

用UV／TiO2悬浮液光催化氧化和间接电氧化相结合的方法降解碱性品红．考察了NaCl浓度、电流密度、pH值对光电催化结合降解碱性品红速率的影响．结果表明：光电催化结合比单一光催化降解效果有了明显的提高；NaCl浓度对光电催化结合的降解速率没有明显影响；提高电流密度可以增加光电催化结合的降解速率，但会减少单位电流密度下碱性品红的降解量；pH=9．00时，光电催化结合的降解速率最大．光电催化结合氧化降解160．0min后溶液脱色率达100％，COD去除率达75．5％．     

高锰酸钾氧化饮用水中醛类嗅味物质的效果及动力学研究

我国北方呼和浩特市以黄河为水源的JH饮用水厂近年来冬季经常有醛类嗅味物质检出,常规处理工艺如混凝、沉淀等对其去除效果有限,需要对其进行其它处理工艺的探究.本文选择高锰酸钾对水厂检出频率和浓度均较高的反,反-2,4-庚二烯醛(tt24hept)、反-2-辛烯醛(t2oa)、反,反-2,4-辛二烯醛(tt24oda)、反,反-2,4-癸二烯醛(tt24dda)和β-环柠檬醛(β-cyclo)5种醛类嗅味物质进行氧化控制研究,探究其去除效果、氧化动力学和氧化机理.结果表明,20℃,pH=7时,2 mg·L^-1高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质30 min后,去除率达75%以上.根据动力学分析可知,高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质属于伪二级动力学过程,其伪二级反应速率常数分别为5.25×10⁴、2.66×10⁴、4.50×10⁴、2.71×10⁴、5.37×10³ L·mol^-1·min^-1,醛类嗅味物质结构中含碳碳双键数目越多、...     

土壤中二氧化锰对As（Ⅲ）的氧化及其意义

研究了土壤中δ-MnO_2对三价砷的氧化动力学及其在农业生产上的意义。结果表明,氧化动力学符合假一级速率方程,且土壤中氧化铁、氧化铝和碳酸钙与δ-MnO_2的包蔽能改变氧化反应速率;砷污染水稻田的排水搁田能显著减轻水稻砷害。     

液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸

研究了β-MnO2,γ-MnO2和由MnSO4产生的胶状MnO2在液相中催化臭氧化降解磺基水杨酸的催化性能.结果表明,液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸的活性与体系的pH值有关,而与其物相无关.在本实验条件下,三种MnO2在pH=1.0时均显示了较好的催化臭氧化活性,而在pH=6.8和8.0时却无活性.实验结果还表明,催化剂催化分解臭氧活性的高低与其催化臭氧化降解有机物的活性并无直接关系.     

二氧化锰颗粒对Hela细胞DNA损伤的尺度依赖性毒作用(英文)

为了观察二氧化锰颗粒物所致的尺度依赖性DNA损伤作用,将纳米尺度二氧化锰颗粒物(Nano-MnO2)和常规尺度二氧化锰颗粒物(Nor-MnO2)所致的DNA损伤进行了对比研究.将Hela细胞分别暴露于不同浓度(0、100、200、400μg·mL-1)的Nano-MnO2和Nor-MnO2中,染毒24h,采用彗星实验检测Hela细胞的DNA损伤水平.结果表明:与对照组相比,Nano-MnO2和Nor-MnO2均可使彗尾DNA百分比(TailDNA%)和尾矩(TailMoment)显著增加(p<0.01);而在同一浓度水平上,Nano-MnO2所致的DNA损伤则比Nor-MnO2所致的DNA损伤更为严重(p<0.01).结果提示:二氧化锰颗粒对Hela细胞DNA损伤具有尺度依赖性毒作用,纳米尺度比常规尺度二氧化锰颗粒毒作用更强烈.     

锰氧化物对有机污染物的转化机制研究进展

以土壤/沉积物中普遍存在且具有较强氧化活性的锰氧化物为研究对象,探讨了水-锰氧化物体系对医药品和个人护理用品等典型环境污染物的转化行为,并从污染物的分子结构出发,分别综述了锰氧化物对酚类、胺类、氮杂环、氮杂环N-氧化物、酸类等典型环境污染物的分子转化机制.为该类污染物环境行为及其潜在风险的科学评价、有效控制奠定理论基础.     

二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

Removal of arsenic (V) from aqueous medium using manganese oxide coated lignocellulose/silica adsorbents

Arsenic (V) adsorption on manganese oxide coated rice wastes was investigated in this study. The modified adsorbents were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and pH measurements to determine the point of zero charge. Batch adsorption equilibrium experiments were conducted to study the effects of pH, contact time, and initial concentration on arsenic removal efficiency. The adsorption capacity of rice waste was significantly improved after modification with permanganate. The Langmuir isotherm model fitted the equilibrium data better than the Freundlich model which confirms surface homogeneity of the adsorbent. Maxima adsorption capacities are determined as 10 and 12 mg/g at pH 3 for manganese oxide coated rice husk and straw, respectively. The adsorption energy indicates that the adsorption process may be dominated by chemisorption. Pseudo-second-order rate equation described the kinetics sorption of arsenic with good correlation coefficients, better than a pseudo-first-order equation. Manganese oxide coated rice husk and straw appear to be promising low cost adsorbents for removing arsenic from water.     

低分子量有机化合物对MnO_2和土壤氧化锰的还原溶解作用

为考察土壤锰氧化物的还原溶解行为,本文选取常见的根系分泌的8种有机酸(抗坏血酸、香草酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、水杨酸、半胱氨酸和邻苯二甲酸)和1种酚类化合物(邻苯二酚),人工合成的Mn O2和5种富含氧化锰的土壤(广东徐闻的砖红壤、海南澄迈的砖红壤、云南昆明的砖红壤、浙江嵊县的红壤和江苏南京的黄棕壤),研究了有机化合物对氧化锰的还原溶解作用.结果表明,较低p H和较高温度有利于有机化合物对Mn O2的还原溶解.在p H 4.5—5.5和温度5—45℃范围内,不同有机化合物还原溶解Mn O2能力的大小顺序为:邻苯二酚半胱氨酸抗坏血酸香草酸柠檬酸草酸≈酒石酸水杨酸≈邻苯二甲酸.邻苯二酚、半胱氨酸和抗坏血酸对土壤中氧化锰也有较强的还原溶解能力.当5种土壤比较时,徐闻砖红壤中还原溶解出的锰量最高,其次为昆明砖红壤,嵊县红壤中还原溶解出的锰量最小.当有还原性有机化合物存在时徐闻砖红壤、昆明砖红壤和澄迈砖红壤中的氧化锰容易发生还原溶解反应,增加土壤中可溶态和交换态Mn2+的含量,并可能对植物产生锰毒害.     

电解锰产业集聚区河流锰污染演变趋势和时空分布特征

松桃河流域是我国锰产业最为集中的区域之一,资源开发和利用形成的污染严重.通过对松桃河电解锰产业集聚区流域2015-2019年的8个典型断面的总锰监测数据的分析,用秩相关系数法探究了河流锰污染总体变化趋势,并用系统聚类分析法分析了河流锰的时空分布特征,结合聚类结果对污染趋势做进一步分析.秩相关系数分析结果表明,近年来松桃...     

锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料的制备及其对水中重金属的吸附性能

采用原位沉淀-空气氧化法将锰氧化物负载于大孔强酸性阳离子交换树脂D001上,制备出一种新型锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料Mn-D001,并对该材料吸附水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的性能进行了深入研究.TEM、XRD以及XPS的分析结果表明,负载的锰氧化物以MnO2的形态存在.基于单一金属离子静态吸附的一元体系实验表明,Mn-D001比D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+具有更高的吸附选择性,在高浓度竞争离子Ca2+、Mg2+、Na+共存的情况下,仍能保持较高的重金属去除率;Mn-D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+的吸附行为符合准一级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R2>0.99).在温度为303 K时,Mn-D001对3种重金属的饱和吸附容量可分别达到476.19 mg.g-1、243.90 mg.g-1及196.08 mg.g-1,优于原有树脂D001.基于复合重金属离子竞争吸附的二元、三元体系的实验表明,Mn-D001对3种重金属的吸附能力顺序为Pb2+>Cu2+>Cd2+,吸附能力由原有树脂D001以及负载的锰氧化物的性质共同决定.     

环丙沙星在亚高山草甸不同深度土壤上的吸附及其影响因素

兽用抗菌药物环丙沙星(CIP,ciprofloxacin)的大量使用引发了人们的广泛关注.文章研究了CIP在亚高山草甸土剖面土壤上的吸附动力学、吸附热力学和pH、有机质含量、阳离子交换量等因素对吸附的影响,以揭示CIP在亚高山草甸土上的吸附机制,为CIP的生态风险评价提供一定的依据.结果表明,CIP在亚高山草甸土上的吸...     

两种有机酸存在下铜对中华圆田螺肝脏的氧化应激效应

为探讨不同水平EDTA和柠檬酸(CA)作用下沉积物中铜对底栖无脊椎动物生态毒理学效应,以中华圆田螺为受试生物,研究了肝脏中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化规律。研究结果表明:有机酸存在下,铜污染底泥可诱导中华圆田螺肝脏产生ROS。电子顺磁共振(EPR)技术得出的3组双重峰分裂谱线为典型的α-苯基-N-叔丁基甲亚胺-N-氧化物(PBN)捕获羟自由基(·OH)形成PBN/·OH的EPR波谱。有机酸存在下,低剂量铜(≤100 mg·kg-1)对MDA产量影响不显著。较高剂量铜暴露下,EDTA的存在抑制MDA产生,CA的添加则均使MDA含量增加。EDTA存在下铜可显著抑制中华圆田螺肝脏中SOD和CAT活性。相对而言,CA的加入可减缓高剂量铜暴露下中华圆田螺肝脏SOD与CAT酶活性的剧烈变化。     

Validation of polymer-based nano-iron oxide in further phosphorus removal from bioeffluent: laboratory and scaledup study

The efficient removal of phosphorous from water is an important but challenging task. In this study, we validated the applicability of a new commercially available nanocomposite adsorbent, i.e., a polymer-based hydrated ferric oxide nanocomposite (HFO-201), for the further removal of phosphorous from the bioeffluent discharged from a municipal wastewater treatment plant, and the operating parameters such as the flow rate, temperature and composition of the regenerants were optimized. Laboratory-scale results indicate that phosphorous in real bioeffluent can be effectively removed from 0.92 mg·L^-1 to<0.5 mg·L^-1 (or even<0.1 mg·L^-1 as desired) by the new adsorbent at a flow rate of 50 bed volume (BV) per hour and treatable volume of 3500–4000 BV per run. Phosphorous removal is independent of the ambient temperature in the range of 15°C–40°C. Moreover, the exhausted HFO-201 can be regenerated by a 2% NaOH+ 5% NaCl binary solution for repeated use without significant capacity loss. A scaled-up study further indicated that even though the initial total phosphorus (TP) was as high as 2 mg·L^-1, it could be reduced to<0.5 mg·L^-1, with a working capacity of 4.4–4.8 g·L^-1 HFO-201. In general, HFO-201 adsorption is a choice method for the efficient removal of phosphate from biotreated waste effluent.