H2O2对含氮消毒副产物二氯乙腈、二溴乙腈去除及影响因素研究

为了解H_2O_2在实际处理饮用水中有机物的效果,研究了过氧化氢(H_2O_2)在常温常压下对氯化消毒副产物二氯乙腈(DCAN)和二溴乙腈(DBAN)去除效果及影响因素的规律,探究了H_2O_2投加量、初始pH值和反应物初始质量浓度对DCAN和DBAN去除效率的影响。结果表明,H_2O_2能较好地氧化降解DCAN和DBAN。当H_2O_2单独去除一种卤乙腈(Haloacetonitriles,HANs)时,加大反应物初始质量浓度促进氧化降解DCAN和DBAN的效果不明显,当反应5 min、反应物初始质量浓度为250μg/L时,DCAN和DBAN的去除率最高;过高或过低的pH值会抑制氧化反应的进行,pH=7. 5时,DCAN和DBAN的去除率达到最大,分别为46. 47%和43. 41%; H_2O_2在一定投加量(15～35 mmol/L)范围内,随H_2O_2浓度增加,DCAN、DBAN的去除率分别呈现先增加后降低和先增加后平缓的趋势,二者的H_2O_2最佳浓度分别为25 mmol/L和30 mmol/L。     

硫化亚铜强化高铁酸钾去除水中双酚AF的研究

通过研究硫化亚铜(Cu_2S)强化高铁酸钾(K_2FeO_4)对水中双酚AF(BPAF)的降解性能及反应机理,分析了反应初始条件及腐植酸(HA)和共存阴离子的影响,判断该体系下BPAF降解过程起主要贡献作用的氧化物种。研究结果表明:一价铜CuⅠ可与K_2FeO_4发生电子转移反应生成具有更高氧化性能的中间价态铁(五价铁Fe(V)和四价铁Fe(IV)),可使BPAF快速降解。此外,自由基淬灭实验表明:体系中有羟基自由基(HO·)生成并参与BPAF的氧化,但在Cu_2S/K_2FeO_4体系内起主要贡献作用的氧化物种为Fe(V)和Fe(IV)。腐植酸(HA)、碳酸根(CO_3~(2-))及磷酸根(PO_4~(3-))均对Cu_2S/K_2FeO_4体系下BPAF的降解表现为一定程度的抑制。     

离体条件下十溴联苯醚暴露对鲫鱼肝脏线粒体的氧化损伤

以鲫鱼(Carassius auratus)为试验材料,研究了在离体条件下经不同质量浓度的十溴联苯醚(PBDE-209)暴露后,鲫鱼肝脏线粒体中总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量、黄嘌呤氧化酶(XOD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的动态变化.结果表明,采用质量浓度为5.6～100.0 mg/L的PBDE-209处理鲫鱼肝脏线粒体30 min,5.6 mg/L组鲫鱼肝脏线粒体中T-AOC、MDA含量、XOD和SOD活性与对照组相比无显著差异(p>0.05); 其余各组的XOD活性和MDA含量随PBDE-209质量浓度增加逐渐上升,而T-AOC和SOD活性逐渐下降,均与PBDE-209质量浓度呈明显的相关关系(p<0.01).这说明PBDE-209对鲫鱼肝脏产生了氧化损伤,具有生化毒性.离体条件下鲫鱼肝脏线粒体中的T-AOC、MDA、XOD和SOD可作为生物标志物来评价多溴联苯醚的生化毒性.     

几种化肥和农药对新农药硫肟醚光解的影响

硫肟醚是我国研制的具有自主知识产权的新型杀虫剂,在室内紫外光(λ=254 nm)照射下研究了几种化学肥料和杀虫剂对硫肟醚在水溶液中光解的影响.结果表明,硝酸钾、磷酸二氢钙、尿素、乐果、甲萘威和溴虫腈分别与硫肟醚以质量比1∶1混合后,硫肟醚的光解速率有不同程度的改变.硝酸钾使硫肟醚在水溶液中表现出明显的光敏化降解效应.磷酸二氢钙表现为较强的光猝灭降解作用.尿素对硫肟醚在水体中光解效应的影响随光照时间而异,开始(10 min)表现为弱的光猝灭效应,20 min后随时间延长而表现出光敏化作用,若继续延长光照时间到60 min后,则又呈现出光猝灭效应.甲萘威和溴虫腈使硫肟醚在水溶液中的光解速率下降,表现出明显的光猝灭降解效应.乐果对硫肟醚在水体中光解速率的影响因光照时间而异,先表现为弱的光敏化降解作用,光照时间延长到120 min时,乐果对硫肟醚在水体中的降解转为微弱的光猝灭效应.硫肟醚在含硝酸钾、磷酸二氢钙、尿素、乐果、甲萘威和溴虫腈水溶液中的光解半衰期分别为10.65 min、29.63 min、22.01 min、13.4 min、28.44 min和41.61 min,而在不含任何农药化肥的纯净水中的光解半衰期为22.3 min.     

金属离子影响白腐菌降解十溴联苯醚的途径分析

研究了金属离子(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete drysosporium)降解十溴联苯醚(BDE209)的影响.通过4因素(Fe2+、Mn2、Cu2+、Zn2+)、5水平(0、0.01 mmol/L、0.05 mmol/L、0.1 mmol/L、0.2 mmol/L)正交试验优化了4种金属离子的配比.结果表明,在含1 mg/L BDE209的降解体系中,当Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+浓度依次为0.05 mmol/L、0.2 mmol/L、0.01mmol/L、0.1 mmol/L时,生物量为1.74g,降解率达到最大(86.76％).对比金属离子影响BDE209降解率和生物量的效应曲线,降解率和生物量相关,但不完全呈正比.金属离子改变了反应体系pH值,提高了胞外酶活力,并在细胞内富集,从而影响白腐菌的生理代谢活动和BDE209的降解.     

饮用水中卡马西平的臭氧和二氧化氯降解研究

采用臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)2种消毒方式对饮用水中卡马西平(CBZ)进行氧化降解,考察了不同影响因素(pH值、温度)条件下的氧化动力学,并通过对CBZ降解副产物的确定推测了2种消毒条件下CBZ的降解途径.结果表明,序批式条件下O3和ClO2对CBZ的降解均遵循二级反应动力学.pH值的升高对CBZ的O3和ClO2降解有负面效果;在10 ～ 25℃范围内,温度对CBZ的O3降解速率常数影响较小,但CBZ的ClO2降解速率常数随温度升高显著升高.采用UPLC-Q-TOF-MS对CBZ的O3和ClO2降解前后样品溶液进行扫描,均检测到8种降解中间产物,2种氧化方式主要通过环化加成、亲电取代(羟基化和氯取代)及杂环上的重排等途径来实现对CBZ结构的破坏.     

Fenton氧化法处理焦化废水的影响因素研究

采用Fenton试剂氧化法处理某钢铁厂焦化废水,对影响Fenton试剂处理焦化废水效果的因素进行分析,包括H_2O_2投加量、n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]、p H值、反应温度、反应时间等。结果表明,对于该焦化废水最佳反应条件为:H_2O_2投加量50 m L/L(即每升水样投加量为50 m L),n[Fe~(2+)]∶m[H_2O_2]=1∶10,p H=3,反应温度为30℃,反应时间30 min,废水COD去除率可达到70%~79%。该研究为高浓度难降解废水处理提供了数据支持。     

紫外光催化H2O2降解SCN-的研究

研究不同条件下紫外光催化H_2O_2降解SCN-的效果。结果表明,在光照强度9. 94 m W/cm~2,pH值为7,H_2O_2浓度2. 25 mmol/L,温度30℃,反应时间120 min的条件下,100 mg/L SCN~-基本得到降解,SCN~-去除率为96. 88%,出水中残余的SCN~-,TOC和CN~-质量浓度分别为3. 12 mg/L,3. 856 mg/L和0. 936mg/L。H_2O_25 mmol/L,出水中CN~-质量浓度为0. 134 mg/L,能满足新的炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171—2012)。紫外光催化H_2O_2降解SCN~-过程中氮元素很少转化为NO_3~-和NO_2,主要转化为CN~-和NH_4~+-N;硫经降解生成SO_4~(2-)。     

Fenton氧化硝化棉生产废水中COD的影响因素研究

采用Fenton氧化法降解硝化棉生产废水中的COD,考察了Fenton氧化主要参数对COD去除效果的影响。结果表明:在H_2O_2投加量为600 mg/L,n(Fe~(2+)):n(H_2O_2)=2:3,不调节pH值(初始pH值1),反应时间60 min,反应温度40℃时,废水的COD可以从263 mg/L降解到49.2 mg/L,COD去除率达到81.3%。Fenton氧化之后,投加氢氧化钙5 g/L中和,PAM 2 mg/L混凝沉淀,出水COD和pH值稳定达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。     

偶氮染料的光汗协同降解及其生成芳香胺的测定

以活性艳红X-3B为目标染料,选择AATCC标准人工汗液在光照条件下进行偶氮染料的降解反应.通过测定降解过程中紫外-可见吸收光谱的变化,表征了光汗协同对偶氮染料降解过程的影响.结果表明,光照与汗液对偶氮染料的降解脱色具有明显的协同作用.汗液中有机组分对偶氮染料的光汗协同降解起主要作用,但汗液中的无机盐组分对偶氮染料的降解脱色有一定的抑制作用.在相同辐照时间下,染料的降解脱色率随辐照强度的增加而增加,光强为2.68 mW/cm~2辐照240 min时,模拟水样中活性艳红X-3B的降解脱色率达35%以上.光汗协同降解反应过程中-lnA_t/A_0与t的关系符合一级动力学方程;反应的速率常数随光强的增加而增大.通过采用纤维膜保护液相微萃取和毛细管电泳联用的方法,实现了活性艳红X-3B光汗协同降解过程中生成苯胺的测定.     

Fenton与UV/Fenton降解DBP及BP的比较研究

为了探讨高效去除环境中微量内分泌干扰物的方法,比较研究了Fenton氧化和UV/Fenton氧化2种高级氧化技术降解BP和DBP的条件与降解特性。结果表明,2种氧化体系在最佳反应条件为pH=4、Fe~(2+)/H_2O_2投加物质的量比1∶6、反应时间30 min时,BP和DBP的降解率均可达到93%以上;但在相同的降解率下,UV/Fenton体系所需氧化剂量分别比Fenton体系减少了1/4和2/3,且UV/Fenton体系降解产物达80%以上矿化。这表明与Fenton法比,UV/Fenton法为更高效的去除水中微量DBP和BP的方法。当DBP和BP混合共降解时,氧化剂投加量分别比单独降解减少了1/4和3/7,而其降解率均可达93%以上,表明两者间具有较好地协同促进作用。降解动力学分析表明,UV/Fenton(或Fenton)氧化降解BP和DBP的过程可分为·OH的快速生成、直接快速氧化阶段(反应的前5～10 min)和受Fe~(3+)/H_2O_2反应速率控制的缓慢降解2阶段,并可组合2个伪一级反应动力学模型较好地模拟整个反应过程,模型决定系数R~2 0. 99,均方根误差0. 2。     

·OH溶液氧化降解土壤中多溴联苯醚的研究

研究了·OH溶液降解土壤中的多溴联苯醚(PBDEs)的可行性,分析了降解机理和影响降解效果的因素.发现羟基对PBDEs有很强的降解能力.当初始质量浓度为3mg/kg时,降解率达到97.54％;降解率随着·OH溶液投加量的增加而增加,当投加量为4 mL/g时,降解率达到96.38％,再增加投加量,降解率增加不明显;温度对降解率的影响很大,在20℃降解率为96.5％,而达到40℃时,降解率只有89.57％;·OH能迅速与污染物发生反应,当反应进行1min后,降解率就达到95.6％,再增加反应时间,降解率增加的很小;采用GC-MS对BDE15的降解产物进行定性分析,发现降解过程中,BDE15被大量降解,并最终被降解为CO2和H2O.     

超声波和Fenton试剂联用降解氯苯的试验研究

以超声波(US)和Fenton试剂联用对氯苯(CB)的脱氯降解作用进行了研究.采用单因素法,重点考察了Fenton试剂配比(n(H_2O_2):n(Fe~(2+)))、Fenton试剂用量、CB初始浓度、溶液初始pH值和超声波功率等因素对脱氯降解效果的影响,研究了CB浓度与反应时间的变化关系.结果表明,US/Fenton试剂对CB具有良好的脱氯降解作用,当CB初始质量浓度为100 mg·L~(-1)、H_2O_2与Fe~(2+) 的物质的量比为40:1、H_2O_2的浓度为10 mmol·L~(-1)、溶液初始pH值为3、超声波功率为250 W时,CB脱氯率最大可达93.5%.US/Fenton试剂对于CB的脱氯降解反应符合1级衰减模型,速率常数k'=0.266 min~(-1).     

C3降解长链烷烃的条件优化及其机理研究

以正十六烷无机盐培养基为选择培养基,从武汉石化输油管附近土壤中筛选出了1株高效降解长链烷烃的菌株C3。采用摇瓶实验,研究了菌株C3降解正十六烷的降解条件、降解动力学及降解机理。菌株C3降解正十六烷的最适宜条件为温度35℃、初始p H=7、摇床转速150 r/min。动力学研究显示,在底物质量浓度为1 000 mg/L时,其降解动力学拟合结果符合Monod方程,半饱和常数Ks=609.8 mg/L,最大降解速率v_(max)=62.1mg/(L·h)。对C3降解正十六烷产物进行红外光谱及GC/MS分析,推测该降解方式为末端氧化。     

零价铁活化过硫酸盐降解分散剂木质素磺酸钠研究

为研究零价铁(Fe0)通过电子转移对过硫酸盐(PS)降解分散剂木质素磺酸钠(SL)能力的影响,以SL作为目标污染物,对影响SL降解的因素(初始pH值、SL初始质量浓度、PS浓度、Fe0投加量)及降解机理进行探讨.结果表明,1)当pH值小于2时,SL降解率随pH值升高而升高;当pH值在2～5时,SL降解率随pH值升高而降低.当PS浓度在2～4 mmol/L时,SL的降解率随PS浓度的增大而增大;当PS浓度超过4 mmol/L后降解率呈现下降趋势.当固定其他反应条件时,SL的降解率随SL初始质量浓度的升高而降低.2)相比于单一 Fe0体系和单一 PS体系,Fe0-PS体系对SL的降解率有显著提高,对含SL废水可生化性有所改善.在最佳反应条件下(pH值为2,Fe0投加后质量浓度为0.3 g/L,SL初始质量浓度0.5 g/L,PS浓度为4 mmol/L),180 min内SL的降解率能达到75.9％.3)Fe0活化PS产生SO4-·,通过自由基淬灭剂进行淬灭试验,确定降解过程中的SO4-·与·OH为体系活性物质.4)通过红外吸收光谱扫描,比较SL与反应产物的FTIR图谱,推测在氧化作用下,SL的苯环结构断裂,部分磺酸基团被氧化为SO4-.研究表明,Fe0-PS体系与单一 Fe0体系和单一 PS体系相比,Fe0能有效活化PS产生SO4-·,进而对SL有更好的降解效果.     

UV/H2O2催化氧化去除微囊藻毒素-LR

研究了UV/H2O2氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,探讨了各种因素如H2O2浓度、pH值、光强、MC-LR浓度及反应时间对降解的影响.UV和H2O2氧化去除MC-LR具有协同作用,H2O2在UV照射下产生的羟基自由基对MC-LR有很强的氧化能力.MC-LR的降解过程可用准一级反应速率方程和二级反应速率方程拟合.反应速率常数随MC-LR的起始浓度增加而减少,反应半衰期随MC-LR的起始浓度增加而延长.在H2O2浓度为1.0 mmol/L、反应温度为(25.5±1)℃、pH值为6.8、光强2.5×104 lux及反应时间60 min的条件下,质量浓度为0.203 mg/L的MC-LR的去除率可以达到80.8%.结果表明,UV/H2O2氧化体系能有效地降解MC-LR.     

城市生活垃圾中可降解有机物降解规律研究

通过室内降解试验,测定了城市生活垃圾中可降解有机物降解过程中的纤维素及木质素含量,提出采用C/L(纤维素含量/木质素含量)归一化后的相对变化量来表征城市生活垃圾(MSW)的生物降解程度.分析生物降解程度指标随时间的变化规律,结果表明,生物降解程度随着降解时间的增加呈倒"S"型变化,可降解有机物的降解过程是由慢到快再到慢的过程;Slogistic模型可以较好地模拟MSW的降解过程,而模型参数可以反映降解条件对降解速率的影响.Slogistic模型预测的填埋场稳定化时间与实测结果相符,表明了建议的表征降解程度指标及Slogistic模型的合理性与正确性.     

二氧化氯杀藻无机副产物亚氯酸盐生成规律研究

研究了不同二氧化氯投加量、接触时间、pH值下二氧化氯杀藻中亚氯酸盐的生成规律及其他水质条件(藻初始质量浓度、有机物和氨氮)对亚氯酸盐生成的影响。结果表明,亚氯酸盐生成量随着二氧化氯投加量的增大和时间的延长而增大。放置2 h,生成的亚氯酸盐占二氧化氯初始投加量的10%~30%。二氧化氯杀藻的水样放置时间越长,开始生成亚氯酸盐的pH值就越低。放置30 min时生成亚氯酸盐的起始pH值为6,放置70 min时起始pH值为3.9。在酸性条件下,亚氯酸盐的生成量随pH值增大而增大;而从中性到碱性,亚氯酸盐增加缓慢。藻初始叶绿素a的质量浓度超过14.93μg/L时,亚氯酸盐的生成量随藻初始质量浓度的增大而增大。有机物促进了亚氯酸盐的生成,但亚氯酸盐的生成量并没有随有机物质量浓度的增加而增加。增大氨氮质量浓度,亚氯酸盐的生成量有降低的趋势。     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

Fe3O4@SiO2微球作为非均相Fenton催化剂结合超声降解亚甲基蓝模拟废水

采用水热法制备Fe_3O_4纳米微球,用Stber工艺法表面修饰Fe_3O_4制备Fe_3O_4@SiO_2磁性微球,将其作为非均相Fenton催化剂,并结合超声降解亚甲基蓝(MB)模拟印染废水。通过单因素分析实验,考察了初始pH值、H_2O_2投加量、Fe_3O_4投加量等条件对非均相Fenton反应的影响。结果表明,pH值为3,Fe_3O_4@SiO_2投加量为3. 00 g/L,超声10 min,H2O2投加量为2. 00 m L/L,反应时间1 h,反应温度30℃,此时MB的去除率可达到99. 9%。