纳米双金属体系催化降解有机氯化物研究进展

综述了国内外在双金属体系催化降解氯代芳香烃及衍生物、氯代脂肪烃、有机氯农药等有机氯化物领域的研究情况,简要分析了纳米双金属体系的还原脱氯反应机理和优缺点,并讨论了该研究领域的发展前景。     

负载纳米零价铁复合材料去除COCs的研究进展

负载纳米零价铁及其双金属复合材料能高效降解氯代有机物,已成为国内外都颇受关注的研究热点。该文介绍了纳米零价铁在不同负载材料上的负载方法,概述了负载纳米零价铁复合材料降解氯代有机物的研究进展,包括其降解效率、机理及动力学。并讨论了p H等环境因素及零价铁含量、材料老化等内在因素对该吸附与还原脱氯过程所造成的影响。针对当前该领域在材料性能、降解和老化机理方面的不足,提出了研究展望。     

氯代烃污染土壤的纳米零价铁厌氧修复研究

有机氯代烃引发的土壤环境污染问题已日趋严重。以纳米零价铁厌氧还原技术为核心的厌氧降解修复技术已逐渐成为有机氯代烃污染土壤厌氧降解研究的热点。有机氯代烃自身分子结构的差异性决定了有机氯代烃的挥发性、持久性及生物毒性等理化性质差异巨大,最终影响到污染土壤厌氧修复技术的优化。文章系统梳理、总结了不同分子结构的有机氯代烃污染土壤的纳米零价铁厌氧修复研究进展,分析了不同分子结构的有机氯代烃的厌氧降解途径,比较了不同分子结构有机氯代烃的厌氧降解效果,以期能够为深入开展有机氯代烃污染土壤的纳米零价铁修复研究工作提供借鉴。     

废弃电容器油中多氯联苯的亚临界水还原脱氯

电容器油中的多氯联苯(PCBs)含有从二氯到五氯同族元素的多种同系物,对环境和人类健康具有潜在风险。通过化学还原合成纳米级零价铁(n-ZVI)粒子,并将其应用于在亚临界水中对多氯联苯的脱氯。合成的纳米铁颗粒的粒径在20~100 nm之间,比表面积34.1 m2/g。在330℃的亚临界水中处理1 h,纳米铁颗粒脱氯率超过40%,而铁粉脱氯率只有不到10%。纳米铁颗粒脱氯产物主要是苯基和低氯代联苯,而铁粉脱氯产物中仅能检测到少量的低氯代联苯。因此,在亚临界水通过离解提供氢源的条件下,纳米铁具有较铁粉更好的脱氯效果。     

pH值对纳米零价铁吸附降解2,4-二氯苯酚的影响

在不同pH条件下,对纳米铁(颗粒粒径为30～40 nm)及其降解2,4-二氯苯酚反应体系进行取样,并进行透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜-能谱联用(SEM-EDX)以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等形貌观测与分析表征,以考察pH值在纳米零价铁降解氯酚反应过程中的影响和作用.结果表明,在降解2,4-二氯苯酚的过程中纳米铁由分散的颗粒逐渐团聚,其表面逐渐氧化,并最终被呈针状结晶的碱式氧化亚铁(FeOOH)覆盖,从而阻碍了降解反应的进一步进行.在酸性体系中,纳米零价铁的氧化和团聚现象有所缓解,尽管会造成一部分铁量的损失,但反应产生大量的亚铁离子参与并促进了脱氯降解反应的进行,反应过程中溶液pH值有逐渐升高的趋势.不同pH条件下,纳米铁对氯酚的去除率随pH值的降低而升高,酸性条件有利于提高氯酚的还原降解速率,当pH=3时,24 h内氯酚的去除率可达到90%以上.     

纳米铁为脱氯菌供电降解三氯乙烯实验研究

采用一种从氯乙烯污染场址土壤中提取的脱氯菌种(Dehalococcoides spp.)进行三氯乙烯(TCE)降解实验,研究纳米铁厌氧腐蚀产氢为该脱氯菌种提供电子的可能性.结果表明,在甲醇做电子供体时,稀释25倍的菌液［（2.0±0.44）×105　cell/mL)］可以在96　h内将20 mg/L TCE完全降解,并在190　h时有2.706　μmol乙烯产生.而在无甲醇做电子供体时,96　h内只有部分TCE转化为顺二氯乙烯(cisDCE),且190　h时几乎无乙烯产生（0.159　μmol）,因此无电子供体时菌液脱氯活动不能维持.但在4　g/L纳米铁腐蚀产氢的情况下,脱氯菌可以利用纳米铁产生的阴极氢维持脱氯活动,在131　h内将20 mg/L TCE完全降解,并且其耦合的脱氯速率高于纳米铁单独降解时的速率.从乙烯的产量分析中可以看出,纳米铁供电时190　h后由脱氯菌产生的乙烯量为1.187　μmol,明显低于甲醇做电子供体时乙烯的产量2.706　μmol,表明纳米铁可能对微生物存在一定的毒性效应.同时反应190　h后乙炔的产量为0.109　μmol,相对低于与纳米铁单独降解TCE时的产量0.161　μmol,说明微生物在无电子供体的情况下,竞争利用了纳米铁与水反应产生的电子导致乙炔的生成量降低.上述结果表明,4　g/L的纳米铁与水反应生成的活性氢可以为脱氯菌提供电子,并维持其脱氯活动,这对纳米铁和脱氯菌耦合应用于地下水的有机氯修复具有重要的实际意义.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.     

纳米镍/铁和铜/铁双金属对四氯乙烯脱氯研究

以实验室合成的纳米双金属颗粒(Ni/Fe和Cu/Fe)为反应材料,对四氯乙烯(PCE)进行脱氯试验研究.纳米金属颗粒(直径范围在1～100nm)比表面积比微米级铁颗粒高数十倍.结果表明,纳米Ni/Fe和Cu/Fe对四氯乙烯有明显的脱氯作用,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程;在作为还原剂的铁表面镀上一薄层起催化作用的金属Ni或Cu,催化剂的存在大大降低脱氯反应活化能,提高了脱氯速率,并减少氯代副产物的产量.与零价铁及微米级双金属系统(Ni/Fe,Cu/Fe)相比,纳米颗粒对PCE的脱氯速率有明显提高,尤其是纳米Ni/Fe,标准化反应速率常数KSA为4.283 mL·m-2·h-1,分别比零价铁和微米级Ni/Fe系统快33.23倍和11.59倍.纳米Cu/Fe标准化反应速率常数KSA为1.194 mL·m-2·h-1,分别比零价铁和微米级Cu/Fe双金属系统快9.26倍和5.24倍.在相同条件下,纳米Ni/Fe脱氯速率常数KSA是纳米Cu/Fe的3.59倍.     

超声辅助纳米铁降解酸性红G的实验研究

通过硼氢化纳还原法制备了铁纳米颗粒,并用十二烷基硫酸钠对其进行保护。所得铁纳米颗粒大小在13nm左右,体心立方相。对比了在机械搅拌和超声辅助条件下纳米铁对酸性红G的降解率,超声条件下纳米铁和微米铁对酸性红G的降解率,以及纳米铁投加量、pH值对酸性红G降解率的影响。结果表明,超声辅助下,pH=6～7时,4min内纳米铁对酸性红G有较高的降解率。机理分析表明超声辅助条件下纳米铁对酸性红G的降解主要是超声分散下纳米铁的还原作用得到提高以及纳米铁氧化产物的絮凝作用。     

包覆型纳米铁的制备及其降解三氯乙烯的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过微乳液原位聚合法制备包覆型纳米铁,采用XRD、FI-IR、TEM对其性能进行表征.结果表明:包覆型纳米铁(En-n ZVI)是在纳米铁颗粒(n ZVI)外层形成了稳定的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆层,包覆后的纳米铁粒径均一、不团聚,并能于空气中放置3 d以上而不被氧化,克服了纳米铁在空气中不能稳定存在的缺点.降解实验结果表明:该纳米材料能有效降解环境污染物三氯乙烯TCE,24 h去除率超过了92%,脱氯率达到90.0%.     

气相色谱法测定乐安江底质有机氯农药残留

在保证足够的准确度、精密度和灵敏度的前提下,采用索式萃取、浓硫酸净化、国产OV-17毛细管色谱柱和ECD检测器,通过优化实验条件分析河域底泥中六六六(BHC)和滴滴涕(DDT)等六种有机氯农药的残留。方法的线性范围为8.0×10-3~4.0×10-1μg/mL;加标平均回收率在78.8%~110.2%,测定结果的相对标准偏差为4.5%~9.8%。实验结果验证了该方法快速、经济、有效,对河域底质中有机氯农药残留的测定具有好的适用性。     

机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚

以金属氧化物为磨料,在常温常压,行星式球磨机转速500r/min条件下,通过机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)。用气相色谱测定产物中剩余TCP含量,电位滴定法测定各反应阶段产物中游离氯离子含量,X射线衍射仪检测各金属氧化物磨料的晶粒尺寸和形状。结果表明磨料对TCP的摩尔配比越大,TCP降解率越高,当MgO与TCP摩尔配比为80:1时,TCP降解率达98.36%;6h后游离氯离子含量占投料TCP中总氯含量的76%,有>2/3的有机氯已转化为无机氯;不同磨料中,碱土金属氧化物对TCP降解效果较好。     

广西大石围天坑群有机氯农药的大气干湿沉降

为研究大气有机氯农药(OCPs)的沉降对广西乐业大石围天坑群喀斯特生态环境的影响,选择典型的大石围天坑,采用大气干湿采样器分季节进行了为期一年(2007-03—2008-03)的大气干湿沉降样品采集,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定22种有机氯农药。结果表明,大气干湿沉降中PAHs的干湿沉降通量为10.236～88.728 ng(/m.2d),平均值为48.974 ng(/m.2d),研究期间大石围天坑的OCPs沉降量为2.986 g;OCPs沉降通量的空间分布为东垭口>南垭口>北哑口>西峰,与风的进出口密切相关;不同季节的沉降通量为春季>秋季>夏季>冬季,春、夏季OCPs沉降通量高于秋、冬季1.0倍,且春季以滴滴涕(DDTs)和六氯苯(HCB)为主,夏季以β-硫丹和HCB为主,秋季以HCHs和顺式-氯丹为主,冬季以HCHs为主。研究区大气OCPs沉降通量与季风、地理位置、降雨量和温度等因子密切相关;OCPs来源分析显示大石围天坑群春、夏季大气中OCPs主要来源于高气温、低海拔的水稻、水果主产区百色、南宁盆地的远距离传输,秋、冬季则来源于北部相邻的贵州省境内。     

天然源排放碳氢化合物对广州地区光化学污染的影响

运用二维网格模式模拟天然源排放碳氢化合物对广州地区光化学污染的影响．结果表明,天然源排放碳氢化合物的减少直接引起臭氧浓度的减少．当天然源碳氢化合物排放量为零,臭氧平均浓度将减少51.0％;当人为源碳氢化合物排放量为零,臭氧平均浓度将减少34.4％．尽管模拟区内天然源碳氢化合物所占比例（45.7％）比人为源所占比例（54.3％）略小,但天然源碳氢化合物对臭氧浓度的影响却比人为源大．在广州地区东北部,天然源碳氢化合物对臭氧浓度起主要作用;在广州地区南部,人为源碳氢化合物对臭氧浓度起主要作用     

桑沟湾贝类养殖海域石油烃污染状况及其对贝类质量安全的影响

2008年1～11月在桑沟湾贝类养殖海域分别采集表层海水、表层沉积物和养殖贝类样品,进行了石油烃含量分析.依据石油烃含量检测结果,分析了桑沟湾贝类养殖海域海水和沉积物中石油烃含量的分布和变化趋势以及贝类体内石油烃含量水平和种间差异,并对3种介质中石油烃的污染状况进行了评价,最后探讨了贝类体内积累的石油烃及对贝类质量安全...     

石油烃污染对海洋浮游植物的影响

近年来,由于石油工业、海上运输业的迅速发展,海上油田泄漏、船舶溢油事故不断发生,陆地含油废水等合油污染物也大量流入海洋,石油烃已成为海洋最主要的污染物。而海洋浮游植物是石油烃污染物进入海洋食物链的起点,研究石油烃污染物对其影响至关重要。本文着重分析石油烃在海水中的存在形式及变化和对海洋浮游植物的影响,并对石油烃污染的防治对策和存在的问题提出自己的见解,旨在为国内对海洋石油烃污染研究提供一些借鉴。     

华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用范围及潜力研究

本文总结了华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用的四大特征；对不同演化阶段的烃源岩发生二次生烃作用的特征进行了分析，并以此确定了华北地区下古生界二次生烃作用的范围；通过模拟实验，对华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用潜力进行了分析。     

烷烃异常在八卦庙金矿床勘查评价中的应用

有机质对金属元素的迁移、沉积、富集成矿有重要的作用 ,有机烃是有机质最终的裂解产物 ,具有很强的挥发性和穿透性。研究发现八卦庙金矿床有机烃与金矿体品位呈正相关关系 ,矿床的矿化富集中心也是有机烃的浓集中心 ,利用有机烃的这一特点可以进行隐伏金矿床的预测研究     

舟山群岛海洋动物体内石油烃的含量及对海域有机污染的指示作用

在1998～2004年对舟山海域4个县区40种海产品的石油烃含量,采用分子荧光光度法进行了检测,结果表明:(1)舟山群岛海洋动物体内石油烃含量的种间分布差异较大,以瓣鳃纲和腹足纲为主的软体动物的生物富集作用具有明显的区域和时段特征;(2)舟山群岛海洋动物体内石油烃含量在1998年和2001年的3 a有一个明显下降过程,而在2003和2004年又有了明显的上升趋势并在总体上已超过了1998年的水平;(3)以营埋栖的缢蛏和活动范围有限的龙头鱼,适于作为潮间带泥滩或河口区域等不同栖息生境有机污染的指示物种.     

石油烃类污染物的微生物修复技术

石油作为重要能源之一,已被世界各国广泛使用,随之而来的石油烃污染已经对人类生存的土壤及水体环境造成了严重的危害,微生物降解是一种处理石油烃污染的理想方法。本文对石油烃类污染物的生物处理技术进行了较全面的介绍,综述了降解石油烃的微生物种类、微生物降解石油烃机理、影响因素以及微生物降解石油烃技术的应用等方面的研究进展,分析了现有研究中存在的不足,并对今后的研究趋势进行了展望。