UVC/过硫酸盐/乙腈反应体系的构建及对茜素类染料的降解

为探索水体环境中有机污染物在硫酸根自由基(·SO₄^-)作用下的迁移转化规律,构建了UVC/过硫酸盐(PDS)/非质子极性溶剂反应体系,模拟了茜素类染料在·SO₄^-作用下的降解动力学与反应机制.媒染橙1在不同溶剂体系中的降解动力学常数大小为:(90%乙腈(ACN)+10%水(H₂O))>100%H₂O>100%二甲基亚砜(DMSO)>100%二甲基甲酰胺(DMF).并且媒染橙1比茜素黄GG具有更高的降解反应速率. UVC/PDS/(90%ACN+10%H₂O)体系中PDS用量、底物浓度、反应温度和光照强度等因素对茜素类染料降解动力学均有明显的影响.高温和强的光强有利于茜素类染料的降解,而过高PDS用量和底物浓度降低了茜素类染料的反应速率.·SO₄^-对茜素类染料的降解占据主导作用.而茜素类染料的初始降解途径主要包括单电子转移反应导致的脱磺酸基和偶氮键断裂以及吸氢反应和取代反应等...     

表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)辅助合成Bi2MoO6光催化剂协同PMS降解AO7

采用CTAB辅助水热法合成钼酸铋(Bi₂MoO₆,BMO)微球,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS),在可见光下降解废水中的偶氮染料金橙Ⅱ(AO7).利用X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)对催化剂进行了表征,并通过降解实验测试其催化性能.结果表明,合成的催化剂具有良好的吸附、催化降解AO7的性能.在中性条件下,催化剂投加量0.3 g·L^-1,AO7浓度0.1 mmol·L^-1,PMS浓度1 mmol·L^-1,可以在30 min内完全降解AO7.研究了催化剂含量、pH、共存阴离子等对AO7降解效果的影响.通过自由基消除实验,探索了0.10CTAB-BMO/光/PMS体系中存在的活性物种(h⁺、·O₂^-、¹O₂、·OH和SO₄...     

不同活化过硫酸盐体系的机理分析及不同无机阴离子的作用:以两种有机染料为例

高级氧化技术（AOPs）广泛应用于不同的废水处理,并目前此类技术多以羟基自由基（OH·）的产生为主.近年来,基于硫酸根自由基（SO ₄^-·）的AOPs因其对有机污染物的高反应活性和对复杂环境基质的高选择性而备受关注.但是,在对各种活化方式的系统比较方面还存在一些不足,对降解途径和不同阴离子对体系的影响也缺乏研究.本文通过两种染料的降解对3种活化过硫酸盐体系进行了系统性的比较,并结合自由基捕获实验（甲醇,叔丁醇）和产物分析,研究了体系降解机制及路径.研究了4种阴离子（HCO₃^-、N O₃^-、Cl-、Br-）对3种不同活化过硫酸盐体系降解染料的影响.结果表明,SO ₄^-·与OH·在3种活化体系中对染料降解均有贡献.在热活化体系（heat-Na₂S₂O₈）中,对染料降解起到主导作用的活性物种为S O₄^-·;在光...     

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^-1,PMS浓度为0.5 mmol·L^-1条件下,50 mg·L^-1的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO₃^-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)为Co...     

BDD-Fe-NADE电芬顿系统降解磺胺类抗生素的作用机理

本研究构建了以BDD电极为阳极,自然空气扩散电极(natural air diffusion electrode,NADE)为阴极,零价铁作为催化剂的电芬顿系统,深入探索了该系统对磺胺嘧啶(sulfadiazine,SD)的降解效果和机理.相较于其他系统,BDD-Fe-NADE系统降解优势明显.为进一步探索系统的作用机理,在BDD阳极和NADE阴极之间加入质子交换膜,构建双室降解系统,分别计算阳极室和阴极室中直接电子转移(direct electron transfer,DET)、H₂O₂、·OH、S₂O₈^2-和·SO₄^-等氧化性粒子对于磺胺嘧啶降解的贡献率.结果表明,在阳极室中,电极氧化和Fe²⁺催化S₂O₈^2-产生的·SO₄^-起主要氧化作用,贡献率分别为49.02%和35.29%;在阴极室中,Fe     

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^-1,在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO₄4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe₃O₄4)、Fe₃O₄4负载型催化剂(ACF/Fe3O₄4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe₃O₄4、ACF/Fe₃O₄4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO₄l·L^-1)对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO₄l·L^-1)相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO₄4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO₄4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

唑啉草酯在液相中的光化学降解

以氙灯为光源,研究了唑啉草酯在不同条件下的光解特性。结果表明：唑啉草酯在甲醇、乙腈、丙酮和正己烷中的光降解均符合一级反应动力学,光解速率由大到小依次为乙腈、正己烷、甲醇和丙酮,光解半衰期分别为9.76、15.1、31.5和138 h。NH₄⁺和NO₃^-添加浓度为1 mg·L^-1显著提高唑啉草酯在水溶液中的光解速率,光解半衰期最短为3.17 h;随着添加浓度的增加,光敏化效应呈明显减弱趋势;Fe³⁺和Cu²⁺对唑啉草酯的光解均存在光淬灭效应,淬灭率最高为16.7%。H₂O₂和TiO₂对水溶液中唑啉草酯光解速率的影响均随着其添加浓度增加而加快。以p-亚硝基-N,N-二甲基苯胺(PNDA)为·OH探针性捕获剂证实H₂O₂和TiO₂均能促进产生·OH从而加快唑啉草酯的光解速率。     

基于卫星遥感与CMB模型的济南市冬季重污染过程PM2.5溯源分析

济南市作为京津冀大气污染传输通道“2+26”城市之一,冬季易出现以PM_2.5为首要污染物的重污染天气。为探究济南市冬季PM_2.5重污染过程的污染成因和主要来源,以济南市冬季一次重污染过程(2020年1月1日—6日)为研究对象,基于卫星遥感、化学质量平衡(CMB)模型、潜在源贡献因子分析(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT),同时结合气态污染物和PM_2.5组分小时数据以及各项气象要素等资料,全面和综合地对济南市冬季重污染过程污染特征、本地来源、区域传输和时空演变过程进行了分析。结果表明,济南市本次重污染过程以PM_2.5为首要污染物,随着湿度升高和大气边界层高度(PBL)的降低,PM_2.5日均质量浓度达到最高211μg·m^-3,其中PM_2.5小时质量浓度最高达到333μg·m^-3;NO₃^-、SO₄^2-、NH₄     

基于多同位素的珠三角PM2.5中二次无机气溶胶来源解析

二次无机气溶胶(SIA,Secondary inorganic aerosol)是PM_2.5中的重要组成部分,其快速形成是导致大气能见度下降的重要原因。二次无机气溶胶主要包括硫酸根、硝酸根和铵根离子,其来源广、生成途径复杂,识别其来源存在一定的挑战。最近,基于稳定同位素(δ³⁴S-SO₄^2-、δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-、δ¹⁵N-NH₄⁺)的源解析方法被应用到相应污染物的来源解析。选取珠三角鹤山大气超级站作为研究地点,开展了为期1年的大气PM_2.5样品采集,在分析了70个样品的水溶性离子、痕量金属元素、有机碳、无机碳的基础上,选取其中的37个大气PM_2.5样品,分析了相应的δ³⁴S-SO₄^2-     

水中不同热解温度溶解性黑碳的光化学活性

为研究不同热解温度下溶解性黑碳（DBC）光化学活性与其产生活性氧物种的能力,通过自然光照研究了不同热解温度下小麦秸秆DBC光致产生其激发三重态（³DBC^*）、1O₂、·OH和O₂·^-的能力,以及DBC光谱参数(SUVA₂₅₄,254 nm处的紫外吸光系数;E₂/E₃,254 nm和365 nm处吸光度的比值;S_R,S_275-295和S_350-400的斜率比值)和³DBC^*量子屈服系数(f_TMP)、单线态氧量子产率(Φ₍1_o2))之间的关系.结果表明,³DBC^*的探针2,4,6-三甲基苯酚（TMP）的光解速率随热解温度的升高先增大后减少,在300℃达到最大值;¹     

疫情常态化管控下济南市春节前后PM2.5中二次组分变化特征

为研究新冠肺炎疫情常态化管控下,济南市春节前后PM_2.5中二次组分的变化特征、气粒分配规律及其影响因素,本文对2021年2月1-27日春节前、春节期间和春节后的3个时段济南市区在线监测的水溶性离子、碳组分及气态前体物质量浓度小时数据进行分析.结果表明,2021年疫情常态化管控下济南市春节前后二次组分浓度与2020年同比均明显下降,ρ(NO₃^-)、ρ(SO₄^2-)、ρ(NH₄⁺)和ρ(SOA)分别下降53.09%、58.32%、51.17%和61.84%,其中二次无机组分(NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺之和)和SOA在PM_2.5中的占比分别为54.07%和8.20%,春节期间PM_2.5及二次组分在10—18时浓度较低,与春节期间白天人为活动相对减少,机动车、建筑工...     

2018年成都市PM2.5中水溶性无机离子污染特征及来源解析

为了探究成都市PM_2.5水溶性无机离子的污染特征与来源贡献,于2018年1月1日—12月31日利用高分辨率的MARGA对PM_2.5组分展开在线监测,结合同一点位的气态污染物、气象参数监测数据进行分析.结果表明,水溶性无机离子与PM_2.5具有相同的月变化趋势,水溶性无机离子月均浓度为10.35-39.60μg·m^-3,在PM_2.5中的占比为31%—51%,水溶性无机离子是PM_2.5的重要组成部分.NO₃^-在水溶性无机离子中月均占比以12月最高,8月最低,SO₄^2-刚好与之相反.大气长期处于富氨状态,二次离子主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Cl的形式存在,SOR在冬季12月与夏季8月分别出现高值0.61与0.5,但NOR只在冬季出...     

高浓度含油废水中不同组分烃的生物强化去除特性

为探究石油烃降解菌群对高浓度含油废水中不同组分烃的生物降解特性,向含油水相中接种石油烃降解菌群LW-10(Accession number:SRR15082184)进行降解实验.利用GC-MS研究了LW-10对原油中不同组分烃的降解性能,采用流式细胞术检测降解体系中的菌量变化.利用qPCR技术对控制不同组分烃降解的关键基因进行检测.结果表明,原油浓度为5000 mg·L^-1的含油废水中接种LW-10降解17 d,对原油中烷烃和多环芳烃组分的降解率分别为96.7%和28.4%.体系中的降解菌总浓度与高活性菌浓度由接种时的1.0×10⁸ cfu·mL^-1增加至2.1×10⁹ cfu·mL^-1和8.3×10⁸ cfu·mL^-1.检测的3种石油烃降解功能基因中,烷烃单加氧酶基因alkB2拷贝数由1.06×10⁸ copy·mL^-1变为2.84×10⁸copy·mL^-1...     

氯酸盐屏蔽废水COD测定的消除策略及反应机制

向废水中投加氯酸盐,即所谓的“COD(化学需氧量)去除剂”,可降低COD检测值,呈现出水符合COD排放标准的假象.从本质上而言,氯酸盐的添加并未实际去除COD,而仅仅是作为氧化剂减少了在高温消解过程中重铬酸钾的消耗量,导致测定的COD数值偏小,因此氯酸盐只是起到了掩蔽作用.为消除氯酸盐对COD的掩蔽作用,提出了一种以亚硫酸盐为还原剂的预处理工艺:根据氯酸盐含量投加相应的亚硫酸氢钠进行去除,进而测定出真实的COD.结果表明,当[SO₃^2-]/[ClO₃^-]摩尔比为5—6、温度为60℃时,经过lh的反应可以有效的消除氯酸盐对COD测定的影响,此时SO₃^2-和ClO₃^-同步耗尽.基于ESR(电子自旋共振)分析,可知氯酸盐与亚硫酸盐首先通过单电子转移反应生成SO₃^·-,生成的SO₃·与溶解氧进一步发生反应生成SO₄^·-     

改性FeCo2O4活化PMS降解水中2,4-二氯苯氧乙酸

以离子液体为氮源、磷源和氟源,采用一步水热法将N、P、F的3种元素掺杂到FeCo₂O₄中合成了NPF-FeCo₂O₄催化剂,用于活化过一硫酸氢钾(PMS)降解水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).分别采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征.实验结果表明,当催化剂投加量为0.1 g·L^-1、PMS浓度为1 mmol·L^-1时,反应30 min后2,4-D的去除率可达100%;初始pH值在3到9的范围内,体系对2,4-D的去除效果不受影响,水中低浓度的Cl^-、HCO₃^-和腐殖酸对反应有轻微的抑制.通过电子自旋共振波谱(EPR)测试结果显示,相较于FeCo₂O₄和NP-FeCo₂O₄催化剂,NPF-FeCo₂     

MBR处理不同浓度高硫酸盐有机废水效能比较

针对食品加工过程中产生的高SO₄^2-有机物废水,采用MBR工艺对其进行处理研究,分别考察了1.6%和2.6%SO₄^2-浓度下反应器容积负荷和污染物去除情况.经过110天的运行时间发现,进水SO₄^2-浓度为1.6%的系统能获得更高的容积负荷和污染物去除效率,其最大容积负荷为1.0 kg·(m³·d)^-1COD,COD去除率为97.7%;而另一方面较高的无机盐环境进水SO₄^2-浓度为2.6%SO₄^2-系统下,获得的最大容积负荷仅为0.5 kg·(m³·d)^-1(按COD算),COD去除率为96.4%.在2.6%SO₄^2-浓度下,微生物受到的抑制更强,有机物降解效果低于1.6%SO₄^2-的系统.此外,氨...     

UV/H2O2对盐酸林可霉素的光催化降解及生物毒性分析

本文以盐酸林可霉素(LCM)为研究对象,探究其在UV/H₂O₂降解作用下的降解情况,探讨了H₂O₂浓度、初始pH值和有机物等影响因素对LCM的影响及机制.实验结果表明,当H₂O₂浓度为50 mg·L^-1,pH=7.3,LCM浓度为10 mg·L^-1,反应30 min后,LCM去除率达到98%,且反应过程遵循准一级动力学.利用高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(LCMS-TOF 5600+)鉴别出其在UV/H₂O₂降解过程中主要产物的分子结构式,进而推导出可能的降解路径.利用TEST对降解过程中的产物进行毒性预测,结果表明,中间产物的毒性高于母体,对水质安全保障造成潜在风险.     

嘉善冬季PM2.5化学组分特征及来源分析

为研究嘉兴地区嘉善冬季污染时段和清洁时段PM_2.5化学组分特征,结合气象数据对2019年1月嘉兴市嘉善县善西超级站在线自动监测PM_2.5及化学组分数据、气态污染物(NO₂和SO₂)进行了分析.结果表明,2019年1月嘉善善西超级站污染时段PM_2.5浓度(97.18μg·m^-3)为清洁时段(36.77μg·m^-3)的2.6倍.污染时段水溶性离子浓度(41.58μg·m^-3)较清洁时段(19.82μg·m^-3)高21.76μg·m^-3,但占比有所降低,含碳组分比例增加.OC;EC比值为3.93,可能受到燃煤及机动车排放的共同影响.低风速及高湿有利于NO₂和SO₂等气态污染物进行二次转化,污染时段硫转化率和氮转化率均比清洁时段高,分别增高7.93%和54.11%,说明NOx向硝酸盐二次转化较为明显,导致颗粒物浓度升高.聚类分析结果显示67.34%气流来自北方,且相应的气流轨迹上污染物浓度比周边高,说明污染物存在一定的长距离输送.结合风玫瑰图可以看出,污染主要为本地及其周边的输送,污染物的长距离输送在短时会使污染浓度突增.因此,在重点关注本地及周边污染的同时,偏北气流下的污染物区域输送不可忽视.     

无机离子对左旋葡聚糖光降解的影响

左旋葡聚糖(LG)被广泛作为生物质燃烧的示踪剂.然而,近年来研究表明左旋葡聚糖在大气中不稳定而会发生光降解.此外,对于大气中含量较高的SO₄^2-、NO₃-、NO₂-无机离子对LG光解的影响罕有报到.为此,本文模拟了液相中SO₄^2-、NO₃-、NO₂-对LG光氧化行为的影响.结果表明,Na2SO₄、NaNO₃、NaNO₂条件下LG光解速率常数分别为0.208、0.182、0.165 min^-1,均低于对照组(0.266 min-1),这表明无机离子的存在会减缓LG光降解速率.此外,这3种无机离子对LG光解产物中的低分子脂肪酸分布,甲酸/乙酸(C1/C2)比率均有重要的影响.其中,SO₄^2-存在下产物中戊二酸较多、NO₃-存在下产物中甲酸较多、NO₂-存在下产物中乙酸较多;NO₂-存在下产物中的C1/C2比率小于1与一般二次源中的C1/C2比率不一致,这表明由单一反应引起的C1/C2并不总是大于1.这些结果对于我们深刻理解大气液相中的有机物转化具有重要的参考价值.