紫外线氧化技术的原理及在水质净化处理中的应用

紫外线(UV)具有杀菌灭活作用,被广泛用于室内空气消毒和某些食品业用水消毒.紫外线对有机化合物虽有一定的光解作用,但直接作用较弱且有相当选择性,难于破坏直链烃化物如氯甲烷、氯乙烷等常见的氯烷烃化物.因而,紫外线对有机化合物的直接光解作用,尚不足用于对水质有机污染物的净化处理.所谓紫外线氧化技术(UV/Oxidation technologies),是指用紫外线氧化光解(Photolysis)作用产生羟基(—OH),利用羟基氧化破坏有机污染物,净化水质的技术.羟基具有极大的氧化破坏能力,几乎能氧化分解所有的有机物.因而,羟基在水质净化处理中具有普遍的实用价值.紫外线氧化技术与传统的解吸、吸附、生物处理技术相比,具有多方面优点.前者对有机污染物氧化破坏彻底;而后者仅使污染物在不同介质之间转移,留下难于处理的二次污染物.因而,紫外线氧化技术在水质有机物净化处理中,有着巨大发展潜力.     

LED-紫外线/氯高级氧化降解苯妥英钠特性

发光二极管(light emitting diode,LED)作为新型紫外线光源,其与活性氯联用的LED-紫外线/氯高级氧化技术可协同高效降解抗惊厥药微量污染物苯妥英钠(phenytoin sodium,PHT)。LED-紫外线剂量为0. 82 J/cm~2时,LED-紫外线/氯高级氧化对水中的PHT去除率到62%,远高于单独氯化和单独LED-紫外线处理的加和。降解动力学研究发现:LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT符合准一级反应动力学。280 nm LED作为光源的LED-紫外线/氯相比310 nm LED-紫外线/氯有更好的PHT去除效果。与LED-紫外线/H_2O_2和LED-紫外线/过硫酸盐相比,氧化剂(氯、H_2O_2和过硫酸盐)浓度为0. 282 mmol/L时,LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT的准一级反应动力学常数(0. 096 min~(-1))远高于LED-紫外线/H_2O_2和LED-紫外线/过硫酸盐,分别是其3. 7倍和3. 0倍。优化氯投加量发现,LED-紫外线/氯高级氧化在较低氯投加量(10 mg/L)条件下即可高效降解PHT。对PHT毒性变化研究发现,氯化作用降解PHT过程中,可生成具有急性毒性的中间产物,且持续累积。LED-紫外线/氯高级氧化降解PHT在较低紫外线剂量(0. 08 J/cm~2)下生成了具有急性毒性的中间产物,随着紫外线剂量增加至0. 41 J/cm~2,毒性中间产物被有效去除。     

话说臭氧层(上)

臭氧层位于离地面15—50公里的大气平流层中,集中了地球上90％的臭氧气体。紫外线使氧分子分解为氧原子,而它们又与其他氧分子结合形成臭氧。臭氧很不稳定,易被一些含有氢、氮、氯的自然成分所破坏,它们与臭氧一个氧原子发生反应,从而不断破坏臭氧层。臭氧层能有效地吸收对人类和生物生长有害的太阳紫外线UV—C和UV—B,而对生物无害的太阳紫外线UV—A却能全部通过。正是由于有臭氧层这道天然屏障,挡住了99％的致命紫外线幅射直接到达地面,才保证了地球上的人类及生物正常生长并世代繁衍。     

紫外线去除水中微量乙苯的研究

紫外线(UV)去除水中微量乙苯(<10mg/L)可以用一级反应动力学方程描述。乙苯去除得快慢同离光源的距离成反比,离光源越近去除越快,离光源越远去除越慢。用气相色谱—质谱联用仪测定了乙苯降解的中间产物,主要是乙苯的含氧衍生物,讨论了乙苯降解的机理。     

污水紫外线消毒工艺的影响因素研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了紫外线光强、配水水质及微生物因素对紫外线消毒的影响.在所选取的紫外光强范围内(0.044～0.163mW/cm²),光强对紫外线灭活大肠杆菌的去除率影响不大.水质(浊度、铁和腐殖酸等)对水样的吸光度及紫外线穿透率都有明显的影响;但是对大肠杆菌的灭活率影响不显著;当紫外线剂量增加时,这种影响逐渐变小到可以忽略.微生物的初始浓度对紫外线对微生物的灭活率有影响,微生物初始浓度越大,灭活率越高;对于不同初始浓度,紫外线灭活后存活的微生物数量比较接近.     

水和正已烷中痕量四氯联苯光降解研究

多氯联苯(PCBs)已成为全球性污染物,在人类生存的各种环境因素中,包括空气、水体、土壤、生物体,甚至远离大陆的海洋中已都发现PCBs的存在.自从发现PCBs能吸收190—240nm和280—310nm紫外光以来,人们推断PCBs吸收阳光中的紫外线后的光降解可能是从环境中除去PCBs的一种有效途径.因此对PCBs的光降解     

紫外光辐射增强活性污泥TP去除的实验研究

利用紫外线辐射驯化菌 ,投加到模拟废水中进行 TP(总磷 )去除实验研究 ,结果表明紫外线能增强活性污泥 TP去除率 ,最高时可达 1 4 %以上。     

紫外线和次氯酸钠对Escherichia coli和Poliovirus的消毒作用

本研究选用大肠杆菌(Escherichia coli)和脊髓灰质炎病毒(poliovirus)分别作为典型的细菌和病毒,利用培养和定量PCR的检测技术,对比研究紫外线消毒和次氯酸钠消毒对细菌和病毒的作用特点.结果表明:脊髓灰质炎病毒比大肠杆菌更难被灭活,达到1-log所需的氯剂量分别为19.2 mg·L~(-1)·min和10.14 mg·L~(-1)·min;所需的紫外线剂量分别为6.37 m J·cm~(-2)和1.81 m J·cm~(-2).定量PCR方法检测大肠杆菌和脊髓灰质炎病毒达到1-log的核酸损伤所需的紫外线剂量和氯剂量要比培养法高出1~2数量级,紫外线消毒对脊髓灰质炎病毒的RNA损伤量明显大于对大肠杆菌的DNA损伤,病毒的单链RNA对紫外线的敏感性更强,该结果与培养法正好相反.达到1-log核酸损伤脊髓灰质炎病毒所需的紫外线剂量为135 m J·cm~(-2),大肠杆菌所需的剂量为270.3 m J·cm~(-2),核酸损伤需要更多的消毒剂量,可能由于消毒过程微生物进入活性但处于非可培养状态(VBNC),以及灭活对微生物其他分子的损伤和微生物死后核酸的持续性.     

林芝市紫外辐射与空气质量的相关性分析

通过林芝市2017年4-6月环境空气质量资料及紫外线辐射强度观测值,对紫外线辐射强度与空气质量的相关性关系进行研究。结果表明:紫外线辐射强度中午前后最强,最大值可达70 W/m~2,早晚最弱,最小值为0.01 W/m~2;紫外线辐射等级为5级的时间占总观测时长的55.87%,超过一半以上;紫外线辐射强度与NO_2呈较明显的负相关,Pearson相关系数为-0.242;与O_3呈较明显的正相关,Pearson相关系数为0.233,两者均通过显著性检验;与AQI、PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO均无较好的相关性,未通过显著性检验。     

北京市紫外线指数的观测研究

1999年5月—2001年10月在北京观象台对紫外线指数(UVI)进行了长期观测,结果表明:UVI季节差异明显,春、夏、秋、冬季的最大值分别为7 85,9 87,4 92,2 99;正午时的平均值分别为3 52,5 31,2 17,1 24。在UVI高峰时段(10:00—15:00),秋、冬季的UVI基本在0～2范围,对人体危害不大;而0～2,3～4,5～6,大于7的各级UVI的平均累积日照时间春季分别为159,87,47,2min,夏季分别为75,99,93,29min,春、夏季紫外线辐射对人体危害较大。另外,UVI的累积分布显示,春、秋、冬季的UVI多数集中在各季节平均值以下,而夏季正午前后的UVI多分布在其季节平均值以上。      

阳光中紫外线B与眼睛白内障

<正> 太阳光线里面的紫外线会伤害眼睛.紫外线不止一种,其中的紫外线 B(就是使皮肤晒伤的那种紫外线)会引起眼睛的白内障.普通光线照到眼底不会伤害眼睛,可是紫外线 B 会被眼底的细胞吸收,使得蛋白质粘连,以致伤害眼睛.美国霍普金斯大学研究了800名移民的情况,结果他们发现,在水上作业年数越久得白内障的比例就越高.因此提出,为了防止这种伤害就应当强调预防     

紫外光辐射增强活性污泥TP去除的实验研究

利用紫外线辐射驯化菌，投加到模拟废水中进行TP(总磷)去除实验研究，结果表明紫外线能增强活性污泥TP去除率，最高时可达14％以上。     

UV/H_2O_2对土壤中As(Ⅲ)氧化效果的初步研究

为了减弱As迁移能力,降低其毒性,将土壤中As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),使其更容易被固定。通过人工模拟的受砷污染土壤研究了自然光、紫外线、H2O2、自然光+H2O2和紫外线+H2O2对As(Ⅲ)的氧化效果。结果表明:5个组合均能氧化As(Ⅲ),紫外线+H2O2组合氧化效果最好,在此基础上通过正交试验确定该组合对As(Ⅲ)氧化的最优操作条件。UVC波段的紫外线氧化效果最好;光照强度12 W、光照时间为6 h时,氧化效果较好,继续增加光照强度和光照时间氧化效果没有明显提高;H2O2投加量为20 m L/kg时氧化效果最好,且继续增加投加量,氧化效果仍能改善。     

臭氧（O3）对动植物影响机理及对策探讨

臭氧(O_3)存在于大气中,主要是由光化学反应产生的气体。它基本上聚集于地表上空大气层的平流层内(16～30km),约占整个大气层 O_3总量的90％。O_3层有很强的吸收紫外线的能力,仅其最上部就可吸收太阳所投射紫外线能量的90％以上,从而太阳紫外线几乎全为高层大气所吸收,而不能到达地面。据最近研究表明,由于排放破坏 O_3的污染物,平流层的 O_3有逐年减少的趋势。其直接结果之一,就是地球上皮癌患者大量增加。可以说,平流层和对流层(O_3占总量10％)中的 O_3是保护人类免受紫外线危害的     

水的新型灭菌装置

美国Harovia公司最近研制出一种食品容器洗涤水灭菌装置.该装置由紫外线发生系统、电源系统、自动控制系统、紫外线传感器及电磁阀组成,安装在钢铸箱柜内.调整紫外发生系统,产生240—290nm波长的紫外线,剂量为24mWs/cm~2,便可有效地杀死细菌、病毒、霉、噬菌体及藻类等.杀菌过     

再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究

以二级出水作为消毒对象,比较了紫外线-氯联合消毒与单一紫外线消毒对水中肠道指示菌的灭活效果,考察了联合消毒工艺副产物(三卤甲烷)生成情况.结果表明,单一紫外线消毒对肠道指示菌的灭活曲线在剂量大于10mJ/cm2时存在拖尾现象,剂量为80mJ/cm2时对总大肠菌群最高对数灭活率约为2.5;而在紫外线剂量20mJ/cm2、氯投加量8mg/L(接触时间30min)条件下,紫外线-氯联合消毒对总大肠菌群的对数灭活率达到7.0.20mJ/cm2紫外线与8mg/L氯消毒组合及80mJ/cm2紫外线与3mg/L氯消毒组合均可有效灭活总大肠菌群浓度至3CFU/L以下.经紫外线照射后再氯消毒,二级出水中三卤甲烷生成量仅为10~55mg/L.80mJ/cm2紫外线照射再氯消毒后三卤甲烷生成量略高于20mJ/cm2紫外线照射再氯消毒的情形.紫外线消毒后投加氯消毒,可有效提高再生水消毒效果,控制消毒副产物生成量.     

避光处理对污水紫外线消毒后大肠杆菌光复活的影响研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了避光处理对紫外线消毒后三级出水中细菌光复活的影响.将紫外线消毒后的水样避光放置一定时间后再置于光复活条件下,研究了大肠杆菌的复活特性.结果表明,避光放置6h以内,见光后大肠杆菌的光复活能力即刻恢复,并最终达到与非避光处理基本相同的最大复活值;5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后,最大复活百分比分别为31.1%和0.45%,复活速率分别为1.67×104CFU·(mL·h)-1和125 CFU·(mL·h)-1.延长避光时间至24 h,5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后的大肠杆菌见光后,最大复活百分比分别减小到10.0%和0.3%,复活速率分别减小到830CFU·(mL·h)-1和20CFU·(mL·h)-1.以上结果表明,延迟消毒后出水见光时间,只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活,并不能有效保证复活受到抑制,即紫外线消毒后出水中的微生物仍然存在高的复活风险.     

大气臭氧层稀薄问题的警告——为祝贺《上海环境科学》出版100期而作

多年来,环境科学家已经提出了由于受氯氟碳化物(CFC)的冲击破坏,出现大气臭氧层空洞,影响地球生物的危险警告。1990年,科学家经过实测,证明大气臭氧层穹窿的存在,这是根据精密的连续测量海洋面上不同地带紫外线辐射量差别计算出来的结论。由于臭氧层稀薄或穹窿,让紫外线B(280～500μm)射入地表,大量杀伤海洋面上的浮游植物(也必然会     

同温层中臭氧耗竭对人类单核细胞免疫辅助功能的影响

由于同温层的臭氧耗竭,预计到达地面的紫外线-B(UV-B)的辐射量将会增加,有可能对人类健康产生严重影响。最近认识到紫外线-B辐射影响的一个靶器官是免疫系统,特别是紫外线-B能使单核巨噬细胞丧失其使T淋巴细胞被同族抗原和可溶性抗原激活的能力。但有关紫外线-B对免疫功能有害影响的研究,几乎绝大部分都是用实验动物进行的。单核细胞辅助功能对细胞中介免疫的发动非常重要,本研究的目的就是要弄清紫外线-B辐射对人类单核细胞免疫辅助功能有何特殊影响。本试验是将用塑料粘附法获得的人末梢血单核     

紫外线消毒对大肠杆菌的损伤及复苏的研究

调查了紫外线消毒后大肠杆菌的光复活和暗修复能力,分析了紫外线消毒对细胞膜、三磷酸腺苷以及核酸(DNA、RNA)的损伤,结合rec A的SOS损伤修复机制,阐述大肠杆菌对紫外线的响应机制.结果表明:20m J/cm2紫外线剂量下,大肠杆菌去除率为5.63-log,且经光复活和暗修复24h后,光复活和暗修复百分比分别达到0.018%和0.00042%,光复活能力明显大于暗修复能力.紫外线消毒过程DNA的损伤取决于片段长度,长片段16s rRNA的基因损伤更明显,水处理常规的紫外线消毒剂量对总ATP含量和膜的完整性影响较小,为紫外线消毒过程的复苏提供了基本保障.然而紫外线消毒对大肠杆菌的RNA损伤较严重,紫外剂量达到50mJ/cm2时,大肠杆菌失去了SOS损伤修复的能力,因此培养法检测80mJ/cm2时大肠杆菌的复苏能力极弱,recA相关的RNA的消失可用于指示微生物发生了不可逆损伤.