两种微藻胞外分泌物与NO2-、NO3-对2，4-D光解的影响

在模拟太阳光照射下,利用旋转式光化学反应装置,研究了海水小球藻(Chlorella vulgaris)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)的胞外分泌物(EOM),以及分别在NO-2或(和)NO-3共存条件下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)光解的影响.实验结果表明,2,4-D在海水小球藻和新月菱形藻EOM及分别在NO-2、NO-3共存下的光解过程均符合准一级动力学反应.研究发现,2,4-D的光解速率随海水小球藻和新月菱形藻EOM浓度的增加而减小,表明这两种微藻EOM可抑制海水中2,4-D的光解.当在微藻EOM溶液中分别加入不同浓度的NO-2或NO-3后,微藻EOM对2,4-D光解的抑制作用减弱,且随着NO-2和NO-3浓度的增加,2,4-D光解速率明显增加.特别是当微藻EOM与NO-2或NO-3三者共存时,可进一步促进2,4-D的光解.     

水体中腐殖酸与Fe(Ⅲ)的络合物对2,4-D光降解的作用

为探讨水体中腐殖酸(humic acids,HAs)和铁元素对共存系统中环境污染物迁移转化的影响,利用红外光谱、紫外/可见吸收光谱和荧光光谱仪等手段表征了腐殖酸和Fe(Ⅲ)共存时的结构形态.结果表明,二者形成了稳定的络合物.电子顺磁共振图谱表明,腐殖酸、Fe(Ⅲ)以及HAs-Fe(Ⅲ)络合物在λ=355 nm光照下均能产生.OH.氙灯光照下(λ290 nm),除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)的光降解遵循准一级动力学过程.单纯2,4-D(2 mg.L-1)溶液的降解速率常数为0.007 h-1,而含有HAs(5 mg.L-1)、Fe(Ⅲ)(0.2 mmol.L-1)及二者络合物的2,4-D溶液的降解速率常数分别是0.004、0.034和0.046 h-1.腐殖酸存在时,2,4-D的光降解速率受到了抑制;而Fe(Ⅲ)的存在加速了2,4-D的光降解;腐殖酸和Fe(Ⅲ)共存时,所形成的HAs-Fe(Ⅲ)络合物对2,4-D的光降解速率比单独的Fe(Ⅲ)存在时更快.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

UV/PS降解水中2,4-二氯苯酚及毒性评价研究

比较采用PS,UV/PS 2种工艺降解2,4-DCP的去除效果、一级反应动力学;考察不同氧化剂(PS)剂量、不同初始浓度的2,4-DCP、腐殖酸条件对该光解反应速率常数的影响以及采用发光菌青海弧菌-Q67来评价2,4-DCP和光解过程中间产物溶液对生态环境的毒性评价.实验结果表明,单独PS工艺光解2,4-DCP去除率仅有4%,而UV/PS光解2,4-DCP去除率高达96.4%,充分说明UV/PS工艺可高效去除2,4-DCP,且其反应基本遵循拟一级反应动力学,一级反应动力学常数为35.1×10~(-3)min~(-1).UV/PS降解2,4-DCP的降解率和反应速率常数随着氧化剂(PS)的增加而增大,随着2,4-DCP初始浓度增大而降低.随着腐殖酸初始浓度的增大,有先增大后变小的过程.毒性评价实验中,随着2,4-DCP光解45min,发光菌抑制率降低,溶液对环境毒性在降低,且从长期时间规律来看,同一氧化时间溶液对发光菌相对抑制率与发光菌接触时间没有关系.     

UV/NaClO和UV/过碳酸钠工艺降解水杨酸的对比

采用UV/NaClO和UV/过碳酸钠(SPC)工艺降解水中水杨酸(SA),对比考察了氧化剂种类和投加量对SA去除的影响,采用淬灭法和电子顺磁共振波谱仪(EPR)鉴定识别了 2种工艺中的自由基,通过竞争动力学的方法计算了 SA与·OH、CO3·-的二级反应速率常数及反应体系中不同组分的贡献,从环境水样模拟、急性毒性和经济...     

UV降解水溶液中吲哚美辛的动力学研究

以中压汞灯为光源,研究水环境中吲哚美辛(IDM)的紫外光降解机制.实验结果表明,IDM的光解反应符合准一级动力学规律,其降解速率常数随自身浓度的增大而减小,当IDM浓度由1 mg·L~(-1)增至12 mg·L~(-1)时,其速率常数由0.0148 min~(-1)减至0.00412 min~(-1).通过模型研究IDM的紫外光解机制时发现,其降解包括直接光解和自敏化光解,直接光解常数为0.0151 min~(-1).研究环境因子对IDM光解的影响时发现,碱性环境有利于IDM的降解,而溶解氧抑制IDM的光解,腐殖酸通过光掩蔽和自由基猝灭两个作用抑制IDM的光解,硝酸根通过接受光量子产生·OH促进IDM的降解,并通过竞争反应实验测得·OH稳态浓度为2.10×10~(-1)4mol·L~(-1),IDM与·OH的二级反应速率常数为9.86×109L·mol~(-1)·s~(-1).     

水环境中不同形态氮对甲芬那酸光降解影响机制的研究

研究了紫外光照射下水环境中不同形态的无机氮(NO-3、NO-2和NH+4)对甲芬那酸(MEF)光解的影响.NO-3与NO-2均促进MEF的光解,NH+4对MEF的光解基本无影响;在NO-3、NO-2存在下添加适量异丙醇,显著抑制MEF的降解,实验表明NO-3、NO-2在光照下产生了·OH并参与对MEF的氧化降解.同时模拟研究了水体处于不同p E值下,水中存在的不同形态的无机氮对MEF光解的复合影响,其对MEF光解促进作用不是简单的叠加关系,增大p E值,MEF的光解速率先增大后减小.当NO-2和NH+4共存时,对MEF的光解主要表现为NO-2的影响;当NO-2和NO-3共存时,两者对MEF的光解存在拮抗作用.     

UV/PS降解水中2,4-二氯苯酚的特性研究

比较采用PS,UV和UV/PS工艺降解2,4-DCP的去除效果及一级动力学常数,研究光解反应中OH·和SO_4·~-的贡献率,计算SO_4·~-与2,4-DCP反应的二级动力学反应常数,考察实际水体中UV/PS光解2,4-DCP的效果,以及两种有效工艺UV和UV/PS经济性计算和比较.结果表明,分别单独采用PS,UV降解,降解率是4%和46.2%,而采用UV/PS去除率高达96.4%,大大提高单独PS系统降解2,4-DCP的效率,表明UV/PS系统可高效去除2,4-DCP.采用PS,UV和UV/PS降解2,4-DCP基本遵循拟一级反应动力学,一级反应动力学常数分别为0.4×10~(-3),6.2×10~(-3)和35.1×10~(-3)min~(-1).光解反应中起主作用的是自由基SO_4·~-.SO_4·~-与2,4-DCP二级动力学反应常数是7.07×109(mol/L)-1s-12,4-DCP在3种实际水体(锡东水厂,西氿水库,横山水库)中降解率比在超纯水中的高.经济计算中UV/PS协同系统的能量利用率最高.     

水体系中氧氟沙星的光化学降解研究

研究了高压汞灯和氙灯照射下氧氟沙星(OFLX)在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解过程,探讨了光源、起始浓度、丙酮、表面活性剂等因素对OFLX光化学降解速率的影响.结果表明,OFLX在高压汞灯下的光反应速率比在氙灯下快得多,均符合一级反应动力学过程;在相同光源下,OFLX在海水中降解最快,其次是人工海水;当OFLX初始浓度为2、4、6mg.L-1时,其光解速率常数分别为0.163、0.140和0.132 min-1,随着OFLX初始浓度增大,其光解率降低;不同浓度的丙酮均能促进OFLX光降解的反应,其反应速率常数为0.084 2～0.102 min-1,且光敏效率与丙酮浓度呈正相关关系;然而当十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、吐温-20(TW-20)等表面活性剂的浓度为5 mg.L-1,它们均抑制了水体中OFLX光降解反应的进程.另外,利用金藻8701单种培养进行了OFLX光化学降解前后的毒性试验,表明OFLX光解过程产生风险较高的中间产物,随着光解进行,产物毒性降低.     

2017年春季常州HONO观测及对大气氧化能力影响的评估

本研究于2017年4月在江苏省常州市环境监测中心使用一套基于湿化学法的仪器对大气中的HONO进行了实时在线观测,HONO浓度范围在0.2～13.9μg·m~(-3)之间,平均值为(2.9±2.3)μg·m~(-3);同时,对O_3、 HCHO、 VOCs、光解频率以及气象参数进行了同步监测.利用MCM箱体模式模拟得到白天·OH浓度最大值范围在1.0×10~6～1.4×10~7个·cm~(-3)之间.同时结合观测结果与模式模拟结果计算了HONO、 O_3、 HCHO和H_2O_2的光解以及烯烃臭氧化反应对·OH的生成速率,定量表征大气氧化性,揭示了这5种来源对大气氧化能力的影响:整体上O_3光解(46.4%)HONO光解(41.1%)烯烃臭氧化反应(10.9%)HCHO光解(1.5%)H_2O_2光解(0.1%);清晨时HONO光解对·OH生成起主要作用,之后随着O_3浓度的增加,O_3光解对·OH的贡献占主导地位;在17:00之后,由于太阳光解频率显著降低,烯烃臭氧化反应对·OH生成有主要贡献;甲醛与过氧化氢的光解对·OH的贡献可忽略.     

2,4-二氯苯酚诱导鲫鱼活性氧(ROS)的产生及其分子致毒机制

以α-苯基-N-叔丁基甲亚胺-N-氧化物(PBN)为自旋捕获剂,利用电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR)自旋捕集技术研究了在2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)胁迫下,2、4、8、24、72h后鲫鱼(Carassius auratus)幼体肝脏活性氧的产生及其动力学.结果表明,2,4-DCP能引起鲫鱼肝脏中·OH的产生(与对照组相比具有显著性差异,p＜0.01),且其强度随时间的增加而增强,8h时达到最大,随后开始降低,直至72h降至对照组水平.超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性随时间变化的动力学与·OH产生动力学趋势一致,暗示·OH可能由O2·-生成.GSH/GSSG比值随时间的变化趋势表明,机体处于氧化应激态.鲫鱼肝脏丙二醛(MDA)含量明显增加,且与自由基产生的动力学相比滞后16h,表明脂质过氧化可能由·OH诱导产生.本研究表明,·OH对2,4-DCP的响应比抗氧化防御系统和脂质过氧化更直接、更快速,有可能成为指示水生生态系统中2,4-DCP污染的早期预警指标.     

水溶液中2,4-二氯苯酚的光降解研究

研究不同光源下2,4 二氯苯酚直接光解,以及水溶液中Fe(Ⅲ) OH络合物对2,4 二氯苯酚光解的影响,并考虑了光强、浓度、pH值等一些影响因素。     

H2O2存在条件下冰相中苯酚的光化学转化

研究了在125W高压汞灯照射下,低温(-14～-12℃)反应装置中H2O2存在条件下冰相中苯酚的光转化反应,考察r冰相中苯酚光转化的影响因素以及光转化动力学过程.结果表明,冰相中苯酚光转化速率随着光强和H2O2初始浓度的增加而加快,随着苯酚初始浓度的增加而减慢;强酸条件促进了苯酚的光转化;苯酚的光解速率符合一级动力学模式.苯酚光解产物的GC-MS和LC-MS分析表明,苯酚在光解过程巾主要发乍了羟基化反应和偶联反应.     

改性活性炭纤维对废水中2,4-D的吸附性能研究

以改性活性炭纤维作为吸附剂,研究了改性活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)在不同初始浓度、p H、温度、吸附剂投加量、吸附平衡时间条件下对2,4-D的吸附特性。结果表明,HNO3改性活性炭纤维吸附能力较好;改性ACF的吸附平衡时间为90 min;2,4-D初始溶液最佳p H值为2.0;改性ACF的吸附速率随温度的升高而增加,升高温度有利于吸附进行。改性ACF对2,4-D的吸附符合Langmuir吸附模型;吸附动力学符合拟二级模型;热力学计算结果显示ΔG0、ΔH0、ΔS0,吸附是自发、吸热、熵增加的物理过程;吸附过程中主要有范德华力、氢键力、电子供体/受体和静电力作用。实验表明,改性活性炭纤维对废水中2,4-D的去除具有实际应用的潜力。     

2,4-二氯苯氧乙酸完全抗原和抗体的制备

 以小分子环境污染物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为半抗原,牛血清蛋白(BSA)为载体蛋白,通过与水溶性碳化二亚胺(EDC)的偶联反应,合成适当结合比、性能良好的2,4-D完全抗原,并制备了2,4-D的多克隆抗体.完全抗原合成方法为:在pH6、0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行偶联反应,2,4-D的最终浓度控制为12mg/mL,于4℃条件下反应18h,EDC的加入量控制在6～9mg之间.以结合比为16:1的完全抗原免疫新西兰白兔,获得了效价达到6.55×106兔抗血清.抗血清稀释2000倍,剂量-反应曲线在2,4-D浓度为0.5～2000mg/L的范围内线性度最好,相关系数R=0.9946.抗血清稀释8000和16000倍,2,4-D的检测范围为8μg/L～125mg/L,线性相关系数R分别为0.9352和0.9655.经过免疫检测条件的优化,制备的抗血清可以用于饮用水中2,4-D的检测.     

UV-vis光照下唑类抗菌药氟康唑的光化学反应类型

以唑类抗菌药氟康唑为模型化合物,考察了其在纯水中的光降解动力学和光化学反应类型,发现模拟日光(λ>290nm)照射下氟康唑未发生光解,在UV-vis(λ>200 nm)光照下,氟康唑发生了光降解并服从准一级反应动力学.采用活性氧物种猝灭实验和竞争动力学方法,研究发现氟康唑发生了直接光解和·OH参与的自敏化光解,氟康唑与.OH的反应速率常数为(5.95±0.58)×109L·(mol·s)-1,表层水体中相应的半减期为(32.41±3.16)h·通过鉴定光解产物,得知氟康唑发生了脱氟、光致水解、光氧化等光化学反应.     

双酚A在硝酸根溶液中的光解研究

以中压汞灯为模拟阳光光源,研究了环境浓度范围内硝酸根溶液中双酚A(BPA)的光解,探讨了pH值、NO₃^-浓度、BPA初始浓度等因素对BPA光解速率的影响.结果表明,BPA在纯水体系中直接光解很慢,但在碱性体系和硝酸根溶液中光解迅速,符合一级动力学反应.采用硝基苯作为分子探针鉴定了NO₃^-光化学生成的羟基稳态浓度为1.27×10^-14mol/L,推算BPA与羟基的二级反应速率常数为1.01×10¹⁰L/(mol·s).采用GC/MS法鉴定了BPA光解产物,并推测BPA的光解途径主要涉及苯环间的断裂和生成的产物及母体化合物的羟基和硝基衍生化.     

NO_3~-和NO_2~-作为电子受体时的反硝化除磷实时控制

采用SBR厌氧/缺氧运行方式,研究了NO- 3和NO- 2作为电子受体时的反硝化除磷效能及ORP与pH作为反硝化除磷过程控制参数的可行性.结果表明,反硝化除磷过程中COD、磷酸盐、电子受体浓度与体系pH和ORP的变化具有较强的相关性.在厌氧阶段,当释磷结束时,pH值平台的出现指示了释磷的结束;在缺氧阶段,吸磷结束后,ORP出现拐点,标志着缺氧吸磷的完成.另外,考察了2种电子受体(NO- 3和NO- 2)反硝化除磷的效能.在以NO- 3为电子受体的反应中,在缺氧初期30 min反应中,平均摄磷速率为32.68 mg/(L·h),每吸收1 mg PO3- 4-P 约消耗1.14 mg NO- 3-N.在以NO- 2为电子受体的反应中,在缺氧初期30 min反应中,平均摄磷速率为17.66 mg/(L·h),每吸收1 mg PO3- 4-P 约消耗1.57 mg NO- 2-N.综上,提出pH和ORP可以作为2种电子受体(NO- 3和NO- 2)反硝化除磷的实时控制参数,并且,以NO- 3为电子受体系统在摄磷方面优于NO- 2电子受体系统.     

含碳酸盐水溶液中扑热息痛的光解研究

采用动力学方法研究了环境浓度范围内的扑热息痛在含碳酸盐溶液中的光解,比较了碳酸盐自由基和羟基自由基对扑热息痛的光解效果,探讨了pH值、硝酸根离子、腐殖质、氯化钠、钙镁离子等因素对扑热息痛光解的影响.利用GC/MS技术鉴定了扑热息痛的光解产物,并探讨了扑热息痛在碳酸根体系中可能的光解途径.结果表明,扑热息痛与碳酸盐自由基反应的二级反应速率常数为 k.=5.0×107L·(mol·s)-1,低于与羟基自由基反应的二级反应速率常数kb=8.1×109L·(tool·s)-1,但是由于天然水体中碳酸盐自由基的稳态浓度较高,所以碳酸盐自由基对扑热息痛光解的影响和羟基自由基大致相当.提高体系pH值,加入硝酸根离子、氯化钠或者钙镁离子都会加快扑热息痛的光解速率;而加入Suwannee河富里酸则会降低光解速率.     

珠三角地区秋季HNO_2污染特性及其对OH自由基的影响

大气中HNO_2光解是OH自由基的重要来源,对大气光化学污染形成非常重要。该研究基于珠三角地区大气超级监测站2013年10月大气中HNO_2、NOx、O_3浓度、HNO_2光解速率常数及太阳辐射等相关参数的在线监测结果,分析了当地HNO_2变化规律与污染特性,并测算了通过HNO_2光解产生OH自由基的速率。观测期间,HNO_2小时浓度为0.48~9.92μg/m3,平均浓度为3.02μg/m3;HNO_2光解产生OH自由基的速率平均为1.53×107个/(cm~3·s)。HNO_2的日变化呈夜间高浓度、午后低浓度的特征,与其重要前体物NOx日变化规律类似。HNO_2浓度与NOx及颗粒物表面积浓度具有较好的正相关性;当相对湿度高于60%时,HNO_2与颗粒物表面积的线性相关性显著增加,意味着高湿度条件下颗粒物表面的非均相反应对HNO_2生成贡献显著。HNO_2光解速率常数主要受到太阳辐射的影响,其日变化规律与日照基本一致,在中午11时-13时出现高值;但随着太阳辐射增强,HNO_2光解速率常数增长速率有所减缓。HNO_2光解产生OH自由基的速率的平均日变化中,其日间高值持续时间较长,8时左右即开始出现,持续至下午臭氧高值时段。HNO_2日最大小时浓度、HNO_2光解产生OH自由基的日最大速率均与O_3日最大小时浓度具有一定的正相关关系,体现了HNO_2在光化学污染中的重要作用。