零价铁-过二硫酸盐连续运行体系去除水中硝基苯

水中硝基苯(NB)的高毒性对人体健康具有极大的危害,因此,本文建立了零价铁-过二硫酸盐(Fe0-PS)连续运行体系以降解水中NB.研究结果表明,单独Fe0柱可还原降解NB,Fe0对不同浓度NB的还原效果均较好,随着流速的减慢及初始pH的降低,NB还原效果变好;但还原体系中总有机碳(TOC)基本没有去除,只是生成了中间产物苯胺(AN).Fe0-PS联合体系中,随着PS的投加,产生的Fe2+活化PS,发生了类Fenton反应,从而使还原产物AN得以氧化降解,TOC去除率可达54.8%;随着Fe0填充量的增加,氧化产物Fe2+随之增加,还原产物AN随之减少.可见,Fe0-PS连续运行体系,以Fe2+为媒介巧妙结合还原与氧化作用,能有效去除NB.     

全氟化合物处理技术的研究进展

全氟化合物(PFCs)具有生殖毒性、免疫毒性和神经毒性,是环境中新型难降解污染物。有效去除PFCs的工艺研究已成为目前环境友好处理处置技术领域的新热点。该文在概述PFCs特性与污染现状的基础上,较为全面地介绍了国内外学者对PFCs的处理技术,包括高级氧化法、物理法、光化学技术、电化学氧化法、生物法等处理处置方法,并就上述技术的降解率、动力学、降解机理、中间产物等方面进行论述。最后,对处理PFCs的未来研究方向与发展趋势提出了相应的建议。     

铁炭复合材料对水体中SAs吸附去除性能的研究

以木炭作为载体,固载水合氧化铁,采用抽真空旋转蒸发法制备铁炭复合材料,通过比较不同制备条件下复合材料对水体中磺胺类抗生素的去除效果,对制备条件进行优化。并采用批量平衡试验,研究了铁炭复合材料对磺胺类抗生素的吸附去除特性。结果表明:以Fe(NO3)3溶液浸渍,铁炭质量比为0.224∶1,固化9 h条件下去除水体中磺胺类抗生素效果最佳;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除效果明显优于单一炭材料,铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除率随抗生素初始浓度增加而降低,酸性条件下磺胺和磺胺吡啶去除率高于中性和碱性条件,溶液中背景离子强度变化对磺胺和磺胺吡啶的去除影响较小;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除符合一级动力学模型,为物理化学吸附和化学降解的协同作用,且在反应过程中生成中间产物。     

UV/Cl工艺对三氯生的去除与降解机理研究

对UV/Cl高级氧化工艺降解水中广谱抗菌剂三氯生（TCS）进行研究,对比单一UV、单一Cl和UV/Cl工艺对TCS的去除效果.考察UV光强、余氯初始浓度、溶液pH值和氨氮浓度等因素对反应的影响,探究TCS在UV/Cl工艺中的降解机理,评估其生态风险.结果表明,与单一UV、单一Cl相比,TCS在UV/Cl工艺中降解效果较好,反应符合准一级反应动力学,降解速率常数随UV光强、余氯初始浓度增大而增大,随NH₄⁺-N浓度的增加而减小.基于HRMS Q-TOF解析出17种中间产物,提出了降解反应路径.发光细菌毒性分析和ECOSAR预测均表明,TCS在UV/Cl工艺中产生毒性较高的中间产物,随着反应的进行,产生了毒性较低的中间产物,生态环境风险得以减少.     

磺胺类抗生素在华南地区不同污水处理工艺中的去除及风险评估

采用固相萃取、高效液相色谱-质谱(SPE-HPLC-MS)法研究了磺胺类抗生素在华南地区(以珠三角地区为例)AB、UNITANK、AAO 3种不同典型污水处理工艺中的去除规律。采用风险商值法评估磺胺类抗生素的环境风险。结果表明:3种工艺的进出水中均检测出较高浓度的磺胺类抗生素,较2007年和2010年调查取样结果增长较大,进水中以磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶浓度最高,出水中磺胺甲恶唑浓度较高;AAO工艺较AB及UNITANK工艺的去除效果更好,总去除率达到97%;磺胺类抗生素人均日质量负荷呈现逐年上升趋势,2016年广州污水处理厂人均日质量负荷高达102.81~129.31 mg/d;磺胺类抗生素在3种工艺的剩余污泥中含量极少,主要随出水排放至外界环境中。风险评估表明:除磺胺甲基嘧啶及磺胺对甲基嘧啶未检出不存在环境风险外,其他检出的5种磺胺类抗生素的环境风险为中低等级环境风险。     

冀西北典型北方小城镇污水处理厂中抗生素的分布和去除

抗生素在环境中作为一种新型污染物,是目前污水处理厂中重要的污染物之一.为考察小城镇污水处理厂对抗生素的去除效果,选择3种典型小城镇污水处理工艺(CASS、A~2/O及Orbal氧化沟工艺),研究了4种四环素类、3种β-内酰胺类、4种大环内酯类、3种喹诺酮类和2种磺胺类在进出水中的浓度分布、去除情况以及不同工艺抗生素去除效率,并对抗生素浓度与水质常规指标的相关性进行分析.结果表明,所研究的污水处理厂中氧氟沙星和诺氟沙星为主要抗生素,并且去除效果较好.5个污水处理厂运行情况良好,CASS工艺和Orbal氧化沟工艺对大部分抗生素的去除效果比A~2/O工艺好,抗生素去除率均能达到60%以上.同时,发现CASS工艺和A~2/O工艺对β-内酰胺类(氨苄西林、青霉素)、喹诺酮类(恩诺沙星、氧氟沙星和诺氟沙星)和大环内酯类(克拉霉素)的去除效果最好,Orbal氧化沟工艺对四环素类(四环素、土霉素)和磺胺类(磺胺嘧啶)的去除效果最好.将抗生素浓度和水质基本参数(NH_4~+-N、TN、COD、pH等)进行相关性分析后,发现抗生素浓度与水质基本参数NH_4~+-N、COD呈一定正相关,污染物浓度越高,红霉素(EM)、罗红霉素(ROX)、差向四环素盐酸盐(ETC)、克拉霉素(CLR)、环丙沙星(CIP)、氧氟沙星(OFX)、差向土霉素(E-OTC)、四环素(TC)、土霉素(OTC)以及诺氟沙星(NOR)的浓度也相对更高,这为确保小城镇污水厂的稳定运行,降低抗生素类污染物的生态风险提供了重要参考.     

间歇超声波强化ZVI/PS体系氧化降解磺胺抗生素

磺胺抗生素(SAs)作为最早应用的一类化学合成抗菌药,其大量使用和排放对水环境造成严重污染,引起了人们对于水环境安全的高度关注. 因此,选取了水环境中检出率较高的5种特征SAs作为目标污染物,分别为磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲基嘧啶(SMT)、磺胺甲恶唑(SMX)、磺胺异恶唑(SIX)和磺胺噻唑(STZ). 利用高效液相色谱质谱联用仪(HPLC-MS-MS)对降解过程产生的中间产物进行检测和分析,深入研究了间歇超声波(US)强化ZVI/PS体系(简称“US-ZVI/PS体系”)降解5种SAs的效能和反应路径. 结果表明:①在US强度、pH、ZVI(零价铁)浓度和PS初始浓度分别为0.25 W/cm3、6.0、0.6 mmol/L和1.4 mmol/L条件下,30 min反应时间内,US-ZVI/PS体系对5种SAs的降解效率均超过95%. ②US-ZVI/PS体系降解5种SAs的过程均符合拟一级反应动力学,5种SAs降解速率常数大小依次为SMR(0.223)> SMT(0.215)>STZ(0.203)>SIX(0.181)> SMX(0.119). ③5种SAs的降解活性位点为苯环上邻位的3号C原子、苯氨基上的7号N原子、磺酰胺基上的8号S原子和11号N原子,US-ZVI/PS体系降解5种SAs的相同反应路径包括S—N键断裂、C—N键断裂、苯环羟基化、苯胺氧化和R取代基氧化过程,与五元环SAs相比,六元环SAs反应路径多一个N—N重排过程. 研究显示,US-ZVI/PS体系能够实现不同结构SAs的快速降解,是一种绿色、高效的高级氧化技术.      

水中磺胺甲噁唑去除技术的研究进展

磺胺甲噁唑是一种典型的磺胺类抗生素,在生活中有着广泛的应用,在湖泊、河流和废水中经常能检测其存在。该物质分子结构复杂、难被生物降解且毒性大,在水环境中的积累会对人类和自然环境造成威胁,传统的水处理工艺很难将其去除。目前,磺胺类药物的降解研究成为了国内水处理的热点问题之一。文章介绍了磺胺甲噁唑的污染现状和危害,以及磺胺甲噁唑的去除技术,比较了各种去除技术的效能及优劣点,指出磺胺甲噁唑去除技术的现存问题及今后的研究方向。     

污水生物处理中抗生素的去除机制及影响因素

环境中的抗生素污染日益严重,其诱导产生的抗生素抗性成为人类健康的重大威胁.通过对世界多地污水处理厂进、出水中抗生素浓度水平的文献调研汇总,发现当前的污水处理工艺不能实现抗生素的有效去除.吸附和生物降解是污水中抗生素的主要去除途径,因此本文深入地分析了吸附的作用机制和不同种类抗生素吸附程度的差异;从生物降解性能、降解菌和降解产物等方面分析抗生素在污水生物处理过程中的生物降解作用;分析讨论了水力停留时间、污泥停留时间、温度和工艺选型(传统活性污泥法、膜生物反应器和生物脱氮工艺)等污水生物处理工艺的运行条件对吸附和生物降解途径的影响,进而解析对抗生素去除效果的影响.菌群组成、生长基质供应情况和微污染物共存情况等因素对污水生物处理中抗生素迁移转化的影响需要更深入地研究.     

Ti/Ti4O7阳极电化学氧化降解水中的美托洛尔

等离子喷涂法制备了钛基亚氧化钛电极(Ti/Ti_4O_7),以该电极为阳极,研究了电化学氧化法对水中美托洛尔的去除效果.考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L~(-1))对美托洛尔电化学降解效率的影响;分析美托洛尔电化学降解过程中溶液总有机碳(TOC)和毒性的变化,鉴别反应中间产物并计算其毒性.研究表明:Ti/Ti_4O_7阳极电化学降解美托洛尔反应符合一级反应动力学规律(R20.95),降解效率随电流密度的增大而增大,随极板间距和初始浓度的增大而减小;TOC去除率在反应40 min后可达56.5%;反应过程中产生了质合比为266、250、223和207的中间产物,造成美托洛尔溶液的生物毒性在电化学反应过程中先升高后下降.     

臭氧氧化降解水中青霉素G特性和动力学特征

为考察水中PCN（青霉素G）在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理模拟废水中的PCN,研究了初始pH、ρ（臭氧）、初始ρ（PCN）、自由基抑制剂TBA（叔丁醇）、反应温度等对水中PCN去除效果的影响,并分析了PCN在臭氧氧化降解过程中的降解特性和动力学特征.结果表明:①在溶液体积为1 L、初始ρ（PCN）为50 mg/L、初始pH为11、ρ（臭氧）为15 mg/L、反应温度为20℃时,反应5 min时PCN去除率为100%,反应2 h时TOC去除率为28.98%.②PCN的降解速率和TOC去除效果随pH的增大而升高,碱性环境有利于PCN的矿化.③臭氧氧化过程中,PCN的降解以臭氧直接氧化为主,其降解中间产物的矿化主要以臭氧间接氧化为主,TBA可抑制强氧化性羟基自由基的产生效率,因而对TOC的矿化有明显的抑制作用.④对PCN的降解过程进行一级、伪一级和二级动力学方程拟合,结果表明,伪一级动力学方程拟合相关性（R2=0.999 7）最高,k（反应速率常数）最大值为0.825 5 min-1.研究显示,臭氧直接氧化可有效降解水中PCN,但对中间产物的矿化去除效果较为有限,臭氧氧化降解PCN的过程遵循伪一级反应动力学方程.      

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。     

兰州市污水处理厂中典型抗生素的污染特征研究

以9种磺胺类、4种氟喹诺酮类以及1种氯霉素为目标物,调查研究了它们在兰州市两个生活污水处理厂中的含量水平和去除特性,初步评估了其在受纳水体中的环境风险.结果表明:污水处理厂进水和出水中均有抗生素检出,浓度差别较大,进水中抗生素浓度在nd~55.25μg·L~(-1)之间,出水中浓度在nd~9.78μg·L~(-1)之间,脱水污泥中抗生素的平均浓度高于活性污泥;抗生素在整个污水处理工艺中的去除率为15.39%~100%,生物转化或降解作用是二级处理过程中的主要去除机制;污水处理厂排水增加了受纳水体中抗生素的浓度,是受纳水体中抗生素的来源之一,环境中低浓度、多种抗生素长期残留,存在较大的潜在风险.     

水中磺胺二甲基嘧啶的辐照降解研究

以典型磺胺类抗生素磺胺二甲基嘧啶(SMT)为研究对象,利用电离辐照技术对其进行降解,去除效果良好,采用理论分析与实验验证相结合的方法,揭示了SMT辐照降解特性.通过色谱和化学分析原理,探讨了辐照降解中间产物及其变化规律.进行了污染物初始浓度,初始pH值,气体曝气及自由基消除剂等影响因素实验,分析各因素下SMT降解规律和特性.结果显示,较低的污染物浓度,偏中性的环境,较高的溶解氧含量有利于污染物的降解和矿化.自由基消除剂的加入可极大抑制反应进行,揭示了在SMT辐照降解过程中·OH发挥主导作用,正丁醇的抑制效果远好于HCO_3-.在实际水处理中,通过适当调整溶液浓度,调节pH值,增加曝气量可有效提高磺胺类抗生素的辐照降解效率.     

臭氧对水中三氯乙烯的氧化

黄浦江水中检测到致癌物三氯乙烯。本文研究臭氧对它的氧化作用。实验结果表明,臭氧能有效地去除水中三氯乙烯;在氧化过程中,没有中间产物累积;其反应动力学模式为一级模式。     

水体中抗生素的检测及去除方法研究综述

抗生素是目前世界上应用最广泛的药物之一。大量抗生素的使用,不可避免地给自然环境造成巨大的压力。由于污水截流不彻底等原因,工业、养殖及医疗活动等进入环境中的抗生素通过各种途径进入饮用水体,对水质安全及人类健康构成威胁。针对抗生素对水环境造成的污染,讨论目前国内外水环境中抗生素检测技术和去除手段的研究情况,主要对水中抗生素的富集方法、仪器检测及臭氧氧化去除技术进行分析,最后对抗生素污染的研究方向进行了展望。     

活性氧降解水中乐果效率及机理分析

近年来农药厂搬迁后残留厂区土壤及水体中有机磷农药污染已经成为广泛关注的环境问题,有机磷农药在水体中的毒性持久性、中间产物高毒性等对环境生态和人体健康造成危害。该文采用实验室臭氧高级氧化技术降解水中乐果,由于臭氧在水中与部分有机物等形成多种自由基,该方法降解效率高、无二次污染风险,是绿色高效的降解方式。结果表明,臭氧通入纯水中,可以产生各种自由基等活性氧,通气20 min内可以降解水中近89.72%的乐果,但是过长时间的通气,臭氧降解并不能达到更高的降解率。在乐果污染程度越低的水体中,短时间的臭氧处理即可达到较高的降解效率。根据试验结果推测,臭氧产生的活性氧等对水中乐果的降解过程主要分为4种,包括P=S键的断裂、P-S键的断裂、S-C键的断裂和C-N键的断裂,形成相应的中间产物,再进一步氧化成相应的氧化物,C原子彻底氧化成CO₂。可以将活性氧用于进一步降解土壤地下水中有机磷农药的降解和污染治理。     

生物电化学系统对河道沉积物中抗生素的强化去除

生物电化学系统已被证明可以有效降解废水或污泥中的抗生素,但对于河道沉积物中抗生素降解效果的研究还十分有限.本研究以河道沉积物为底物,考察了沉积物中本底抗生素在微生物电解池（microbial electrolysis cell, MEC）和微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）中的去除、迁移和降解效率,以及反应器运行期间的电化学性能和微生物种群结构变化.结果显示,MEC和MFC均可以强化沉积物中抗生素的去除,喹诺酮类抗生素和四环素类抗生素中的CTC的去除是向上覆水中迁移与生物电化学降解共同作用的结果,而大环内酯类抗生素和四环素类抗生素中的TC和OTC的去除主要是依靠生物电化学降解作用.TC和OTC在MEC中的降解效率分别比MFC高出82.6%和29.5%,而MFC对大环内酯类抗生素的降解效率比MEC高27.6%~40.6%.电化学性能测试结果显示,以河道沉积物为底物的MFC内阻较大导致其功率密度相对较低,但MFC阳极比MEC阳极表现出了更好的氧化效果.微生物种群结构变化分析发现,门水平上的Proteobacteria及其对应的纲水平上的Deltaproteobacteria和Gammaproteobacteria可能对抗生素的强化去除起到了主要的积极作用,而且MFC阳极比MEC更容易富集Proteobacteria.     

非活化单过硫酸盐降解柳氮磺胺吡啶:动力学及机制

基于硫酸根自由基的活化单过硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)的高级氧化技术已被广泛应用于污染物去除过程,但有关利用PMS直接氧化去除有机污染物的研究尚不充分.本研究系统地考察了柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine, SSZ)在PMS直接氧化过程中的降解动力学及降解途径.结果表明,SSZ的降解符合准一级反应动力学规律,增加PMS浓度或提高离子强度能够加快SSZ的降解速率;碱性条件有利于反应进行; Cl~-的存在显著促进了SSZ的降解;地表水会抑制SSZ的降解.通过质谱分析及活性位点鉴定,推测羟基化和SO_2基团挤脱反应是氧化的主要途径.本研究为基于非活化PMS去除水中磺胺类抗生素的应用可行性提供了依据.     

广州污水厂磺胺和喹诺酮抗生素污染特征研究

采用固相萃取(SPE)-高效液相色谱(HPLC)法分析了广州市3个污水处理厂进出水中磺胺类和喹诺酮类抗生素共10种化合物的含量特征,并探讨其去除效果和环境排放量。结果表明,进水和出水中磺胺类抗生素总含量分别为3591.9～7782.5ng/L和2216.6～3591.9ng/L,喹诺酮类抗生素总含量分别为1539.4～2700.2ng/L和1284.4～5080.1ng/L。单个化合物的检出率在37.5%～97.5%,其中磺胺类抗生素以SMT、SM2和SM1为主,喹诺酮类抗生素以CIP和LOM为主。磺胺类和喹诺酮类抗生素的最高去除率分别为69.2%和27.2%,环境排放量分别为487.7～1512.3g/d和329.3～1117.6g/d。