MWNTs/TiO2对典型氯苯类化合物的光催化降解研究

研究复合光催化剂MWNTs/TiO2对典型氯苯类有机化合物光催化降解动力学及主要光降解路径.结果表明,同一初始浓度和相同光催化降解实验条件下,60min时典型氯苯类有机化合物的光降解率均达到90%以上.其中六氯苯和五氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0664h-1和0.0670h-1,其大小明显高于其它氯苯类化合物.1,二氯苯的光催化降解反应速率常数仅为0.0430h4--1,在典型氯苯类化合物中最小.三氯苯的3种同分异构体——1,3-三氯苯、24-三氯苯和1,5-三氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0547h2,1,,3,-1、0445h0.-1和0.0439h-1.六氯苯的主要光催化降解路径为:HCB→PeCB→1,2,3,5-TeCB→1,2,4-TCB→1,4-DCB.     

氯苯类化合物在沉积物上的非线性吸附行为

以5种自然沉积物为对象,采用批量平衡法,测定了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯在这5种沉积物样品上的吸附等温线,以研究沉积物自然有机质（NOM）的性质对氯苯类化合物（chlorobenzenes, CBs）吸附行为的影响.结果表明,1,2,4-三氯苯在虎门、黄沙、雅岗、三水、长洲5种沉积物中的等温吸附线性因子n都小于1,分别为0.956、 0.858、 0.872、 0.947和0.915,说明所有吸附等温线均为非线性;同时,非线性的程度n与极性指数（O+N）/C呈负相关关系,相关系数R²达0.994 7,表明NOM的聚合度（以极性指数为表征）直接影响着吸附非线性程度;5种沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力（K_oc）随沉积物极性指数的增大而减弱,说明NOM聚合度较高的沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力更强;氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯在同一种沉积物（黄沙）上吸附等温线的线性因子n分别0.755、 0.788、 0.858、 0.949,非线性程度按溶质分子由小到大的顺序依次减弱,说明溶质分子本身的性质也影响着CBs在沉积物上的吸附性能.     

共存污染物对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响

基于污染物分子本身的特性,实验研究了2种典型的有机污染物--1,4-二氯苯和苯胺对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响.分别用CTMAB-膨润土和预负载了共溶质1,4-二氯苯和苯胺的CTMAB-膨润土对1,2,4-三氯苯进行了等温吸附和动力学实验.结果表明,当固定共溶质初始浓度时,对于以上2种吸附体系,在主溶质浓度较低时,非极性共溶质1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的吸附有抑制作用,浓度较高时抑制作用逐渐消失.而对于极性共溶质苯胺来说,则是在混合吸附体系中与1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯吸附等温线的影响一致,而对于预负载体系,苯胺则在整个浓度范围内促进1,2,4-三氯苯的吸附.对于改变共溶质初始浓度的混合吸附体系,随着共溶质浓度的逐渐增大,1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的抑制作用逐渐增强,最终达到稳定;苯胺则是在较低浓度时抑制1,2,4-三氯苯的吸附,随后抑制作用逐渐减小,最后甚至促进了1,2,4-三氯苯的吸附.在竞争吸附动力学实验中,除了预负载苯胺的体系中共溶质不影响1,2,4-三氯苯吸附速率外,对于其它竞争吸附体系,1,2,4-三氯苯的吸附速率都有所下降.     

氯代苯类有机物生物降解性能的研究

采用连续、完全混合活性污泥法,对重点污染物中六种氯代苯类有机物(氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、六氯苯)的生物降解性能进行了研究。试验表明,除六氯苯外,其它五种氯代苯均能被驯化后的微生物所降解。随着苯环上氯取代基的增加,氯代苯的生物降解速率降低。在2B天的连续试验中,六氯苯基本上不能被微生物所降解。     

热活化过硫酸盐降解三氯生

基于硫酸根自由基（SO₄^·-）的高级氧化技术被广泛应用于土壤和地下水污染修复.本研究系统地考察了三氯生在热活化过硫酸盐高级氧化过程中的动力学、中间产物和降解途径.结果表明,提高反应温度或增加过硫酸盐的浓度,可加快三氯生的降解.三氯生的降解符合假一级反应动力学规律,反应活化能（E_a）为142 kJ·mol^-1.水中的腐殖酸显著抑制了三氯生的降解,而氯离子（Cl^-）对三氯生降解的影响比较复杂.当Cl^-浓度为5 μmol·L^-1时,三氯生的降解受到了轻微的促进;但是当Cl^-的浓度增加至10 μmol·L^-1甚至更高时,三氯生的降解反而受到了抑制.通过质谱分析发现三氯生降解过程中生成了4-氯-邻苯二酚、2,4-二氯苯酚和2-氯-5-（2,4-二氯-6-羟基苯氧基）-1,4-苯醌等6种主要中间产物,并由此推测醚键的断裂和酚环羟基化是三氯生的可能降解途径.本研究为基于SO₄^·-的高级氧化技术去除水中三氯生的应用可行性提供了依据.     

厌氧-好氧处理磺胺废水实验研究

采用上流式厌氧污泥床和好氧复合反应器处理磺胺废水,在厌氧TOC负荷约1.2kg/(m³·d),好氧TOC负荷约0.6kg/(m³·d)的运行条件下,TOC厌氧去除率可达50%以上,TOC总去除率可达85%以上厌氧过程有约30%SO₄^2-被去除,无CH4产生,这表明TOC的厌氧去除为硫酸盐还原条件下的缺氧降解.     

共存氯苯类同系物对六氯苯厌氧降解活性的影响

微生物厌氧降解六氯苯已经成为国内外六氯苯污染土壤修复技术研发的前沿和热点.研究了在不同的初始pH值、反应温度及固液比等环境条件下,3种共存氯苯类同系物五氯苯、1,2,4,5-四氯苯、1,2,4-三氯苯对染料厂污染土壤中六氯苯厌氧降解活性的影响.结果表明,在降解过程中,共存氯苯类同系物的累积对六氯苯的厌氧降解产生了反馈抑制作用,影响了六氯苯的降解活性,且在不同的环境条件下,累积规律不同,反馈抑制作用不同.反应的初始pH值较低时,五氯苯的的反馈抑制作用更突出,反应的初始pH值较高时,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;常温下,五氯苯的反馈抑制作用更突出,较高温度下,1,2,4-三氯苯的反馈抑制作用更突出;固液比越小,五氯苯的反馈抑制作用越突出.因此,针对性地采取提高低氯苯类同系物降解活性的措施,降低共存低氯苯类同系物在六氯苯厌氧降解过程中的累积,不失为提高污染土壤中六氯苯降解率的一种好的选择.     

北京东南郊化工区土壤和植物中氯苯类有机物的残留及分布特征

对2003-11采自北京东南郊化工区的土壤、植物样品中11种氯苯类有机物进行了分析测定. 结果表明,土壤（干重）中氯苯类有机物（CBs）的总量范围为0.232～51.15 ng·g^-1,均值为18.16 ng·g^-1,其中1,2-DCB、1,4-DCB和HCB分别占45.2％、15.3％和17.1％;植物（干重）中CBs的总量范围为5.635～31.99 ng·g^-1,均值为12.36 ng·g^-1,其中1,4-DCB和HCB分别占51.5％和14.9%. 土壤中∑CBsi>与土壤有机质含量的皮尔森（Pearson）相关系数为0.544（P≤0.05）,呈弱正相关关系. 此外,除1,4-DCB和1,2,4-TCB外,云杉针叶中CBs的土壤-植物富集因子（BCFs）随CBs挥发能力［lg(V_P/K_OW)的增强而降低,随CBs辛醇/空气分配系数（K_OA）的增大而升高.     

1,2,4-三氯苯厌氧还原脱氯过程及荧光增白剂PF对脱氯过程影响研究

南京某化工厂生产荧光增白剂PF(1,2-双(5-甲基-2-苯并唑基)-乙烯,调查发现其地下水中存在多种污染物:1,2,4-三氯苯(TCB)、二氯苯同分异构体(DCB)、一氯苯(MCB)、苯和PF.场地多年监测结果显示很可能存在厌氧条件下氯苯类污染物的自然降解.为了探索污染物降解机制并确定荧光增白剂PF对该脱氯过程的影响,笔者通过室内实验发现1,2,4-TCB被脱氯为1,2-DCB、1,3-DCB和1,4-DCB,摩尔比率约为10%、35%、55%.随着1,2,4-TCB投喂次数的增加,降解菌的脱氯速度越来越快,最高可达到7μmol·d~(-1).1,2-DCB和1,3-DCB先脱氯产生MCB,1,4-DCB滞后约两周开始降解,脱氯速度从第14周的0.19μmol·d~(-1)增加到第17周的0.88μmol·d~(-1),并在第108 d左右消耗完全.虽然1,2-DCB和1,3-DCB比1,4-DCB先开始脱氯,但脱氯速度相对缓慢,1,2-DCB的脱氯速度从第12周的0.001μmol·d~(-1)增加到第15周的0.21μmol·d~(-1),1,3-DCB的脱氯速度从第12周的0.06μmol·d~(-1)增加到第17周的0.14μmol·d~(-1).DCBs降解产生的MCB在第160 d左右开始脱氯生成苯,脱氯速度从第23周的0.296μmol·d~(-1)到第25周的1.94μmol·d~(-1)再到第28周的0.007μmol·d~(-1).同时,实验结果表明荧光增白剂PF不会改变1,2,4-TCB的脱氯过程,但在MCB脱氯到苯的过程中具有一定的抑制作用.     

碳纳米管负载TiO2对1,2,4-三氯苯的光降解研究

碳纳米管负载TiO2复合光催化剂与纳米TiO2光催化剂对1,2,4-三氯苯的光催化降解效果,及降解动力学的研究结果表明,复合光催化剂比纳米TiO2有更好的光催化降解效果,经254 nm紫外光辐照60 min后,使用复合光催化剂的1,2,4-三氯苯降解了70%,而使用纳米TiO2为催化剂的1,2,4-三氯苯仅降解了51%...     

两种释碳材料的制备及其性能研究

应用固定化技术制备了包埋淀粉的聚乙烯醇(PVA)释碳材料和海藻酸钠(SA)释碳材料,采用红外光谱和扫描电镜对其物化特性进行分析,研究了二者的释碳性能以及作为碳源对硝态氮的去除效果.结果表明,PVA释碳材料中淀粉混合较好,释碳过程满足二级动力学方程,单位质量材料释放的饱和COD达到99.60mg/(g·L).在温度为18~22℃,pH7.2~8.0,硝态氮浓度为35mg/L的条件下,PVA释碳材料的平均反硝化速率为18.5g/(m3·d),SA释碳材料的平均反硝化速率为15.5g/(m3·d),在稳定运行15d后,出水硝态氮浓度逐渐升高,脱氮效果开始下降.     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果.3种巯基捕收剂的用量均为62.5　μmol·g^-1飞灰.扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊.利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性.在0.1 mol·L^-1醋酸浸提条件下,与Na₂S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na₂S处理（52.4%）. 3种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应.重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解.为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要.     

内置LED光源平板型光生物反应器用于微藻培养

为降低光生物反应器(PBR)的光照能耗和提高微藻对光能的利用效率,自制了内置LED光源的平板型光生物反应器,用于绿藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)的培养和CO2生物固定.评价了这种新型反应器的进气CO2浓度对生物质产率(BP)、CO2固定速率( )和油脂产率(LP)的影响.经过10d连续培养后,与通入空气的对照组相比,浓度1%~10%的CO2均明显促进微藻生长,BP [0.258和0.263g/(L?d)]、最大 [1.18、1.00gCO2/(L?d)]和指数生长期平均 [0.57、0.62gCO2/(L?d)]的高值均出现在CO2 1%、2.5%处理组中.较高浓度(5%、10%)CO2在培养初期造成酸化现象,导致藻细胞密度和生物量较低.CO2浓度变化对微藻总脂含量(17.81%~23.13%)影响较小,以CO2 2.5%条件下得到微藻油脂产率最大[60.71mg/(L?d)].本研究证明,所设计的平板型PBR能够高效培养用于CO2固定和生物柴油原料生产的微藻.     

降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC120的全长序列.     

好氧颗粒污泥法降解苯胺的特性

在控温摇床上采用好氧振荡的方法,在含有苯胺和硝基苯混合废水处理厂的好氧污泥中,驯化降解苯胺的混合微生物.在驯化过程中发现混合微生物逐渐形成了颗粒污泥,采用此颗粒污泥(混合微生物)进行苯胺降解的实验.结果表明,该混合微生物在以苯胺为唯一碳源和氮源的情况下,具有较强的降解苯胺的能力,且最适宜的温度为28℃,最佳的pH值为7.0,当苯胺的起始浓度为600mg/L时,此条件下在18h内被完全降解,混合微生物降解苯胺的速度达到33.6mg/(L·h).     

Isolation of a Pseudomonas Stutzeri strain that degrades 1,2,4-trichlorobenzene and characterization of its degradative plasmid

The genetic information encoding metabolic pathways for xenobiotic compounds in bacteria often resides on catabolic plasmids. The aim of the present work was to know the location of the genes for degrading 1,2,4-trichlorobenzen. In this paper a 1,2,4-trichlorobenzene-degrading strain THSL-1 was isolated from the soil of Tianjin Chemical Plant using 1,2,4-trichlorobenzene as the sole carbon source. The strain was identified as Pseudomonas stutzeri through morphologic survey and 16S rDNA sequence determination. A plasmid was discovered from strain THSL-1 by using the alkali lysis method. When the plasmid was transformed into E. coli. JM109 by the CaCl₂ method, the transformant could grow using 1,2,4-trichlorobenzene as the sole carbon source and had the degradation function of 1,2,4-trichlorobenzene. Therefore, it could be deemed that the plasmid carried the degradative genes of 1,2,4-trichlorobenzene. The average size of the plasmid was finally determined to be 40.2 Kb using selectively three kinds of restricted inscribed enzymes (HindIII, BamHI, and XholI) for single cutting and double cutting the plasmid pTHSL-1, respectively. __________ Translated from China Environmental Science, 2005, 25(4): 385–388 [译自: 中国环境科学]