K2FeO4协同TiO2光催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

针对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)难降解的特性,采用高铁酸盐-光催化的协同工艺降解水中的DMP;研究了不同参数对DMP降解效能的影响;探讨了光催化降解DMP的机理。结果表明,Fe(Ⅵ)-TiO_2-UV体系对DMP的降解率明显优于其他2种体系(高铁酸盐体系和TiO_2-UV降解体系),说明光催化与高铁酸盐的组合产生明显的协同效应;当DMP初始浓度为5 mg·L~(-1)、pH=9、高铁酸盐和二氧化钛投加浓度分别为31.7 mg·L~(-1)和40mg·L~(-1)时,DMP降解率较高(75%);在Fe(Ⅵ)-TiO_2-UV体系光降解DMP过程中,TiO_2催化剂表面产生的Fe—O—(有机)络合物会抑制DMP降解,用1%HCl溶液洗涤TiO_2,可恢复其活性;用Fe(VI)-TiO_2-UV体系降解实际生产废水和模拟废水中DMP,DMP降解率分别为67%和78.2%。高铁酸盐-光催化联合工艺的协同作用极大地提高了DMP的降解率。     

UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

酞酸酯是环境中普遍存在的有机污染物(内分泌干扰物)之一。利用UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP),讨论了溶液pH、TiO2投加量及DMP初始浓度等因素对DMP降解的影响。结果表明,DMP为10mg/L左右时,TiO2投加量为0.2～0.5g/L、pH=7是比较理想的降解条件;DMP初始浓度越高,其降解率则越低。研究了Langmuir-Hinshelwood模式下DMP在TiO2表面的吸附与催化活性的关系,发现DMP主要通过吸附在催化剂的表面而非在溶液本体中发生降解。线性回归计算所得光照条件下的吸附常数远大于无光照条件下的吸附常数,可能是由于UV和TiO2体系之间产生协同效应,提高了UV/TiO2体系对DMP的降解效果。另外,初步分析了可能的降解反应机制。     

电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯的降解

采用电晕放电等离子体降解水中的邻苯二甲酸二甲酯,研究了放电输出功率、溶液初始浓度、空气流量、初始pH、Fe2+和羟基自由基清除剂对邻苯二甲酸二甲酯去除效率的影响,并对其降解动力学进行了初步模拟。结果表明,电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯有较好的去除效果。在放电功率45 W、初始浓度50 mg·L-1、空气流速2 L·h-1、初始pH 6.31、初始电导率4.05 μS·cm-1的条件下,反应30 min,邻苯二甲酸二甲酯的去除率可达到95%。酸性条件下有利于邻苯二甲酸二甲酯的降解。添加Fe2+,在反应初期可显著提高邻苯二甲酸二甲酯的降解率。羟基自由基清除剂的加入在一定程度上抑制了邻苯二甲酸二甲酯的降解。电晕放电等离子体降解邻苯二甲酸二甲酯的过程基本符合一级反应动力学。     

底泥中降解邻苯二甲酸二甲酯菌群的特性研究

为了有效去除感潮河道底泥中邻苯二甲酸二甲酯(DMP),从深圳市某受DMP污染的感潮河道底泥中富集驯化出了一个土著DMP高效降解功能菌群(命名为菌群ZM),确定了菌群ZM的优势功能菌属,探究了pH、温度、盐度对其降解DMP的影响,研究了其在模拟底泥中的DMP降解性能。结果表明,变形杆菌门(Proteobacteria)α-变形菌纲(α-Proteobacteria)的新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)是最主要的DMP降解功能菌。pH为6、温度为35℃是菌群ZM降解DMP的最佳条件。菌群ZM在盐度0.05%～1.00%内表现出较好的耐受性。菌群ZM在2 d内可以降解模拟底泥中70%的DMP(初始质量浓度100 mg/kg)。综上,菌群ZM在处理感潮河道底泥中DMP污染问题上具有一定的实际应用潜力。     

微波诱导改性活性炭催化降解邻苯二甲酸二甲酯

通过HNO3、H2O2、NaOH对活性炭进行浸渍改性,采用BET、SEM、Boehm、FT-IR对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同反应体系对DMP的降解效果和动力学,探讨了微波诱导改性前后的活性炭催化降解DMP的机理。结果表明,3种改性活性炭的BET比表面积、总孔容、微孔孔容和平均孔径均有所增加。HNO3、H2O2改性后表面酸性基团增加、碱性基团减少,而NaOH改性呈现相反的理化特征变化。活性炭理化特征的变化可能与化学改性剂溶液的酸碱性、氧化还原性有关。微波诱导改性前后的活性炭催化体系对DMP的降解率大于单独吸附或单纯微波辐射体系,且均符合一级反应动力学。在微波诱导改性前后的活性炭催化体系中,改性前后的活性炭通过表面吸附-微波诱导氧化协同作用极大地提高了对DMP的降解率。     

超声波/Fenton工艺降解微量邻苯二甲酸二甲酯和壬基酚效能的研究

研究了在超声波、Fenton不同体系中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和壬基酚(NP)的降解效果.通过正交实验得到超声波/Fenton工艺各个因素影响程度的大小为:H2O2投加量＞初始pH＞反应时间＞Fe2+投加量＞超声功率.最后得到降解250mL质量浓度为100 μg/L的DMP的最佳条件:H2 O2投加量为2 mmol/L、Fe2+投加量为0.40 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到85.96％;降解250mL质量浓度为100 μg/L的NP的最佳条件:H2O2投加量为4mmol/L、Fe2+投加量为0.50 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到78.70％.     

生物炭对邻苯二甲酸二甲酯在土壤中自然降解和吸附行为的影响

为了解生物炭应用于邻苯二甲酸酯污染土壤修复的可行性,选择邻苯二甲酸二甲酯作为目标污染物,以花生壳为原料制备生物炭,通过室内模拟试验研究生物炭对邻苯二甲酸二甲酯在土壤中自然降解和吸附行为的影响。结果表明,未添加与添加生物炭土壤中邻苯二甲酸二甲酯的自然降解过程均遵循一级动力学方程,生物炭含量0.5%和1.0%的土壤中邻苯二甲酸二甲酯的半衰期分别延长2.185 d和4.151 d,表明添加生物炭会不同程度地延缓土壤中邻苯二甲酸二甲酯的自然降解;在不同的生物炭含量水平下,土壤对邻苯二甲酸二甲酯的吸附均能很好地符合Freundlich方程所描述的规律,生物炭含量0.1%、0.5%和1.0%土壤的吸附常数Kf分别为35.647、45.830和57.649,显著高于对照土壤（7.793）,表明土壤对邻苯二甲酸二甲酯的吸附作用随生物炭含量增加而显著增强。     

羟胺强化Fe2+/过一硫酸盐体系降解邻苯二甲酸二甲酯的研究

利用羟胺(HA)强化Fe~(2+)/过一硫酸盐(PMS)体系降解模拟废水中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP),研究了HA的强化机制,并考察了不同因素对HA强化Fe~(2+)/PMS体系降解DMP的影响,最后根据中间产物推断DMP的降解途径。结果表明,添加HA使Fe~(2+)/PMS体系中DMP的降解率从7.5%提升至71.9%,酸性环境下DMP的降解率高于碱性环境,Cl-、PO_4~(3-)和腐殖酸对DMP的降解有抑制作用,SO_4~(2-)对DMP降解几乎无影响。在HA摩尔浓度为0～0.500mmol/L时,DMP降解效率与HA摩尔浓度成正比,但HA摩尔浓度高于0.500mmol/L时会在一定程度上抑制DMP降解。自由基清除实验表明,DMP降解的主导自由基为·OH和SO_4~-·。DMP依次降解为邻苯二甲酸单甲酯、邻苯二甲酸、苯甲酸,最后矿化生成CO_2和H_2O,最终矿化率为31.6%。     

海河沉积物对邻苯二甲酸二甲酯吸附行为研究

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)是一种广泛使用的化工原料,也是一种环境内分泌干扰物.研究了海河沉积物和土壤对DMP的吸附解吸作用,以及颗粒物粒径、浓度和离子浓度对DMP在颗粒物上吸附的影响.研究发现DMP在土壤上的吸附符合Langmuir等温式,在海河沉积物上的吸附符合线性等温式,单位吸附量随着颗粒物浓度的增大而减小,离子浓度的增大而增大,粒径对DMP的吸附影响不明显.用DMP将海河沉积物污染并于室温老化1个月后进行解吸实验,被吸附DMP解吸速率前20 h较快,以后逐渐达到吸附平衡,解吸量较小.     

PDA的制备及其对水体中邻苯二甲酸二甲酯的去除性能

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为原料,Span-80和Tween-80为乳化剂,液体石蜡为分散相,采用分批加料法,反相乳液聚合制备二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物(PDA)。研究内容包括单体配比、引发剂配比、油水体积比和pH值对产物特性粘度的影响。研究获得的优化聚合条件为:单体质量比(DMDAAC∶AM)为2∶8,引发剂质量比(NaHSO3∶K2S2O8)为5∶3,油水体积比为1∶1.2,pH值为8。选用自制PDA用于去除水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)时,在絮凝剂PDA的投加量为0.60 mg/L,pH值为10时,DMP的去除效果最好,去除率达到98.31%。     

Reaction pathways of dimethyl phthalate degradation in TiO2-UV-O2 and TiO2-UV-Fe(VI) systems

The photocatalytic degradation of dimethyl phthalate (DMP) in aqueous TiO₂ suspension under UV illumination has been investigated using oxygen (O₂) and ferrate (Fe(VI)) as electron acceptors. The experiments demonstrated that Fe(VI) was a more effective electron acceptor than O₂ for scavenging the conduction band electrons from the surface of the catalyst. Some major intermediate products from DMP degradation were identified by HPLC and GC/MS analyses. The analytical results identified dimethyl 3-hydroxyphthalate and dimethyl 2-hydroxyphthalate as the two main intermediate products from the DMP degradation in the TiO₂–UV–O₂ system, while in contrast phthalic acid was found to be the main intermediate product in the TiO₂–UV–Fe(VI) system. These findings indicate that DMP degradation in the TiO₂–UV–O₂ and TiO₂–UV–Fe(VI) systems followed different reaction pathways. An electron spin resonance analysis confirmed that hydroxyl radicals existed in the TiO₂–UV–O₂ reaction system and an unknown radical species (most likely an iron–oxo species) is suspected to exist in the TiO₂–UV–Fe(VI) reaction system. Two pathway schemes of DMP degradation in the TiO₂–UV–O₂ and TiO₂–UV–Fe(VI) reaction systems are proposed. It is believed that the radicals formed in the TiO₂–UV–O₂ reaction system preferably attack the aromatic ring of the DMP, while in contrast the radicals formed in the TiO₂–UV–Fe(VI) reaction systems attack the alkyl chain of DMP.     

粉煤灰对模拟河流中DMP的动态吸附

针对污染物泄露导致的河流污染问题,以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为研究对象,以粉煤灰作为吸附剂、有机玻璃反应槽作为反应装置,向其持续注入初始浓度相同的DMP溶液,将其所得实验数据拟合Logistic穿透模型,研究模拟河流条件下,粉煤灰对DMP的动态吸附规律;同时,分析了水流速度、DMP初始浓度及吸附剂投加方式3种因素对粉煤灰去除DMP性能的影响。结果表明：Logistic穿透模型能较好地拟合河流中粉煤灰动态吸附DMP的过程;提高溶液的进水流速,污染物更容易穿透吸附剂表面,单位时间内的最大吸附量由17.81 μg·g-1增加至27.78 μg·g-1,最大去除率由35.63%升高至55.57%,穿透时间提前;随着DMP溶液初始浓度的增加,粉煤灰与DMP分子之间的浓度差增大,相同时间内与粉煤灰接触的DMP污染物增多,达到饱和的时间由131 min缩短至119 min,穿透曲线上的穿透点左移,粉煤灰的吸附性能提高;将粉煤灰全部平铺在槽体底部时,吸附质能够充分地与其接触,传质阻力减小,吸附速率常数由0.003 9提高至0.004 7,粉煤灰的吸附率升高。该研究可为河流突发性污染的应急处理提供一定理论依据。     

氧化铈/活性炭催化臭氧氧化技术去除水中邻苯二甲酸二甲酯

用浸渍法在活性炭(AC)上负载氧化铈(CeO2)制备催化刺CeO2/AC催化臭氧氧化去除邻苯二甲酸二甲酯(DMP),考察了臭氧投加量,DMP初始浓度和溶液初始pH的影响.结果表明,CeO2/AC催化臭氧氧化去除DMP的最佳臭氧投加量为50mg/h,DMP初始浓度和溶液初始pH对CeO2/AC催化臭氧氧化DMP过程都有一定的影响.在DMP初始质量浓度为30 mg/L、溶液初始pH为5、臭氧投加量为50 mg/h、反应60 min时,CeO2/AC的加入(1.5g/L)有利于催化臭氧氧化DMP过程中总有机碳(TOC)的去除,TOC去除率由AC催化臭氧氧化的48%提高到68%.而单独臭氧氧化过程中的TOC去除率仅22%;且单独臭氧氧化与AC、CeO2/AC催化臭氧氧化DMP的矿化过程均符合二级反应动力学方程,CeO2/AC催化臭氧氧化DMP时TOC降解的二级反应动力学常数为0.0015L/(mg·min),分别是AC催化臭氧氧化的2.5倍和单独臭氧氧化的7.5倍.     

Increase in biodegradation of dimethyl phthalate by Closterium lunula using inorganic carbon

The effect and mechanism of inorganic carbon (IC) on the biodegradation of dimethyl phthalate (DMP) by a green microalga Closterium lunula was investigated. The growth of this microalga and the biodegradation of DMP were significantly enhanced when the initial IC was increased. An intermediate product of DMP biodegradation was identified as phthalic acid (PA) that was accumulated and caused a sharp decrease in pH of microalgal culture medium, which inhibited both the growth of microalga and the biodegradation of DMP. A suggested second-order kinetic equation of organic pollutant biodegradation by microalgae (-dC/dt = kNr) fitted well with the experimental data. The increase of IC caused a decline in biodegradation rate constant for organic carbon (k) and an increase in growth (N) by supplying a favorite carbon source and mitigating the decrease of pH. As the net effect, the overall biodegradation rate of DMP was promoted as IC increased, which was dominated by the increase of microalgal growth.     

对位酯废水的光催化降解研究

研究了对位酯生产废水的初步处理方案.先将对位酯废水进行中和、冷冻除盐、加CaO沉淀、过滤等预处理(预处理后COD 40 352 mg/L;SO42- 9 577 mg/L;NH3-N 21 mg/L),再采用纳米光催化降解以及BaCl2进行处理,TiO2浓度为2 g/L时处理效果较好(COD 30 325 mg/L;SO42- 880 mg/L;NH3-N 140 mg/L).废水经铁炭微电解及CaO处理后,再进行光催化降解可以达到更好的处理效果,COD降为21 224 mg/L.废水经微电解、Fenton氧化和光催化联用处理后,COD降为20 800 mg/L.     

Anaerobic degradation of diethyl phthalate, di-n-butyl phthalate, and di-(2-ethylhexyl) phthalate from river sediment in Taiwan

We investigated anaerobic degradation rates for three phthalate esters (PAEs), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), and di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), from river sediment in Taiwan. The respective anaerobic degradation rate constants for DEP, DBP, and DEHP were observed as 0.045, 0.074, and 0.027 1/day, with respective half-lives of 15.4, 9.4, and 25.7 days under optimal conditions of 30 °C and pH 7.0. Anaerobic degradation rates were enhanced by the addition of the surfactants brij 35 and triton N101 at a concentration of 1 critical micelle concentration (CMC), and by the addition of yeast extract. Degradation rates were inhibited by the addition of acetate, pyruvate, lactate, FeCl₃, MnO₂, NaCl, heavy metals, and nonylphenol. Our results indicate that methanogen, sulfate-reducing bacteria, and eubacteria are involved in the degradation of PAEs.