光电催化降解壬基酚影响因素研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜光电极,以该电极为工作电极,铂丝作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对壬基酚的光电催化降解进行了研究。结果表明:该电极具有n型半导体的特征行为。在外加偏压为+0.8V、pH=5、、30mg/L的H2O2中对初始浓度为20mg/L的壬基酚溶液光照180min降解率达62.22%。讨论了氧的存在、外加偏压、pH等因素对光电催化反应的影响。     

壬基酚和短链壬基酚聚氧乙烯醚在土壤中的降解研究

研究了壬基酚(NP)类内分泌干扰物在土壤体系和添加污水处理厂剩余污泥的土壤体系中的降解行为.结果表明,NP、壬基酚单氧乙烯醚(NPEO1)、壬基酚二氧乙烯醚(NPEO2)在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其降解速率随温度升高而升高.30℃时,初始浓度分别为100、50和100 mg·kg-1的NP、NPEO1和NPEO2可在45 d内完全降解.相同条件下,土壤中NP的降解速率大于NPEO1和NPEO2.体系中添加污泥促进了NPEO1和NPEO2的降解,同时抑制了NP的降解.     

壬基酚聚氧乙烯醚降解前后的激素效应和诱变活性

采用重组基因酵母和SOS/Umu试验研究了壬基酚聚氧乙烯醚(NP₁₀EO)经生物降解前后的雌激素活性和致突变活性.结果表明,在降解反应开始后的4d内降解产物的雌激素活性较低且不具有致突变性.随着降解时间的不断增加,降解产物的雌激素活性和致突变性不断增强.降解20d后,降解产物的雌激素活性相当于1nmol 17-β雌二醇的61.6%,诱变比值大于2,表明壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解产物同时具有雌激素活性和致突变活性,且两者在产生时间和活性数值方面均是同步的和成正相关的.因此致突变活性很可能是此类降解产物对生物机体具有雌激素活性的基础.     

NPnEO在中国北方四城市污水处理厂的污染研究

测定了中国北方4个城市污水处理厂进、出水中壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n为聚合度)及其代谢产物的浓度及分布,同时测定了其中2个污水处理厂污泥中上述物质的浓度和分布,初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为.结果表明:在4个城市污水处理厂的进、出水及其中2个厂的污泥中均检测到了浓度不等的NPnEO及其代谢产物;NPnEO在各城市污水处理厂都得到了一定程度的降解去除,去除率为23.38%～77.11%,平均为52.86%;NPnEO大分子组分降解成了小分子组分,但并未完全矿化;出水中以壬基酚(NP)、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)小分子组分的浓度高.这些小分子产物都具有比母体化合物更高的毒性,并具有环境内分泌干扰性质,因此污水处理过程不但没有降低反而增加了生态风险,是环境中小分子NPnEO的主要来源;污泥对NPnEO,特别是小分子代谢产物有良好的吸附性能,其在污泥中的浓度水平较高,合理处置污泥避免二次污染值得进一步研究探讨.      

壬基酚聚氧乙烯醚在碱性印染废水中的降解

通过静态和动态连续降解实验,揭示了壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO,Nonylphenol ethoxylates,浓度6.25~12.5 mg·L-1)在碱性牛仔布印染废水中的去除规律.批式活性污泥实验表明,厌氧环境下,随着p H值的增加,壬基酚(NP,Nonylphenol)产生受到抑制,短链NPEO(环氧乙烯加成数1~3,NP(1~3)EO)总浓度水平虽然只有500~900μg·L-1,却呈现增加趋势;好氧环境下,尽管NPEO总量降解率超过85%,但产生的各种短链NP(1~3)EO和短链壬基酚聚氧乙烯醚酸酯(NPEC,Nonylphenol polyethoxycarboxylate)浓度区间为10~110μg·L-1,碱性环境下两类物质总量最低,不足100μg·L-1.耦合厌氧水解和好氧曝气的连续实验表明,增设填料的厌氧折板水解池出水中短链NP(1~3)EO的总浓度增至4000~5000μg·L-1,这与厌氧环境下一部分NPEO附着在废水杂质和厌氧污泥上,在污泥龄较长的附着型污泥作用下,生成了大量的NP(1~3)EO有关;好氧段出水中NP(1~3)EO浓度降至230~610μg·L-1,短链NPEC(NP(1~3)EC)总量上升到800~1000μg·L-1,NP(1~3)EC由NP(1~3)EO转化来的可能最大.印染出水中NP及NP(1~3)EO受厌氧段出水中NP及NP(1~3)EO浓度影响明显.     

二氧化钛复合纸板对壬基酚聚氧乙烯醚水溶液的光催化降解

制备了一系列无机物含量大于80%的植物纤维/吸附剂/二氧化钛复合纸板,考察了复合纸板对壬基酚聚氧乙稀醚(NP-10)水溶液的光催化降解性能.结果表明,二氧化钛复合纸板对NP-10具有优良光催化降解性能,紫外光照34h后浓度为50mg·mL-1的NP-10的降解率达80%以上,光照前后NP-10水溶液的化学需氧量(COD)的变化表明,光催化降解可导致NP-10矿化.活性炭对二氧化钛光催化降解有协同作用,其在无机粉体中的质量分数为15%时,复合纸板的光催化降解性能最好.过氧化氢可大幅提高复合纸板的光催化降解性能,其最佳浓度为20mg·mL-1.二氧化钛复合纸板在NP-10水溶液中的稳定性好,重复使用10次后其质量损失小于2%,光催化降解性能不变.     

壬基酚聚氧乙烯醚及壬基酚对鱼肝EROD酶的体外诱导

在离体条件下,以鲤鱼肝脏EROD酶为生物标志物研究了壬基酚聚氧乙烯醚及壬基酚的毒性效应.结果表明,在一定的浓度范围内,2种受试物对鲤鱼肝脏EROD酶均有激活作用.受试物浓度对EROD酶的活性的影响规律为高浓度时抑制,低浓度时诱导.试验时间和作用温度对离体条件下EROD酶的诱导有较大的影响,20℃的诱导温度和20min的诱导时间可得到较为理想的试验结果.离体条件下的鱼肝EROD酶的诱导是评价外来化学物污染效应的一种好方法.     

水中壬基酚聚氧乙烯醚的测定及去除方法研究进展

随着内分泌干扰物的危害不断得到人们的重视,壬基酚聚氧乙烯醚的研究成为了水处理的热点。目前检测水样中壬基酚聚氧乙烯醚的主要方法是采用GC-MS和HPLC,预处理主要采用固相萃取。近年来倍受关注的深度处理工艺如活性炭、树脂吸附法,以及光催化降解和生物降解法能有效的去除水中的壬基酚聚氧乙烯醚。     

有机物与温度对壬基酚聚氧乙烯醚厌氧降解影响的研究

研究了在3种不同还原条件(产甲烷、反硝化、反硫化)下,壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)的降解特性及有机物和温度对NPEOs厌氧生物降解效果的影响.结果表明,NP9EO在3种不同还原条件下能够很好地降解.易降解有机物葡萄糖和乙酸钠会抑制NP9EO的厌氧生物降解,酵母粉则可促进NF9EO的厌氧生物降解.在15～35℃的温度范围内,与反应速率系数k相关的产甲烷、反硝化、反硫化反应的温度系数u值分别为19.93、23.13和27.00 kJ/mol.说明在15～35℃的温度范围内,NP9EO生物降解过程中,温度对NP9EO生物降解速率系数的影响为反硫化条件>反硝化条件>产甲烷条件.这可为NPEOs污染的生物修复提供理论依据.     

1株异养脱氮菌降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究

研究了异养脱氮菌Bacillus sp.LY降解壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)的性能.结果表明,该菌株具有较强地降解NPEOs的能力,且在实现NPEOs降解去除的同时表现出一定的异养脱氮性能.降解14d后, Bacillus sp.LY对NPEOs去除率达95.6%,对体系中的总氮去除率为43.9%.该菌株对NPEOs的降解去除符合一级动力学特征,其降解速率常数为0.224d-1.该菌株通过无氧化过程的乙氧基链的逐渐缩短的途径降解去除NPEOs,可避免产生危害性更大的NPEOs的羧酸化产物(NPECs).在分别以氨态氮(NH4C1)、硝态氮(NaNO3)和亚硝态氮(NaNO2)3种不同氮素为氮源的条件下,菌株对NPEOs均具有一定的降解效果,其中以氨态氮为氮源时菌株对NPEOs降解效果最好.研究结果可为消除壬基酚聚氧乙烯醚与氮素复合污染提供理论依据.     

Photoelectrocatalytic degradation of Rose Bengal

An innovative photoelectrode, TiO2/T1 mesh electrode, was prepared by galvanostaticanodisation. The morphology and the crystalline texture of the TiO2 film on mesh electrode were examined by scanning electronic microscopy and Raman spectroscopy respectively. The examination results indicated that the structure and properties of the film depended on anodisation rate, and the anatase was the dominant component under the controlled experimental conditions. Degradation of Rose Bengal (RB) in photocatalytic (PC) and photoelectrocatalytic (PEC) reaction was investigated, the results demonstrated that electric biasing could improve the efficiency of photecatalytic reaction. The measurement results of TOC in photoelectrocatalytic degradation showed that the mineralisation of RB was complete relatively. The comparison between the degradation efficiency of RB in PEC process and that in aqueous TiO2 dispersion was conducted. The results showed that the apparent first-order rate constant of RB degradation in PEC process was larger than that in aqueous dispersion with 0.1%--0.3% TiO2 powder, but was smaller than that in aaueaus disverslon with 1.0% TiO2.     

壬基酚聚氧乙烯醚在污水处理过程中的迁移转化行为

用正相色谱－质谱联用法（NPLC－MS）分离分析高聚合度的NPnEO(n＞2）,用气相色谱－质谱联用方法（GC－MS）测定其中的NP,NP1EO和NP2EO浓度,对NPnEO在城市污水处理厂的迁移转化行为进行了研究。在污水处理厂的进水中,检测出NP和NPnEO(n=1-23）,总浓度为174nmol/L,其中NP2EO的浓度最高,为89．6nmol/L;其次分别为NP（42．2nmol/L）和NP1EO（12．2nmol/L）;出水中同样检测出NP和NPnEO(n=1-18),其中NP2EO的浓度最高,为37．2nmol/L;其次分别为NP（6．64nmol/L）和NP1EO（0．135nmol/L)。在城市污水处理过程中,NPnEO从高聚合度降妥成低聚合度,NP和NPnEO的总去降率为71％。另外,NP和NPnEO在污泥及污泥过滤水中的分配表明污泥对NPnEO有明显的吸附作用,并近似符合Dubinin-Astakhov等温吸附。     

光电催化降解2,4-二氯苯酚的研究

采用Sol-Gel法制备了纳米TiO2／导电玻璃薄膜电极，应用XRD表征了TiO2薄膜的物相和粒度，以上述电极为工作电极和光催化剂，研究了2，4－二氯苯酚溶液的光催化和光电催化降解行为，结果表明，外加阳极偏压为0．7V，时间100min时，光电催化降解率为85％，高出光催化降解25％，2，4－DCP初始浓度（C0）与反应速率（r0)的关系符合Langmuir-Hinshelwood方程，当C0≤0．50mmol.L^-1时，光电催化降解速率可用一级动力学模式来描述。     

TiO_2/Ti薄膜电极制备和光电催化降解罗丹明B的研究

以TA1钛合金为原料采用阳极氧化法制备新型薄膜电极 -TiO2 Ti电极 ,运用X射线衍射法、扫描电镜对电极表面膜的粒径、物相进行了表征。结果表明 ,控制反应条件 ,薄膜中二氧化钛晶型以锐钛矿型为主 ,粒径 45～ 5 0nm ,将其应用于光催化氧化水中的罗丹明B ,该电极对其降解有很好的光催化活性 ,同时 ,外加一定的偏压可以提高光催化氧化的效率     

响应面法分析Ti/TiO2电极光电催化富里酸的过程

利用响应面分析法对影响Ti/TiO2电极光电催化降解富里酸的主要因素进行了探讨.通过Design-Expert 5软件可得到1个二次响应曲面模型.结果表明,最佳的pH值、K2S2O8投加量和偏电压分别为3.8、88.40mg/L、0.88V,此时富里酸的去除率达到最大(57.06%).方差分析表明,模型具有较高的回归率(R2=97.54%),与实验结果吻合程度较高.     

Comparative toxicity study of a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates, and nonylphenol ethoxylates in Chinese hamster ovary cells in vitro

Surfactants such as alkylphenol polyethoxylates (APEOs) and nonylphenol ethoxylates (NPEOs) are commonly used worldwide, but the majority of these compounds, together with their metabolites, have been reported to induce severe biological toxicity. Here, we evaluated for the first time the cytotoxicity, genotoxicity and mitochondrial damage in Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells caused by a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates (VAEOs), an alternative to APEOs. In parallel, the same in vitro bioassays were conducted on NPEOs along with their metabolic byproducts 4-nonylphenol (4-NP) and vanillin. The results showed that the cytotoxic potency order was NPEOs?>?4-NP?>?VAEOs > vanillin using CCK-8 assays. Also, 4-NP showed potential direct DNA damage in SOS/umu tests, whereas NPEOs, VAEOs and vanillin showed no positive result with and without S9 addition. In addition, none of the test compounds showed obvious genotoxic effects with low olive tail moment value using comet assays. However, all test compounds were shown to cause mitochondrial impairment by increasing mitochondrial mass and decreasing mitochondrial membrane potential in a concentration-dependent manner. And further analysis of reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial superoxide (MNSOD) measurement showed that mitochondrial impairment was induced by oxidative stress with intracellular ROS and MNSOD overproduction. It's worth noting that VAEOs and vanillin cause relative lower cytotoxic, genotoxic and mitochondrial damage effects than NPEOs and 4-NP, indicating that VAEOs have the potential to substitute NPEOs as suitable surfactants. Take together, this study elucidates the toxicity profiles of VAEOs and NPEOs relatively comprehensively, and further toxicity analyses are suggested in the population, community and ecosystem.