渭河流域西安段水体中DBP污染特征及生态风险评价

为了解渭河流域西安段地表水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的污染状况,采用高效液相色谱法(HPLC),于2018年1、5和8月检测分析了渭河流域西安段地表水中DBP的含量和污染分布特征,并采用物种敏感分布曲线法(SSD)对水体中的DBP进行生态风险评价。结果表明:2018年1、5和8月流域水体中DBP浓度分别为nd～58.28("nd"表示未检出)、2.78～42.61和1.45～39.34μg/L,平均浓度分别为15.60、12.87和12.71μg/L。受点源污染和地表径流带来的污染物影响,泾河水体中DBP含量最高。生态风险评价结果表明,渭河干流及4条支流全年水体中DBP存在的风险大小为泾河﹥皂河﹥渭河干流﹥灞河﹥沣河。与国内外其他流域水体中DBP含量比较,渭河流域西安段地表水体中DBP含量处于较高水平,污水厂废水排放、工业污染和地表径流带来的污染物是流域水环境中DBP的主要来源。     

聚合氯化铝与聚磷硫酸铁絮凝除藻比较研究

针对武汉市莲花湖湖水,采用聚合氯化铝(PAC)和聚磷硫酸铁(PPFS)进行絮凝实验,比较了两种无机絮凝剂的絮凝效果及原水处理前后藻类群落变化。主要结论如下:①PPFS与PAC的最佳投加量分别为1.5mg/L、2.0mg/L;②PPFS在去除藻类细胞、浊度和色度方面均优于PAC,当PPFS投加过量时,因水体中Fe3+过量分布,使水样色度去除率下降;③PPFS絮凝处理微囊藻为主体的水华原水时,其效果比PAC更好。本文研究后表明:PPFS是一种新型高效絮凝剂,其絮凝性能明显优于PAC,当水体以微型藻类为主时,可使用PPFS以替代PAC,能提高絮凝效果。     

不同水体溶解性有机物的混凝去除特性

采用硫酸铝、工业氯化铁、无机高分子絮凝剂(PAC)3种无机混凝剂,对广州珠江、北京密云、天津滦河不同原水进行了混凝实验,分析了不同混凝剂去除水体有机物的特性以及不同水体溶解性有机物(DOM)的内在分级特征与其混凝去除率的关系.实验结果表明,①珠江水体由于碱度低,pH较易下降,高投药浓度下此水体DOM更易被氯化铁去除;中低投药下,在南方水体中,PAC与盐类絮凝剂对去除DOM的混凝性能差别不如在北方水体中明显,表明南北方水体DOM的内在特性存在一定差异,即北方水体DOM中可混凝去除部分的有机物易发生电中和作用,带有较多负电基团,南方珠江水体DOM含带电基团的有机物相对较少,而中性有机物含量相对较高,这与进一步分级结果一致.②所有水体从混凝收敛点看,总溶解性有机碳(DOC)去除率都是工业PAC最高,显示电中和(憎水化)-沉淀(吸附)可能为这些水体DOM的主要去除机理.③从不同水体的DOC平均去除率看,珠江水体高于密云水体,它们又明显高于滦河水体.对水体DOM进一步的化学分级研究结果表明,DOC去除率越高的水体,其中的憎水中性物质(HoN)含量也越高.这表明,除了碱度、总有机碳(TOC)外,原水DOM的内在化学分级特征也是影响水体DOC混凝去除率的重要因素.     

酞酸酯在模拟海河菹草微宇宙中的消减和分布特征

模拟海河干流水体构建了室内菹草微宇宙,同时设置了无菹草微宇宙为对照,对微宇宙中酞酸二丁酯(DBP)和酞酸二异辛酯(DEHP)的消减和分布特征进行了研究.结果表明,实验过程中,有草组水和沉积物中这2种酞酸酯(PAEs)的浓度始终低于对照组;实验结束时,这2种PAEs主要分布在沉积物中,其次是水中,并且在菹草中也有一定程度的富集,尤其是疏水性较强的DEHP;菹草(以湿重计)对水中DBP和DEHP富集系数(BCF)的平均值分别为22.4 L.kg-1和180.7 L.kg-1;计算得出整个实验过程中,有草微宇宙中DBP和DEHP的降解率分别为输入量的94.2%和60.8%,较对照组(DBP和DEHP分别为91.0%和45.5%)分别提高了4.1和15.3个百分点;有草组DBP和DEHP的残留率分别为输入量的-0.6%和30.7%,而对照组为4.7%和37.7%.可见,菹草体系不仅能够有效增强这2种PAEs的降解作用,还能减少系统残留量,降低内源污染.     

酞酸酯在海河干流水体和菹草中的分布

于2008年3月29日~5月25日对海河干流水体和水生植物菹草中酞酸酯的分布进行了采样调查.结果表明,海河干流水体和菹草中均检出了酞酸二丁酯(DBP)和酞酸二异辛酯(DEHP),水体中DBP、DEHP的浓度分别为0.35~40.68μg/L(均值7.32μg/L)和3.54~101.2μg/L(21.72μg/L);菹草中DBP、DEHP浓度分别为0.007~0.242μg/g(0.078μg/g)和0.163~1.286μg/g(0.457μg/g),菹草生长旺盛期DBP和DEHP浓度最高,浓度变化主要受水体中DBP和DEHP浓度的影响;菹草中DBP和DEHP的PCF值显著大于1,为生长初期最高,衰败期最低;DBP在菹草中浓度及其PCF值均低于DEHP.海河水体中菹草生物巨大,因此菹草是酞酸酯这类疏水性有机污染物的一个重要的汇.     

厦门西港悬浮泥沙及重金属存留时间的初步估算

通过对厦门西港一定点站位SPM及重金属含量的连续(13h)测定,用数学模型计算了两者在水体中的存留时间。结果表明,SPM在两港的存留时间τγ约为3.5天;重金属中Fe为3.5天、Hg为4.2天、Pb和Cu均为4.7天。     

不同暴露方式下酞酸酯在黄斑篮子鱼体中的富集

研究了黄斑篮子鱼(Siganus oramin）在3种暴露方式条件下,4种酞酸酯化合物(DEHP、DBP、DEP和DMP)在体内积累与分布状况.结果显示,在水体暴露处理组中,鱼体内积累的含量分别为:DMP0.036mg/kg,DEP0.122mg/kg,DBP0.276mg/kg,DEHP0.921mg/kg,其中DMP和DEP在内脏中含量最低,而在鱼残体组织和肌肉中含量较高;DBP和DEHP在鱼残体组织中含量最高,内脏中含量次之,而在肌肉中含量最低.在食物暴露处理组中,分别为:DMP0.024mg/kg,DEP0.124mg/kg,DBP0.573mg/kg,DEHP1.034mg/kg,其中DMP和DEP在肌肉组织中含量最高,而DBP和DEHP在内脏中含量最高,在肌肉中含量最低.在水体与食物混合暴露处理组中,分别为DMP0.058mg/kg,DEP0.178mg/kg,DBP0.702mg/kg,DEHP1.87mg/kg,其含量均高于水体暴露组和食物暴露组.食物暴露处理组中侧链较长的DEHP和DBP在鱼体内的含量较高,而侧链最短的DMP富集量较低.食物暴露处理组中DMP在鱼体内含量最低;水体和食物混合暴露处理组中DEHP含量最高     

长江河口区水体的锶同位素地球化学--对水与沉积物相互作用过程的反映

为了解长江河口区的水体混合过程和水与沉积物或颗粒物的相互作用过程,对长江河口水的87Sr/86Sr及Sr元素浓度进行了测定,结果显示:与世界河流平均值(Sr为78μg/L,87Sr/86Sr为0.7119)相比,长江水具有明显的高Sr(130μg/L)低87Sr/86Sr比值(0.7105)的特点。在长江口水体混合过程中,锶同位素没有象其它河口那样显示简单的两端员理想混合模式,而是在距河口约30～40km的地点出现87Sr/86Sr的突然升高,水体悬浮颗粒物(SPM)浓度也在同一区域出现升高现象。这可能是该区水体和沉积物相互作用比较强烈而引起沉积物与上覆水体发生物质交换。     

微波强化过碳酸钠降解邻苯二甲酸二丁酯的研究

为探索微波对过碳酸钠(SPC)氧化作用的强化效应,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为处理对象通过单因素实验和正交实验研究了微波强化过碳酸钠氧化作用的主要影响因子,比较了单独微波、微波-SPC和水浴-SPC对DBP的降解效果。结果表明:微波强化SPC降解DBP的主要影响因素有反应温度、反应时间、SPC投加量以及初始pH值最佳反应条件:SPC/DBP(摩尔比)为250,初始pH为12,温度为85℃,反应时间为40 min,最佳反应条件下DBP降解率为85.52%;SPC与微波对DBP的降解具有协同作用。     

环境条件对三峡库区消落带土壤中邻苯二甲酸二丁酯向上覆水静态迁移释放的影响

为了解消落带土壤有机污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的环境行为,采用静态淹水法研究了三峡库区消落带土壤向上覆水迁移释放规律以及上覆水温度、光照、含氧量等外界环境条件对其影响.结果表明,消落带土壤中DBP在淹水前期由土壤向上覆水中迁移释放,该过程分为短暂但是释放速率较快的快速释放阶段和释放时间较长但释放速率较慢的慢速释放阶段,其中慢释放是主要控速步骤,此过程可以很好地用二室一级动力模型拟合.在淹水中期释放达到最大值,继续淹水后,释放到水体中的DBP转而由水体向土壤中迁移,最终在淹水后期上覆水DBP含量达到平衡状态.随着温度的升高,DBP向上覆水释放的强度增大,同时增加了DBP快速释放的速率,降低了慢速释放速率.不同光源照射下,DBP向水体释放浓度不同,采用自然光照的处理中上覆水DBP的浓度高于采用UVB、UVA光源处理;DBP在上覆水达到最大浓度后,UVB、UVA处理中上覆水DBP含量减少比较快速,而自然光处理相对要缓慢.上覆水中的含氧量对DBP的最大释放量与达到最大释放的时间有影响,总体上来看,上覆水中含氧量越高,上覆水DBP含量越高;上覆水高氧处理和低氧气处理,上覆水中DBP最大浓度提前至淹水第8d出现,自然状态下DBP在淹水第12 d达到最大值.土壤中共存的邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)对DBP的释放有明显影响:在淹水第4~12 d,添加DEHP组分试验的DBP释放量要明显大于单一组分的DBP释放量,而且快、慢释放速率均要比单一DBP组分处理的大.微生物活性对消落带土壤淹水过程中邻苯二甲酸二丁酯迁移释放存在一定的影响但效果并不明显,添加微生物活性抑制剂处理后DBP的迁移量要略小于对照组.     

磁性铝基MOF的表征和对水体中氟化物吸附性能研究

我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg/L,即高于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe₃O₄吸附材料,使用扫描电极（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和孔隙度分析仪（BET）对材料的形貌和化学组成进行了表征.结果表明:①Al-MOF@Fe₃O₄具有不规则的晶体形状和直径更小的介孔结构,能够提供更高的比表面积吸附氟离子.②吸附试验结果表明,Al-MOF/Fe₃O₄的吸附量达到了75.2 mg/g,吸附过程更加符合拟二阶动力学模型,证明了化学吸附是该除氟过程的主要机理.③增加吸附剂投加和降低氟离子初始浓度,有助于提高除氟效率,但却难以得到较高的吸附量,同时碱性条件不利于氟离子的吸附,阴离子对除氟性能的影响程度表现为CO₃2- > HCO₃- > SO₄2- > PO₄3- > Cl-.④对吸附机理的研究表明,氟离子是通过取代Al-OH实现稳定和快速地脱离水体,使用NaOH溶液淋洗可以实现吸附剂的高效再生.⑤5次循环吸附试验后,复合材料依然保留了71.4 mg/g的吸附能力和良好的磁性.在实际地表水中进行除氟试验,该吸附剂可以将氟化物浓度从1.17 mg/L降至0.2 mg/L以下.研究显示,Al-MOF@Fe₃O₄纳米材料可以作为地表水除氟材料,实现对低浓度氟离子的高效去除.      

UV/H2O2体系光降解邻苯二甲酸二丁酯研究

研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在UV/H₂O₂体系中的光降解.结果表明:DBP在UV/H₂O₂体系中能很好地降解,且其光降解速率大于在单一UV辐照下的光降解速率;在pH为中性条件下DBP的光降解速率最快,而在强酸性或碱性条件下DBP的光降解速率均较低;在一定H₂O₂浓度范围内,DBP的光降解速率随c(H₂O₂)的升高而增大,但当c(H₂O₂)过高时,其对·OH自由基的清除作用使DBP的光降解速率减慢.DBP的光降解速率随其初始质量浓度的增大而降低;在实验质量浓度范围内,DBP的光降解速率常数近似与其初始质量浓度成负一级反应动力学关系.      

g-C3N4/rGO/TiO2光催化材料降解模拟污水中氨氮

以自制的g-C₃N₄和氧化石墨烯（GO）及TiO₂为原料,通过静电吸附组装、水热还原等反应过程制备以还原氧化石墨烯（rGO）为光生电子传输介质的g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料,并通过冷场发射扫描电镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）、紫外-可见光漫反射光谱（UV-Vis-DRS）、光电流密度测试等方法对催化剂形貌结构和光学性能进行了表征.选择含氮浓度为50mg/L的氨氮溶液作为模拟原水,调节氨氮溶液的pH值至9~10,研究了该光催化材料在氙灯照射下的氨氮去除效果.结果表明,g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料的SEM照片显示其为TiO₂包覆结构,复合材料的XRD图谱同时出现了TiO₂和g-C₃N₄的衍射峰,DRS光谱则体现出复合材料在可见光区的光吸收能力明显增强;对氨氮的去除实验表明原材料GO：g-C₃N₄=1：10的复合光催化材料有较好的光催化降解氨氮的性能,氨氮平均去除率为97%.通过采用电子顺磁共振（EPR）测定反应过程中的活性自由基,推测降解机理为：复合光催化剂在氙灯照射下生成的超氧阴离子自由基和羟基自由基直接在材料表面对吸附的NH₃进行氧化,而rGO则作为光催化材料的传输介质起到了传导光生电荷的作用.     

g-C3N4/rGO/TiO2光催化材料降解模拟污水中氨氮

以自制的g-C₃N₄和氧化石墨烯（GO）及TiO₂为原料,通过静电吸附组装、水热还原等反应过程制备以还原氧化石墨烯（rGO）为光生电子传输介质的g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料,并通过冷场发射扫描电镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）、紫外-可见光漫反射光谱（UV-Vis-DRS）、光电流密度测试等方法对催化剂形貌结构和光学性能进行了表征.选择含氮浓度为50mg/L的氨氮溶液作为模拟原水,调节氨氮溶液的pH值至9~10,研究了该光催化材料在氙灯照射下的氨氮去除效果.结果表明,g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料的SEM照片显示其为TiO₂包覆结构,复合材料的XRD图谱同时出现了TiO₂和g-C₃N₄的衍射峰,DRS光谱则体现出复合材料在可见光区的光吸收能力明显增强;对氨氮的去除实验表明原材料GO：g-C₃N₄=1：10的复合光催化材料有较好的光催化降解氨氮的性能,氨氮平均去除率为97%.通过采用电子顺磁共振（EPR）测定反应过程中的活性自由基,推测降解机理为：复合光催化剂在氙灯照射下生成的超氧阴离子自由基和羟基自由基直接在材料表面对吸附的NH₃进行氧化,而rGO则作为光催化材料的传输介质起到了传导光生电荷的作用.     

水中有机物对紫外光催化还原溴酸盐的影响

通过一步水热法制备了 TiO2与TiOF2用于考察不同水质条件下紫外光催化控制还原BrO3-的效率.结果表明,TiO2在纯水中还原BrO3-的效率(120min还原78.5％)显著高于TiOF2(120min还原57.0％).但当体系中存在难降解有机物(莠去津)或天然有机物(腐殖酸)时,TiOF2还原BrO3-的效率则...     

Fe/Ti-MIL-NH2吸附-光催化降解NDPhA

通过水热法成功制备Fe/Ti-MIL-NH₂吸附-光催化复合材料,考察了该材料对亚硝基二苯胺(NDPhA)的降解效能与机制.结果表明,Fe/Ti摩尔比为3:1时,Fe/Ti-MIL-NH₂能在不同水质条件下稳定去除84.4%以上的NDPhA,10mmol/L HCO₃^-的加入可使去除率达95.1%.与Fe-MIL-NH₂相比,Fe/Ti-MIL-NH₂(3:1)优异的吸附-光催化性能归因于其原位异质结构的形成,使其比表面积增加(310.2m²/g),加速光生空穴对分离并抑制其复合.通过动力学、吸附等温线拟合,明确了Fe/Ti-MIL-NH₂对NDPhA的吸附机制为表面吸附和分配作用.自由基捕获与探针实验结果表明,Fe/Ti-MIL-NH₂光催化过程通过自由基(^·O₂^-, ^·OH)与非自由基(Fe[IV]=O, h⁺)的共同作用降解NDPhA,提出了Fe/Ti-MIL-NH₂去除NDPhA的吸附光催化机制.通过分析光催化氧化中间产物,提出了NDPhA可能的降解路径.此外,Fe/Ti-MIL-NH₂(3:1)可完全去除天然水体基质中浓度<0.1mg/L的NDPhA,且重复使用5次后仍能去除83%的NDPhA,表明该材料稳定性较高.     

ZnIn2S4/g-C3N4光催化降解水中痕量药物卡马西平

本文采用水热合成法制备ZnIn₂S₄/g-C₃N₄复合催化剂应用于水中痕量药物卡马西平（CBZ）的太阳光催化降解,探究实际河水中固体颗粒（SS）,无机盐（IS）和溶解性有机物（DOM）对催化剂活性的影响以及ZnIn₂S₄/g-C₃N₄/浮石负载型催化剂光催化CBZ效果.结果表明,质量比为20：1 ZnIn₂S₄/g-C₃N₄的光催化活性高于ZnIn₂S₄,ZnIn₂S₄与g-C₃N₄异质结构加速了电子-空穴对的分离并抑制其复合、ZnIn₂S₄/g-C₃N₄中孔的增多和比表面积的增加有效提高了催化剂活性.水质参数对催化剂活性的影响顺序为DOM>IS>SS,过滤后河水中CBZ的光催化速率常数比原水提高了13倍;125mg/L催化剂投加量和太阳光照射240min后,100μg/L的CBZ被完全降解.动态试验中CBZ的光催化效率随水流速度的增大而下降;流速5mL/min下循环4次,ZnIn₂S₄/g-C₃N₄/浮石光催化降解与矿化CBZ的效率分别为86.4%和43.9%.     

Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4复合光催化体系降解盐酸四环素机理研究

为提高钒酸铋(BiVO₄)对盐酸四环素(TC-HCl)在水溶液中的降解效率,以银基材料(Ag/Ag₂O)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)共同改性BiVO₄,通过水热法、煅烧法、湿浸渍法、沉淀和热分解法分步制备了Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄四元复合材料;采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱法(UV-vis DRS)等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征. 结果表明:①沉积了Ag/Ag₂O粒子后,复合材料对TC-HCl的吸附能力显著提高. ②纳米Ag粒子的表面等离子体共振效应(SPR)以及g-C₃N₄的协同作用拓宽了光响应范围,表现出更好的光催化性能. ③相较于BiVO₄、g-C₃N₄及g-C₃N₄/BiVO₄,该复合材料对TC-HCl的降解效果最佳,降解率可达89.19%,且经过4次循环使用后仍能保持74.8%的降解率. ④UV-vis及XPS分析证明,该复合材料的可见光响应拓展至548 nm,可吸收更多可见光. ⑤体系自由基捕获试验证明,·O₂-和h+在光催化降解TC-HCl过程中发挥主要作用,且h+的作用大于·O₂-. 研究显示,Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄是一种高效稳定的复合光催化剂,其在处理TC-HCl抗生素废水方面具有潜在的应用前景.      

超薄硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化降解双酚A

内分泌干扰物双酚A (BPA)的广泛分布对水环境和人类健康造成了潜在的威胁. 为探究超薄硫掺杂的石墨相氮化碳纳米片(US-CN)对BPA的光催化降解性能及其降解机理,使用US-CN对BPA进行了光催化降解,使用电子顺磁共振(EPR)检测了光降解过程中产生的反应性氧自由基(ROS),通过密度泛函理论(DFT)结合自然布局分析(NPA)计算了BPA的原子电荷值,使用LC-MS检测了BPA光催化降解过程的中间产物. 结果表明:①US-CN在可见光(VL)下(简称“US-CN/VL体系”)100 min内对BPA的去除率可达66.39%,去除率的准一级反应动力学常数约为石墨相氮化碳(CN)的6倍. ②在US-CN/VL体系中添加L-组氨酸后,60 min内BPA的去除率从50.00%降至6.45%,表明单线态氧(1O₂)是导致BPA降解的主要ROS. ③在US-CN/VL体系中,1O₂可能由超氧自由基或溶解氧转化产生. ④基于密度泛函理论计算了BPA分子易被1O₂攻击的富电子原子位点, 并检测出BPA的5种降解中间产物,推测BPA在US-CN/VL体系中可能存在去甲基化和羟基化两种降解路径. 研究显示,US-CN在可见光下能产生以1O₂为主的ROS,攻击BPA的富电子原子,对BPA有良好的光催化效果.      

介孔氮化碳光催化降解诺氟沙星的动力学机制

采用一种简单高效的制备方法,利用SiO₂为模板制备出具有更高催化活性的介孔氮化碳材料（mpg-C₃N₄）,并通过透视电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、光电子能谱（XPS）对mpg-C₃N₄的形貌、组成结构进行表征.结果显示,mpg-C₃N₄表面存在大量直径约12nm的孔状结构,与g-C₃N₄相比,比表面积大幅度增大,并因此提供了更多的活性位点从而提高其光催化活性.使用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和荧光光谱（PL）对其光电化学性能进行测试.结果表明介孔材料的引入使得氮化碳的吸收光谱发生红移,并降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高对可见光利用效率.通过对诺氟沙星（NOR）的降解与吸附实验研究表明,NOR的光催化降解过程符合一级动力学和Langmuir-Hinshelwood动力学模型,而mpg-C₃N₄对NOR的吸附符合二级动力学,表明NOR的光催化降解主要发生在催化材料的表面且以化学吸附为主.吸附实验表明mpg-C₃N₄在30min内可以吸附56.78%的NOR,降解实验显示,光解1.5h后,超过90%的NOR可被降解.相比体相g-C₃N₄,mpg-C₃N₄表现出良好的吸附性能和光催化性能.pH值影响实验表明pH值约为7.41时达到最佳降解效果,主要归因于药物形态与材料表面电荷作用.淬灭实验表明O₂^·-和h⁺是降解体系中的主要活性物质.