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.     

紫外增强NaOCl氧化泛影酸钠的效果及产物毒性变化

研究紫外(UV)增强NaOCl氧化泛影酸钠(Sodium Diatrizoate,DTZ)的效果,考察了NaOCl浓度和初始溶液pH对该过程的影响,分析主要活性物种及其贡献,并探讨DTZ的氧化路径和氧化产物毒性的变化.结果表明,UV/NaOCl能够显著提高DTZ的氧化效果,初始pH=6.5,40min,DTZ的降解率达到100%.氧化过程遵循准一级反应动力学,k为4.999×10^-2 min^-1,分别是NaOCl氧化(k=7.517×10^-3 min^-1)和UV (k=1.451×10^-2 min^-1)的6.65倍和3.45倍.自由基抑制实验表明,与HO·和Cl·相比,二级氯自由基ClO·和Cl₂^-·是UV/NaOCl氧化DTZ的主要活性物种.NaOCl浓度在50～150μmol·L^-1范围升高,DTZ的降解率增加;初始pH对DTZ降解的影响较为显著,pH=6.50降解效果最好,ClO·和C...     

超声/过一硫酸盐氧化泛影酸钠的效果和中间产物毒性

采用超声（Ultrasound,US）催化过硫酸氢钾（Potassium peroxymonosulfate,PMS）对离子型碘代X射线造影剂-泛影酸钠（Sodium diatrizoate,DTZ）进行氧化降解,考察反应温度、初始pH的影响,分析US/PMS氧化DTZ过程中的主要活性物质和中间产物,并采用毒理基因组学评估DTZ氧化过程中的毒性变化.结果表明,US/PMS对DTZ具有显著的氧化效果,与单独US、PMS相比,反应60 min,降解效率分别提高了18.5和1.6倍.DTZ的降解率随温度（15~45℃）的升高而升高,降解过程遵循准一级反应动力学,反应活化能E_a=21.98 kJ·mol^-1;pH=3.21和9.16~11.05时,DTZ的降解率较高.自由基抑制结果和EPR分析表明,O₂^-·和¹O₂是US/PMS氧化DTZ的主要活性物质.反应过程中IO₃^-和I₂的生成量随DTZ降解率升高而增大.HPLC/MS/MS共检测出10种产物,其中3种为脱碘产物.基因毒理组学分析表明,DTZ毒性随反应的进行逐渐增强.     

太阳能热活化过硫酸盐降解染料罗丹明B的效能

在基于硫酸根自由基的高级氧化技术中,热活化被证实是最为有效的过硫酸盐(PS)活化方法之一,而利用蕴涵巨大热能的太阳能来活化PS降解污染物具有十分广阔的应用前景.对此,本研究通过构建太阳能集热反应装置,系统地探究了太阳能热活化PS降解典型染料有机物罗丹明B的效能及机制,并深入地探讨了太阳辐照强度、PS浓度、底物浓度、溶液...     

活化过硫酸盐氧化地下水中苯酚的动力学研究

以柠檬酸(CA)络合亚铁离子CA-Fe(II)为活化剂,活化过硫酸盐(S2O82-,PS)产生强氧化剂硫酸根自由基(SO4·-),进而催化氧化苯酚.从CA/Fe(II)物质的量比、Fe(II)浓度、过硫酸盐(PS)投加量和苯酚初始浓度4个因素来考察络合亚铁离子活化过硫酸盐氧化去除苯酚的动力学.结果表明,随着PS投加量的增加,苯酚的去除率随之提高;但随着苯酚初始浓度的增加,去除率逐渐降低;CA/Fe(II)物质的量比为1/5时,能够保持水溶液中足量的亚铁离子,有利于苯酚的氧化去除;当PS/CA/Fe(II)/苯酚物质的量比为100/10/50/1时,苯酚的去除率最高,反应15min后去除率达到98%,此时,苯酚的氧化反应速率k也达到最高值0.430min-1.活化过硫酸盐氧化去除苯酚的过程基本符合准一级动力学,在CA/Fe(II)/苯酚物质的量比为10/50/1条件下,苯酚氧化反应速率与过硫酸盐投加量呈线性正相关(R2 = 0.953).     

吉非罗齐在热活化过硫酸盐体系中的降解机制研究

以降血脂药物吉非罗齐(GEM)为目标污染物,研究其在热活化过硫酸盐体系中的降解机制.结果表明,GEM的降解过程符合准一级反应动力学规律,增加过硫酸盐初始浓度或升高反应溶液温度都可以显著提高GEM的降解速率常数(kobs),其反应的表观活化能Ea为133.14k J·mol~(-1).酸性和中性条件下GEM的降解效果要好于碱性条件.自然水体中的腐植酸(HA)和HCO_3~-对GEM的降解有明显的抑制作用.自由基清除实验表明,在酸性和中性条件下,SO_4~(·-)对GEM的降解起主导作用,而在碱性条件下,HO·成为体系主要的氧化物种.利用HPLC-MS/MS技术共检测到11种中间产物,推测GEM的降解路径涉及苯环的羟基化和醛基化反应、苯环侧链的环化作用和脱羧反应以及醚支链的断裂.     

十二烷基硫酸钠对热活化过硫酸盐降解萘的影响

研究了常用于土壤淋洗的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对热活化过硫酸盐(PS)降解萘的影响.结果表明,SDS胶束的保护作用抑制了萘降解,但在萘–SDS混合液中自由基仍体现了对萘的优先降解性,SDS浓度为5倍临界胶束浓度时(5CMC)时,萘的降解速率常数(k_nap=0.0108min^-1)是SDS降解速率常数(k_SDS=0.0006min^-1)的18倍.而10CMC时,胶束形态由5CMC时的球形胶束转变为囊泡胶束,这大大增强了其对萘的包裹作用,因此降低了体系中萘的优先降解性.此外,考察了PS投加量对萘优先降解性的影响;分析了萘的降解路径和机理;应用响应面法建立了预测模型,优化了反应条件,该模型可在实际淋洗液的处理过程中根据期望的处理效果指导药剂的投加量.研究认为,SDS会显著影响体系中萘的优先降解性,在合适的药剂配比下,经热活化PS氧化处理后的土壤淋洗液中的SDS具有较好的重复利用性.     

电活化过硫酸盐降解全氟辛酸及其中间产物的探究分析

全氟化合物（PFCs）是一种新兴的持久性有机污染物,具有环境持久性、高毒性和难降解性,因此急需研发高效的降解方法.本文采用电化学恒电位电解法活化过硫酸盐,利用得到的具有强氧化性的SO₄^·-有效降解全氟辛酸（PFOA）,考察了恒定电位值、过硫酸钠的初始浓度、溶液初始pH值和共存离子对电活化过硫酸盐降解PFOA的影响.同时,结合超高效液相色谱-三重串联四级杆质谱联用仪（UPLC-MS/MS）和气相色谱与质谱联用仪（GC-MS）,对其降解的液相和气相中间产物进行探究.结果表明,在控制阴极电位为-1.8 V,初始过硫酸钠溶液浓度为200 mmol·L^-1,初始溶液pH=3.29,恒电位电解4 h后,PFOA去除率约达到60%.当体系中有NO₃^-、异丙醇和过硫酸钠共存时,PFOA降解效率明显提高（91%,4 h）,当有ClO₄^-存在时PFOA去除率约达到76.8%,但HCO₃^-和Cl^-的存在会出现抑制效果.通过对降解中间产物（短链PFCAs和加氢产物）和TOC去除率（62.5%,24 h）的监测分析,进而推断其可能的降解机理为SO₄^·-介导的Kolbe脱羧过程和羧酸逐步被加氢还原的过程.     

热活化过硫酸盐降解水体和土壤中氰化物的效能和机制

近年来,氰化物引发的环境问题日益受到关注,但相关研究较少.本文利用热活化过硫酸盐技术对水体和土壤中的氰化物的降解过程和机制进行了研究,以期为氰化物的去除提供依据.首先采用批式实验,探究了温度、过硫酸盐添加量和初始pH对水溶液中氰化物降解效果的影响,然后在水溶液氰化物降解实验基础上,采用模配土壤进行了土壤氰化物降解实验.水溶液氰化物降解实验的研究结果表明,过硫酸盐 添加量和温度对于氰化物的降解具有显著影响.当温度从25 ℃升高到70 ℃时,铁氰和亚铁氰的降解率分别从11.06%和17.66%升高到98.12%和97.94%.过硫酸盐添加量从0.5 g?L^-1提高至3 g?L^-1时,铁氰和亚铁氰的降解率分别从38.27%和35.82%升高到99.05%和99.66%.当 体系的初始pH值为4.5~9.0时,初始pH对于氰化物的降解影响并不明显,但当pH为强碱性时（如pH=12）,氰化物的降解效果受到显著抑制.土壤氰化物降解实验的结果表明,当活化温度为60 ℃时,铁氰和亚铁氰的降解效率均随过硫酸盐增加而升高,最高降解率分别达46.88%和56.04%.与水溶液中氰化物的降解情况进行对比,发现土壤中氰化物的降解效率远低于水溶液体系.通过探究4种共存阴离子（包括Cl^-、CO₃^2-、H₂PO₄^-、腐殖酸）对氰化物降解过程的影响,发现腐殖酸对氰化物的降解呈现显著的抑制作用,且浓度越高抑制作用越明显,这可能是影响 土壤系统中氰化物降解效率重要原因.本研究通过自由基淬灭实验及氰化物降解产物分析试验证实热激发过硫酸盐产生的SO₄^.-和HO^.对氰化物降解起重要作用,将各种金属-氰络合物最终降解为NO₃^-和CO₂等终产物.     

活性炭非均相活化不同过硫酸盐降解偶氮染料酸性橙Ⅱ

研究了颗粒活性炭非均相活化过二硫酸盐和过一硫酸盐对水中偶氮染料酸性橙Ⅱ的降解效果。考察了过硫酸盐投加量、活性炭投加量、溶液初始pH值和无机阴离子对酸性橙Ⅱ降解率的影响,探究了不同过硫酸盐对染料降解效果差别的原因。结果表明:投加过二硫酸盐比过一硫酸盐的效果更好,偶氮染料浓度为20 mg/L,溶液中过n（PS）∶n（AOⅡ）为200∶1时降解率最高;颗粒活性炭投加量的增加有利于染料的去除,溶液处于酸性条件下染料降解率高于碱性条件,无机阴离子对酸性橙Ⅱ降解有抑制作用,产生于活性炭表面的自由基对染料的降解具有重要作用。     

土壤铵氮在热活化过硫酸盐氧化过程中的转化

采用来自江苏和河北, 具有不同土壤有机质含量和NH₄⁺浓度的土壤样本, 系统地研究了NH₄⁺在热活化过硫酸盐(PS)氧化过程中的转化和归趋, 考察了反应时间、PS浓度和外加NH₄⁺对硝基副产物生成的影响.结果表明, 土壤中的NH₄⁺能够转化成3-硝基酚、4-硝基酚、2-羟基-5-硝基苯甲酸、4-羟基-3-硝基苯甲酸、2, 4-二硝基酚等副产物, 它们的生成量随着反应的进行先增加后降低.增大PS浓度可促进硝基副产物的生成.当PS浓度为30mmol/kg, 反应12h后一硝基酚和一硝基羟基苯甲酸的生成量达到最大.然而随着PS浓度进一步增大, 硝基副产物发生降解.硫酸根自由基(SO₄·^-)在硝化过程中起到了关键作用, 它能将NH₄⁺氧化生成氨基自由基(·NH₂), 随后经过一系列自由基链式反应生成二氧化氮自由基(NO₂·).同时, SO₄·^-进攻土壤有机质中的酚结构单元, 使其氧化生成苯氧自由基, 苯氧自由基进一步与NO₂·结合生成硝基副产物.天然有机质(NOM)在环境中无处不在, NH₄⁺在环境中也普遍存在, PS用于土壤和地下水污染修复时生成硝基副产物很可能是一个普遍现象.     

壳聚糖负载磺化酞菁钴催化过硫酸盐降解甲基橙的研究

过渡金属催化过硫酸盐（PS）产生活性氧自由基（ROS）可有效降解有机污染物.为避免均相催化过程中过渡金属带来的二次污染,将磺化酞菁钴（CoPcS）键合固定于壳聚糖（CS）微球载体上,制备出一种结构稳定、较高催化活性的催化剂（CS-CoPcS）,并以偶氮染料甲基橙（MO）为目标污染物,考察不同反应条件对MO降解过程的影响,进而分析了催化剂的稳定性和降解机理.结果表明：CS-CoPcS催化PS可有效降解MO,当反应温度为25℃,MO初始浓度为152.75μmol/L,pH₀为5.5,PS的投加浓度为10mmol/L,CS-CoPcS投加量为1.25g/L,MO在180min的降解率可达87.21%,降解速率为1.24×10^-2min^-1,符合准一级动力学方程;电子自旋共振（EPR）和淬灭实验均证实催化过程产生以硫酸根自由基为主的有效ROS;4次循环利用实验中未能检测出溶液中潜在浸出的钴离子,CS-CoPcS表现出很好的催化活性和结构稳定性.     

利用热活化过硫酸盐技术去除阿特拉津

利用热活化过硫酸盐(S2O2-8)技术去除水中的阿特拉津(ATZ).结果表明,增加溶液中S2O2-8浓度或提高溶液反应温度,可加速ATZ的降解.ATZ的降解是一个二级反应,其速率和溶液中ATZ和S2O2-8的浓度都成正比.初始pH为3.0~10.0时,S2O2-8对ATZ都有很好的降解效果,在酸性和中性时,降解效率高于碱性条件.利用自由基探针发现,在酸性和中性条件下,起降解作用的主要是SO·-4,而碱性条件下OH·占主导.ATZ的降解受到Cl-、CO2-3和腐殖质(HA)的影响.其中,Cl-对反应的影响比较复杂,低浓度时Cl-会生成具有高氧化还原电位的Cl·促进ATZ的降解,而高浓度时Cl·会继续反应生成氧化能力相对较弱的Cl2·-,从而抑制反应的进行.HA和CO2-3都对反应有明显的抑制作用.     

热活化过硫酸盐氧化降解水溶液中的抗生素卡巴多司和奥喹多司

硫酸根自由基(SO■)高级氧化技术(SR-AOPs)是一种新型的原位化学氧化技术(ISCO),在水处理领域具有广阔的应用前景,可用于治理土壤和地下水中抗生素污染.本研究采用热活化过硫酸盐(PS)产生SO■,考察其对水溶液中抗生素卡巴多司(CBX)和奥喹多司(OQX)的降解效果,评估操作参数和水质成分对CBX降解的影响,并对CBX的降解产物进行鉴定.结果表明,与OQX相比,CBX更容易被热活化PS工艺氧化降解,这可能是因为CBX含有富电子的腙支链,而OQX含有惰性的酰胺支链.升高温度、增加PS浓度和降低溶液pH值均可显著促进CBX的降解.HCO~-_3的存在对CBX降解有促进作用,可能是由于生成的碳酸根自由基(CO■)参与了反应.Suwannee河富里酸(SRFA)具有双重影响,低浓度时促进CBX降解,而高浓度时呈现抑制作用.NO~-_3的存在对CBX的降解没有明显影响,而NO~-_2的存在可以显著抑制其降解.CBX在天然地表水中的降解效率低于在地下水中的效率,可能与不同水质中天然有机质的含量有关.产物鉴定表明,热活化PS氧化降解CBX生成了羟基化、脱氧和支链断裂产物,表明氧化反应主要改变了CBX分子中的腙支链和N—O结构.研究表明,热活化PS工艺可有效降解水溶液中的CBX和OQX,但在该技术实际应用时应充分评估天然水质成分的影响.     

热活化过硫酸钠处理水溶液及泥浆系统中1,1,1-三氯乙烷的研究

研究了热活化过硫酸钠技术氧化水溶液及泥浆系统中1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-trichloroethane,TCA)的效果.考察了温度、溶液pH值、氯离子及碳酸氢根离子对水溶液中TCA降解过程的影响,并处理了实际TCA污染地下水.结果表明:TCA氧化降解过程符合准一级动力学反应方程,且温度越高TCA降解速率越大,50°C、过硫酸钠/TCA物质的量比=100/1时,TCA在2h内可完全降解;溶液pH值越高TCA去除效率越低,且碱性条件明显地抑制TCA降解;氯离子及碳酸氢根离子均会对反应起到抑制作用,其中碳酸氢根抑制作用强于氯离子;由于实际地下水水质较为复杂,TCA降解速率相对缓慢,7d后去除率达到90%以上.泥浆系统中TCA降解效率受土壤有机质含量影响较大,土壤去除有机质后降解速率明显加快.热活化过硫酸钠技术用于修复TCA污染地下水具有较大潜力,但实际应用过程中应充分考虑场地性质的影响.     

微波/活性炭强化过硫酸盐氧化处理垃圾渗滤液研究

采用微波(MW)-活性炭(AC)强化过硫酸盐(PS)氧化处理垃圾渗滤液,研究不同因素对垃圾渗滤液处理的影响,比较不同组合工艺对渗滤液处理的效果及活性炭的多次使用情况.结果表明,COD和氨氮(NH4+-N)的去除率随着AC用量、PS用量(S2O82-:12COD0)、MW功率和辐射时间的增加而增大,pH值对COD的去除影响不明显, NH4+-N在碱性条件下得到更理想的去除效果;在活性炭用量为10g/L,PS用量为S2O82-:12COD0=1.2,pH=9,MW功率和辐射时间分别为500W和10min时,垃圾渗滤液中的COD和NH4+-N去除率分别为78.2%和67.2%,BOD5/COD由0.17增至0.38;不同工艺对垃圾渗滤液处理效果显示,MW-AC-PS工艺对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率明显高于其他处理,且MW、AC和PS之间存在协同效应,MW热效应显著;活性炭四次实验后,COD和NH4+-N的去除率分别为61.2%和46.1%.     

A novel advanced oxidation process to degrade organic pollutants in wastewater： Microwave-activated persulfate oxidation

This article, for the first time, provides a novel advanced oxidation process based on sulfate radical (SO4 .??) to degrade organic pollutants in wastewater: microwave (MW)-activated persulfate oxidation (APO) with or without active carbon (AC). Azo dye acid Orange 7 (AO7) is used as a model compound to investigate the high reactivity of MW-APO. It is found that AO7 (up to 1000 mg/L) is completely decolorized within 5–7 min under an 800 W MW furnace assisted-APO. In the presence of chloride ion (up to 0.50 mol/L), the decolorization is still 100% completed, though delayed for about 1–2 min. Experiments are made to examine the enhancement by AC. It is exciting to find that the 100% decolorization of AO7 (500 mg/L) is achieved within 3 min by MW-APO using 1.0 g/L AC as catalyst, while the degradation e ciency maintains at 50% byMWenergy without persulfate after about 5 min. Besides the destruction of visible light chromophore band of AO7 (484 nm), during MW-APO, two bands in the ultraviolet region (228 nm and 310 nm) are rapidly broken down. The removal of COD is about 83%–95% for 500 mg/L AO7. SO4 .?? is identified with quenching studies using specific alcohols. Both SO4 .?? and .OH could degrade AO7, but SO4 .?? plays the dominant role. In a word, MW-APO AC is a new catalytic combustion technology for destruction of organic contamination even for high concentration.     

铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用新型磁性催化材料尖晶石型铁酸铜（CuFe₂O₄）活化过硫酸盐（PMS）降解氧杂蒽类染料罗丹明B（RhB）,考察PMS浓度、CuFe₂O₄投加量、pH值和水中常见离子对RhB降解的影响.结果表明,当RhB、PMS、CuFe₂O₄初始浓度分别为5 μmol/L、0.1mmol/L、0.1g/L时,在中性条件下反应30min后RhB去除率可达88.87%.其中,Cl^-和HCO₃^-对RhB的降解无显著影响,而H₂PO₄^2-、C₂O₄^2-及腐殖酸明显抑制RhB的降解.自由基鉴定实验表明,在中性及弱碱性条件下SO₄^-和·OH是CuFe₂O₄/PMS体系降解RhB的主要自由基.研究发现随着RhB的降解,溶液逐渐褪色并伴随着甲酸根、乙酸根、草酸根和铵根离子的生成,原因在于SO₄^-和·OH可以破坏RhB分子的发色基团,使苯环开环和氮原子脱落,形成相应的降解产物.矿化实验表明0.2mmol/L的RhB在CuFe₂O₄/PMS体系中反应10h后,矿化率可达62%.催化剂的重复利用实验表明制备的CuFe₂O₄具有良好回收再利用能力.