苯胺在含富里酸/Fe(Ⅲ)高盐水体中的光氯化

本文以典型芳香胺类有机物苯胺为模型化合物,研究苯胺在模拟太阳光照射下的光转化情况.考察高盐水体中,不同浓度富里酸、Fe(Ⅲ)及不同pH条件下,苯胺氯代产物光化学生成的情况,并通过苯胺在实际海水中的光反应,证明苯胺在天然海水中经太阳光照,可以生成其氯代产物.富里酸与铁离子形成络合物,有利于苯胺氯代反应的发生,反应过程中,4-氯苯胺的生成量要高于2-氯苯胺.在FA/Fe(Ⅲ)/Cl-共存水环境中,富里酸浓度相对于铁离子浓度对苯胺氯代反应影响小,活性铁物种在该反应中占据相对更重要的地位.     

汞的环境光化学

作为一种全球污染物,汞在水体、底泥、土壤、大气等介质中以各种不同形态存在.各种汞形态具有不同的理化特性及毒性.汞形态的转化对于汞的迁移、毒性、食物链富集放大效应等具有重要影响.光照在汞的形态转化中起着重要作用,主要涉及光氧化、光还原、甲基汞的光降解以及无机汞的光化学甲基化等四个方面.本文对不同环境介质中汞的光化学转化过...     

溢油分散剂中吐温80对石油中多环芳烃在海水中光降解的影响

溢油事故发生后喷洒溢油分散剂是常用的应急措施之一,这使得溢油分散剂中的表面活性剂与石油中的重要污染物多环芳烃(PAHs)在海水中共存。光化学转化是水中PAHs的重要转化途径,这些共存表面活性剂如何影响PAHs在海水中的光化学消减还有待阐明。本研究选取溢油分散剂的重要活性成分吐温80和石油中2种不同类型的PAHs(菲和二苯并噻吩),通过光化学实验考察不同浓度吐温80对菲(PHE)和二苯并噻吩(DBT)在海水中的光降解速率常数和光解量子产率的影响,并通过量子化学计算的手段研究其影响机制。研究发现:吐温80可以使PHE和DBT的阳离子自由基回到稳定的基态,降低PHE和DBT的光解量子产率,从而抑制PHE和DBT的光降解。该结果表明,在评价溢油分散剂的风险性时不可忽视其对PAHs环境转化行为的影响。     

光照对湖泊上覆水DON影响机制及环境学意义

利用三维荧光光谱和紫外-可见光谱技术,通过室内模拟实验研究了光照对洱海上覆水溶解性有机氮(DON)影响,经平行因子分析法(PARAFAC)和荧光区域积分法(FRI)解析了DON含量、结构组分变化特征,并探讨了其环境学意义.结果表明:(1)未加汞光照条件下,洱海上覆水DON含量随光照时间延长呈波动上升趋势,NH_4~+与DON含量呈显著负相关(R2=0.94,P0.05),即NH_4~+与DON之间存在相互转化,且光照可能促进了NH_4~+向DON的转化;(2)加HgCl_2后实验组与对照组SUVA254(1.78、1.85)、A253/A203(0.35、0.34)、E2/E3(5.85、5.77)及SR(1.03、1.14)均值差别不大,未加HgCl_2实验组较对照组SUVA254、A253/A203、E2/E3值有一定差别,表明光照主要是通过微生物作用,进而影响DON特征,表现为光照增强了DON芳香环取代基结构的复杂程度,并且使得羰基、羧基、羟基和酯基种类有所增多;(3)PARAFAC识别出类蛋白质物质(T峰)和类富里酸物质(A峰)两类组分,表明腐殖质类物质与蛋白质类物质之间可能存在相互转化,且微生物所发挥的作用较为明显.以上结果表明,光照可增强生物活性,进而影响对DON的转化和降解.     

有机物对紫外光照下亚硝氮生成的影响

通过静态间歇试验,对紫外光照下水中无机氮的转化进行了研究,重点考察了有机物在反应过程中对亚硝氮生成的促进作用,分类比较了不同有机物的作用效果.结果表明:在紫外光照下,氨氮不能转化为亚硝氮,硝氮可以转化为亚硝氮;有机物的投加可以促进亚硝氮的生成;不同有机物对亚硝氮形成的促进作用大小与有机物的还原性有关,还原性愈强,促进作用愈大;有机物促进作用大小的顺序如下:相同碳链醇>醛>酸>酮、官能团愈多促进作用愈大,相同官能团碳链愈长促进作用愈大.     

菲在硅酸盐矿物上的吸附与光化学降解行为

选用高岭石和蒙脱石为对象研究次生硅酸盐矿物对菲光降解过程产生的影响,并以石英砂作为对照.由于3种矿物的表面积、结构组成、表面电荷、阳离子交换能力不同,导致吸附性能不同,对菲的吸附能力呈现出蒙脱石高岭石石英砂.以发射波长为254 nm的紫外灯为光源,在3种矿物中进行菲光化学降解实验,探讨不同矿物中菲光化学降解行为的区别.紫外光辐射对3种矿物中菲的去除都符合一级反应动力学,24 h后菲的去除效果为:石英砂高岭石蒙脱石,与矿物吸附能力的大小有密切关系.与避光对照组相比,去除率整体上呈现出光照避光,表明紫外光辐射可以显著促进自然环境中菲的转化和降解.通过GC-MS检测到菲光降解的主要产物为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、烷烃、苯酚等,表明菲经过紫外光辐射会逐渐变成低毒或无毒物质,最终被矿化.     

雪中有机污染物光解作用研究进展

由于雪是一种多孔、分散介质,光可以穿透表层几十厘米厚的积雪,这使得雪具有显著的光化学活性.并且,相对于物理作用和微生物作用,光化学作用受温度影响较小,因此,成为雪中有机污染物迁移转化的主要途径,对有机污染物的环境归趋及其生态风险具有重要影响.最近十几年来,雪光化学引起了研究者的关注.本文介绍了雪的组成、结构和基本性质,列举了目前已经在雪中检测到的有机污染物,综述了雪中这些有机物光解作用的最新研究进展,深入分析了雪中有机物光解机理,并提出目前雪光化学研究中存在的问题和挑战.     

腐殖质氧化还原和电子转移特性研究进展

腐殖质在无氧和有氧条件下都具有一定的氧化还原能力,其氧化还原能力与氧化还原电势有关,而腐殖质的氧化还原电势受芳香度、取代基类型、取代位置等因素影响.除氧化还原能力外,腐殖质还能介导电子转移,其电子转移能力受腐殖质结构和所处环境两大因素影响.水体腐殖酸比土壤和沉积物腐殖酸具有相对较小的电子接受能力(EAC)和较大的提供电子能力(EDC);p H、温度、光照、氧气条件和微生物活动等因素均对腐殖质氧化能力和电子转移能力具有重要影响.腐殖质可以介导重金属和有机污染物的还原降解,不同重金属还原反应效率差异较大,其中Fe(Ⅲ)盐还原速率最高;有机污染物降解速率从大到小为六氯乙烷(HCE)>四氯化碳>三溴甲烷.目前在腐殖质氧化还原特性和电子转移能力研究中还存在诸多不足,需要广大学者做进一步探究.     

絮凝剂P(AM-DMC)对活性艳红K-2BP的脱色作用

絮凝剂P(AM-DMC)对染料活性艳红K-2BP具有很好的脱色及去除CODCr性能,脱色率和CODCr去除率分别为97.18%、75.7%。脱色效果受絮凝剂用量、电荷密度、特性粘度、外加盐浓度及溶液pH值影响。红外光谱、可见吸收光谱及电荷量分析表明,P(AM-DMC)对活性艳红K-2BP的絮凝脱色过程中电荷中和起着重要作用,絮凝剂分子中的—N+(CH3)结构与染料分子中的-SO3-发生化学反应,同时也有分子间氢键形成,从而使水中染料分子聚集沉降。     

磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物.在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯.结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响.在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率.草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用.氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件.五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学.最佳实验条件下,五氯酚1 h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上.对体系主要活性物过氧化氧的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异.     

溶解有机质的光化学行为及其环境效应

溶解有机质(DOM)是环境水体中广泛存在的一类重要光化学活性物质,也是生态系统能量和物质循环的重要纽带。DOM通常具有多种发色团,能吸收辐射至地表的太阳光发生光漂白和光矿化,生成如三线态DOM(~3DOM~*)、H_2O_2、单线态氧(~1O_2)和羟基自由基(HO~·)等多种活性物质,进而对污染物环境转化过程、微生物生理活动和水环境质量等产生重要影响。DOM的来源、组成、结构和性质极为复杂,这决定了其环境光化学行为及效应的多样性和复杂性,对此的认识至今仍缺乏系统性,并处于不断发展之中。鉴于此,笔者综述了近年来国内外关于DOM光化学行为及其重要环境效应的研究,并提出拓宽DOM研究对象、建立DOM结构-光化学活性关系模型、考察环境因子影响DOM光化学效应及其机制等建议。     

活性橙7在亚临界/超临界水中的结焦反应试验研究

针对印染污染物的超临界水氧化处理系统中,有机物在预热过程中结焦积碳引起的系统设备及管线堵塞问题,本文提出了对典型印染污染物活性橙7染料在亚临界/超临界水中的水热反应进行研究,考察了操作参数对染料有机物向焦油转化过程的影响机制.研究结果表明,反应温度为350℃时,焦油的转化率最大,部分氧化以及添加剂NaOH有利于气化反应路径的进行,进而可有效地抑制焦油生成,另外增加物料浓度,促进了染料化合物向焦油积碳的转化,而这不利于系统运行.研究结果可以为优化印染污染物的超临界水氧化系统提供理论依据.     

三唑酮在水中的光化学降解及其影响因素

以太阳光和高压汞灯为光源,研究了水溶液中三唑酮光化学降解的影响因子。结果表明:在不同光源和透光介质下,三唑酮的降解能力从大到小依次为:石英试管 高压汞灯、玻璃试管 高压汞灯、石英试管 太阳光、玻璃试管 太阳光、暗室;水溶液中三唑酮初始浓度越高,其光降解率越低,呈负相关关系;丙酮对三唑酮在水中的光解有极显著的光敏作用,光敏效率与丙酮添加量有显著相关性;三唑酮的光解实质为光氧化作用,溶解氧含量对三唑酮光解有重大影响。     

一种席夫碱铜配合物催化过氧化氢氧化降解三氯生

利用溶液法,合成了5-硝基水杨醛缩N-苯基邻苯二胺席夫碱及其铜配合物,通过元素分析、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和X射线电子能谱等技术进行了结构表征和确认.考察了不同条件下该配合物催化过氧化氢氧化降解三氯生的反应,结果表明该配合物能迅速催化过氧化氢氧化降解三氯生.催化反应速度与配合物的用量、过氧化氢的用量和反应温度等因素有关,在起始三氯生浓度0.02 mmol·L~(-1),铜配合物0.05 mmol·L~(-1),过氧化氢1.0 mmol·L~(-1),pH=7.6,反应温度50℃,反应时间为30 min条件下,三氯生的去除率高达80.5%.通过反应过程中反应活性物质的测定,发现降解过程主要涉及羟基自由基的氧化机理.综上结果表明,席夫碱金属配合物可以作为催化剂催化过氧化氢在近中性条件下氧化降解水中三氯生.     

1-丁酰基苯酚在液相中的光化学降解

以太阳光和紫外光为光源 ,对 1 丁酰基苯酚的两个异构体在液相中的光化学行为进行研究 .结果表明 :紫外光下 ,p ( 1 丁酰基 )苯酚、o ( 1 丁酰基 )苯酚在各种介质中的光解速率遵循一级动力学方程 ,p ( 1 丁酰基 )苯酚在各种溶剂中光解迅速 ,o ( 1 丁酰基 )苯酚在丙酮中的光解速率远大于其在甲醇、正己烷中的光解速率 .在不同pH缓冲溶液中进行紫外光照 2h ,p ( 1 丁酰基 )苯酚在pH =7的缓冲溶液中光解最快 ,o ( 1 丁酰基 )苯酚紫外光照 1 6 5h ,在pH =9的缓冲溶液中光解最快 .水中溶解物对p ( 1 丁酰基 )苯酚和o ( 1 丁酰基 )苯酚的光解均有一定的抑制作用 .太阳光下 ,p ( 1 丁酰基 )苯酚在甲醇、正己烷中能稳定存在 ,光照 40h浓度无变化 .在丙酮中光降解显著 ,1 2 9 4mg·l- 1 p ( 1 丁酰基 )苯酚的丙酮溶液光照 40h ,光解率为 46 2 % ;o ( 1 丁酰基 )苯酚的甲醇、正己烷溶液在太阳光下分别有轻微光解 ,而在丙酮中光解显著 ,1 38 8mg·l- 1 o ( 1 丁酰基 )苯酚的丙酮溶液光照 40h,光解率为 95 1 % .     

CeO_2/g-C_3N_4光催化剂的制备及性能

通过液相沉积法制备了CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂,利用X射线衍射、氮气吸脱附、紫外可见漫反射等方法对其进行了表征,考察了CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂在可见光下降解罗丹明B的光催化活性,并对光催化反应机理进行了初步探讨.结果表明,复合光催化剂中g-C_3N_4和CeO_2分别为石墨相和萤石相,其中存在堆积介孔结构,随着CeO_2掺杂量的增加,CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的比表面积逐渐增大.CeO_2掺杂提高了光生电子—空穴对的分离效率,使得CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的活性比单纯g-C_3N_4有所提升,其中CeO_2掺杂量为6%的复合光催化剂活性最高,在可见光照射150 min后对罗丹明B染料的降解率可达94%.在复合光催化剂对罗丹明B的降解过程中,光生空穴是主要的活性物种.     

酚类分子结构和纳滤膜特性对截留率的影响规律

选择21种酚类化合物作为模型污染物,分别测定了三种不同纳滤膜对酚类化合物的截留率.结果表明,酚类化合物截留率受到取代基位置、种类和膜特性的影响.对NF270膜和NF膜而言,截留率从大到小的次序为邻位>间位>对位,而NF90膜的截留率为邻位>对位;供电子取代基有增大截留率的趋势,吸电子取代基有减小截留率的趋势;孔径小、荷电量大的纳滤膜截留率更大.通过基于遗传算法的偏最小二乘回归法(GA-PLS),建立了纳滤膜对酚类化合物截留率的定量构效关系模型,通过分析回归方程,可以看出酚类化合物的pKa值对截留率影响最大,影响较大的还有偶极矩等参数.     

蒽醌类化合物对大型蚤(Daphnia magna)的急性光致毒性研究

通过测定模拟光照和无光照条件下20种蒽醌类化合物对大型(Daphnia magna)的48h半数活动抑制浓度(EC50), 研究了该类化合物的光致毒性．比较了两种助溶剂(二甲基亚砜和丙酮)对这些化合物光致毒性的影响,初步讨论了光致毒性的机理．结果表明,所研究的助溶剂不影响这些化合物对大型潘的光致毒性．蒽醌类化合物因其取代基的不同(-NH2、-OH、-Cl、-Br、-NO2)、取代基位置的不同和取代基数目的不同,而表现出对大型潘光致毒性的不同．最低未占据分子轨道能(ELUMO)和最高占据分子轨道能(EHOMO)之间的能级差,可用于初步判断蒽醌类化合物 溞大型的潜在光致毒性．     

磺胺类抗生素在水环境中的光化学行为

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中广泛存在的一类新型污染物,因其具有"准"持久性和潜在的生态风险而备受关注.表层水体中,SAs具有多种解离形态,表现为"复合"的光化学行为,从而影响其环境归趋及生态风险.本文总结了水环境中SAs光化学行为研究的最新进展,介绍了该类污染物的直接、间接和自敏化光解动力学,讨论了p H和溶解性物质对其光解动力学的影响机制,评述了其光化学转化路径及羟基自由基氧化机理,简述了该类抗生素的光催化降解和光致毒性效应.最后,对SAs的光化学行为研究进行了展望.     

HNO_3在气相及SiO_2表面的紫外光解反应

利用紫外及红外吸收光谱等分析手段对365 nm光照下HNO3在气相与SiO2表面的光解反应进行了研究.考察了HNO3浓度、光照时间、相对湿度等条件对反应的影响.结果表明:随着HNO3浓度及光照时间的增加,光解产生的NO2和NO浓度均呈指数增加;无水汽情况下,400 Pa的HNO3光解45 min后,产生NO2及NO浓度比气相光解产生的分别高约3及1.7倍.HNO3光解产生的HONO的浓度随相对湿度的增加而呈线性增加,在SiO2颗粒物表面光解产生的NO2浓度随着相对湿度的增加而减少,而NO浓度则随之增大.400 Pa的HNO3光照45 min后,SiO2表面光解产生的HONO浓度是气相光解的3倍、SiO2表面暗反应的约30倍.