Pd/C气体扩散电极用于电生成H2O2降解苯酚的研究

采用自制的Pd/C气体扩散阴极和Ti/IrO2/RuO2阳极,在无隔膜电解槽中对苯酚模拟废水降解效果及机制进行了研究,采用电子自旋共振法(ESR)对电解体系中产生的羟自由基(·OH)进行了检测.结果表明,在Pd/C气体扩散体系中掺杂Pd催化剂可以促进H2 O2的生成(H2 O2的稳定浓度是7.5 mg/L),有利于·OH的产生.经电化学氧化处理120 min后,苯酚和COD的去除率分别达到97.2%和50%,表明在电催化氧化过程中苯酚被氧化生成了大量低分子量中间产物.废水的BOD5/COD值达到0.73是处理前的9.1倍,苯酚废水的可生化降解性通过电化学氧化处理后显著提高.在该电化学体系中苯酚的降解是在阳极直接、间接氧化及阴极产生的H2 O2、·OH的氧化共同作用下完成的.通过对紫外扫描光谱图的分析推断出苯酚在电解过程中有醌类物质生成;由GC-MS检测到了邻苯二酚、对苯二酚、苯醌等芳香族化合物和己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、丙二酸、乙二酸等短链羧酸,据此提出了苯酚降解的可能历程.     

MgO催化臭氧氧化降解苯酚机理研究

对氧化镁(MgO)催化臭氧氧化降解苯酚的机理进行了探讨,并验证其与现有的3种催化臭氧氧化机理的吻合性.同时,研究了羟基自由基(·OH)抑制剂对苯酚去除效果的影响,·OH的产生量,以及臭氧在该体系中的存在位置及苯酚在该体系中的作用.结果表明,O_3和MgO/O_3两种反应体系中都存在·OH,MgO/O_3体系中的·OH是O_3体系中的2.14倍.O_3和MgO/O_3体系中的·OH与臭氧浓度的比值分别为1.47×10~(-9)和3.15×10~(-9).苯酚在MgO催化臭氧氧化体系中起到了促进臭氧吸附在MgO表面的作用,臭氧吸附到MgO表面后,分解产生·OH,一部分释放在溶液中降解苯酚,一部分则留在其表面增加表面羟基密度.     

鄱阳湖流域水体和水产品中苯酚的暴露特征及人体健康风险评估

苯酚（phenol）被广泛应用于工业生产,在水环境中大量检出,具有皮肤灼伤、抑制中枢神经和肝脏损伤等健康毒性.调查了鄱阳湖水体和水产品中苯酚的暴露浓度,采用商值法和概率风险评估法,基于本土人群暴露参数评估苯酚对鄱阳湖流域成人的健康风险.分析结果表明,水体中苯酚浓度范围为ND~556.26 ng·L^-1,水产品中苯酚含量范围在11.98~255.51 μg·kg^-1.鄱阳湖湖区成人饮水健康风险值在3.80×10^-7~8.46×10^-5范围内,湖区南部河流聚集处及北部长江交汇处的成人饮水健康风险较高.成人通过食用鄱阳湖不同种类水产品产生的健康风险范围为2.65×10^-5~1.47×10^-4,食用黄颡鱼和鲶鱼产生的健康风险比其他种类水产品高一个数量级.通过Monte Carlo模拟评估苯酚的健康概率风险,并探讨鄱阳湖流域人群暴露参数敏感性.结果表明鄱阳湖流域成人饮水和水产品食用的95百分位健康风险值处于可接受水平,苯酚环境暴露浓度对健康风险值的影响最大.本研究结果可为鄱阳湖流域水环境中苯酚的风险管控提供参考.     

umu试验研究饮用水氯和氯胺消毒过程中遗传毒性的变化以及消毒条件的影响

采用umu遗传毒性测试方法考察了消毒剂投加量、反应时间和消毒剂氯氮比对某饮用水厂臭氧-生物活性炭出水加氯或氯胺消毒前后遗传毒性的影响.结果表明,炭后水具有一定的遗传毒性(20～70 ng/L),加氯或氯胺消毒后遗传毒性增加.反应时间为24 h,在相同投加量下氯消毒遗传毒性(40～95 ng/L)高于氯胺消毒遗传毒性(20～40 ng/L);当氯初始投加量从0 mg/L增加到10 mg/L时,炭后水的遗传毒性先迅速增加,在0.5～1 mg左右达到极大值,然后再降低,在3～5 mg左右达到极小值后缓慢上升,但是氯胺消毒后水样遗传毒性变化规律不如氯消毒的明显.当投加量为3 mg/L时,随着反应时间从0 h延长至72 h,无论是氯消毒还是氯胺消毒,炭后水遗传毒性均是先迅速增加,在2 h时达到极大值后再下降,在18 h左右达到极小值然后缓慢上升,而且任意反应时间内,氯胺消毒的遗传毒性(20～62 ng/L)均小于氯消毒(83～120 ng/L).本试验还研究了消毒剂氯氮比对炭后水氯消毒后遗传毒性的影响.在本试验条件下,从遗传毒性的角度看,对于饮用水消毒氯胺比氯更安全,而且2种消毒方式的遗传毒性的变化规律均不同于总HAAs的变化规律.     

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp. Ns为对硝基苯酚（PNP）与邻硝基苯酚（ONP）的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度<5‰、 pH>5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚 (1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

气体扩散电极制备及其对苯酚降解效果的研究

以质量比9∶1的活性炭和乙炔黑制备气体扩散电极,着重研究电流密度、pH值、曝气量等因素对H2O2产生量的影响.结果表明:pH值在较大范围内均适用;电流密度控制在50～75 mA/cm2,曝气量确定为5 L/min时,反应产生H2O2较多.另外,利用该气体扩散电极做阴极,石墨电极做阳极,以Na2SO4为电解质,研究了电解时间、电流密度、pH值、初始苯酚浓度、曝气量等因素对苯酚降解效果的影响.结果表明:在电流密度为75 mA/cm2、曝气量为5 L/min、初始pH=3的条件下,当苯酚的初始浓度为80 mg/L时,1 h后其去除率达77%.     

光合细菌球形红细菌厌氧降解氯代苯

采用光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)在厌氧光照条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的唯一碳源和能源.球形红细菌厌氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下,由氯代苯诱导产生诱导酶以共代谢的方式进行,降解途径是先打开苯环生成小分子的氯代烷烃、再还原脱氯.在培养基中加入一定量的酵母膏,可使细菌生长的停滞期明显缩短,提高氯代苯的脱氯率.在氯代苯浓度为100mg/L时,厌氧降解的最适宜条件为苹果酸浓度1.0g/L、硫酸铵浓度0.1g/L、pH7.0、酵母浸膏浓度1.0g/L.     

一种新型石墨电极的制备及其对苯酚的去除

为了探索一种对有机废水处理有效、廉价、来源广泛、环境友好的电极,以石墨、环氧树脂、固化剂和丙酮为原料,研究制备了一种新型石墨电极 (NGE). 分别采用热水浸泡、乙醇溶液回流、丙酮回流、超声-丙酮回流以及电化学法对制备的石墨电极进行预处理,前三者效果较差,超声-丙酮回流可改善处理效果,但不够理想,电化学法可取得满意的效果.苯酚降解的UV光谱分析表明,尽管商品石墨电极 (CGE) 比NGE具有更高的苯酚氧化效率,但其电解液积累大量的苯醌,而NGE电解液中苯醌积累量少,并且电解过程中逐渐降低. NGE比CGE具有更好的TOC去除效果,两者TOC去除率分别为40%和31%. SEM分析结果表明,CGE被严重腐蚀,NGE无明显变化,表现出良好的稳定性.     

分配作用对沉积物吸附对硝基苯酚的贡献

研究了杭州东苕溪、西湖、运河(杭州段)和嘉兴南湖4个不同水体的18个沉积物对对硝基苯酚的吸附作用及机理.结果表明,分配作用在沉积物吸附对硝基苯酚的过程中占主导地位,其等温吸附曲线呈线性,吸附系数K与有机碳含量f_oc呈显著正相关(r=0.983).同一来源的沉积物,有机碳标化的分配系数Koc大致为常数.阳离子交换容量CEC对沉积物吸附对硝基苯酚几乎没有影响.     

2,4-二氯苯酚诱导鲫鱼活性氧(ROS)的产生及其分子致毒机制

以α-苯基-N-叔丁基甲亚胺-N-氧化物(PBN)为自旋捕获剂,利用电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR)自旋捕集技术研究了在2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)胁迫下,2、4、8、24、72h后鲫鱼(Carassius auratus)幼体肝脏活性氧的产生及其动力学.结果表明,2,4-DCP能引起鲫鱼肝脏中·OH的产生(与对照组相比具有显著性差异,p＜0.01),且其强度随时间的增加而增强,8h时达到最大,随后开始降低,直至72h降至对照组水平.超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性随时间变化的动力学与·OH产生动力学趋势一致,暗示·OH可能由O2·-生成.GSH/GSSG比值随时间的变化趋势表明,机体处于氧化应激态.鲫鱼肝脏丙二醛(MDA)含量明显增加,且与自由基产生的动力学相比滞后16h,表明脂质过氧化可能由·OH诱导产生.本研究表明,·OH对2,4-DCP的响应比抗氧化防御系统和脂质过氧化更直接、更快速,有可能成为指示水生生态系统中2,4-DCP污染的早期预警指标.