铜锰镧铈复合催化剂的制备及其降解对二甲苯的机制

采用溶胶凝胶法制备了镧掺杂的铜锰镧铈催化剂,研究了其对对二甲苯的催化性能.通过BET、SEM、H₂-TPR、XRD和XPS等对不同元素比例的催化剂进行表征,探讨了催化剂结构和性能的关系;同时,研究了不同影响因素（初始浓度、空速、O₂含量和混合物）对其催化氧化性能的影响;最后,利用FT-IR、XRD和 GC-MS对降解产物进行分析,探究了其催化降解对二甲苯的机理.结果表明,La掺杂增加了催化剂的比表面积和孔体积,以及表面氧含量,抑制了晶体形成,增强了催化活性.Cu-Mn-La-Ce（1：2：1：1）催化剂性能最好,在初始浓度为600 mg·m^-3,空速为15000 h^-1,20% O₂的条件下,其T₉₀为230 ℃.对二甲苯的降解率随着初始浓度、空速的增加而降低,随着O₂含量的增加而增加.气流中混入苯提高了对二甲苯的降解率.对二甲苯催化反应后催化剂表面的 O—H、C＝O、C—H和金属—氧键都相应减少,降解中间产物主要为对甲基苯甲醛和对甲基苯甲酸.降解反应涉及MVK机理,对二甲苯先氧化成对甲基苯甲醛,再氧化成对甲基苯甲酸,最终生成CO₂、H₂O.     

萃取法处理DSD酸氧化废水

以二甘醇单丁醚-二甘醇单乙醚-对二甲苯体系为萃取剂,0.1 mol/L的Na OH溶液为反萃取剂,采用三级萃取-反萃取法处理4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸氧化废水,考察了萃取和反萃取的影响因素,并对废水中的可用有机资源进行了回收。实验结果表明:在V(二甘醇单丁醚)∶V(二甘醇单乙醚)=1∶3、V(醇醚)∶V(废水)=2∶5、V(对二甲苯)∶V(废水)=1∶5的最佳萃取条件下,经三级萃取工艺处理后,平均COD去除率达92.0%、平均脱色率达96.4%、BOD5/COD0.3,可生化性明显增强;最佳反萃取条件为V(Na OH溶液)∶V(有机相)=13∶24、反萃取温度60℃;平均总硝基化合物回收率达88.9%,平均萃取剂回收率达96.7%,回收的萃取剂可循环使用。该工艺对废水处理的综合成本约为700~1 000元/t。     

TiO2-Bi2O3纳米粒子气相光催化降解对二甲苯

采用沉淀法制备了TiO2-Bi2O3纳米粒子,并对其进行结构表征.以制得的TiO2-Bi2O3为光催化剂,以对二甲苯为目标污染物,研究了对二甲苯气相光催化氧化降解的影响因素.实验结果表明:经750 ℃焙烧的光催化剂对对二甲苯的催化效果最好;随氧气加入量的增加,对二甲苯的降解率增大;少量水蒸气的加入,可增大对对二甲苯降解率;采用L-H动力学模型得到对二甲苯光催化降解的反应速率常数和吸附常数分别为0.089 5 μmol/(L· min)和0.000785 L/μmol.     

对二甲苯降解产物对海洋双壳类的急性毒性

为评价微藻降解海水中对二甲苯（PX）的生物安全性,测定了PX降解生成的3种中间产物（对甲基苯甲酸、对甲基苯甲醇和对甲酚）对2种海洋双壳类（菲律宾蛤仔、文蛤）的半致死浓度（LC₅₀）,并计算相应的安全浓度.根据国际海事组织（IMO）“海洋环境保护专家组（GESAMP）提出的化学品危害评估程序判断,对甲基苯甲醇（96h LC₅₀=305.67和560.34mg/L）和对甲基苯甲酸（96h LC₅₀>340mg/L）对2种双壳类的急性毒性等级均为“实际无毒”;对甲酚对菲律宾蛤仔、文蛤分别具有“低毒”和“无毒”（96h LC₅₀=77.95和1271.74mg/L）.对甲酚对菲律宾蛤仔的毒性高于文蛤,可能与其在蛤仔体内易于蓄积有关.总体上看,与母体化合物PX（96h LC₅₀>162mg/L）相比,这些中间产物对双壳类的毒性较低,而毒性稍高的对甲酚仅在PX生物降解开始后的短时间内（2~4d）存在,因此,利用微藻降解PX对海洋双壳类具有较好的安全性.对甲基苯甲醇、对甲酚对双壳类的安全浓度分别为70.42和12.10mg/L;但是,对甲基苯甲酸的安全浓度无需给出,因为海水中该化学品的浓度等于其溶解度时,96h内未见双壳类死亡.为全面评价基于微藻的PX污染海域修复技术的生物安全性,今后应加强中间产物对海洋鱼类、甲壳类的毒性研究.     

昆明PX工厂背后的多重危机

2013年3月底,昆明主城区附近的安宁即将修建大型PX(对二甲苯)工厂的消息引发了昆明市千人抗议的群体事件,并在以微博为主要平台的网络空间逐渐发酵,引发了公众的激烈讨论。近两年,PX工厂在中国的境遇可谓是谈之色变。厦门、宁波、大连等地均因PX工厂而引发了强烈的公众抗议,并最终导致项目被迫搁置或     

对二甲苯对褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼的毒性效应研究

采用急性和28 d慢性暴露试验研究了海洋典型危险化学品对二甲苯对褐牙鲆幼鱼的致死效应和生长抑制效应,并测定了遗传毒性、神经毒性以及免疫毒性效应相关的毒理学评价指标。研究结果表明:对二甲苯对褐牙鲆幼鱼的96 h-LC50为45.7 mg·L~(-1),根据国家环保局水和废水监测分析方法编委会规定的化学物质对鱼类毒性分级标准,属于中等毒性,浓度高于2.3 mg·L~(-1)的暴露能显著抑制褐牙鲆幼鱼的生长;4.6和9.2 mg·L~(-1)浓度组观察到对二甲苯暴露28 d后褐牙鲆肝脏中的丙二醛含量与DNA损伤程度显著升高,脑组织中乙酰胆碱酯酶(Ach E)活力被明显抑制;9.2 mg·L~(-1)浓度组暴露28 d后,褐牙鲆幼鱼体内总血细胞数量和溶菌酶活力显著降低。这些结果表明较高浓度的对二甲苯长期作用可导致褐牙鲆幼鱼的氧化胁迫,造成其肝脏毒性损伤并产生神经毒性与免疫毒性。本实验结果为了解对二甲苯对鱼类的毒性作用机制以及对二甲苯的海洋生态风险评估提供了科学依据。     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究。研究发现：催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2〉纯TiO2〉掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7L／min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高。     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究.研究发现:催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2＞纯TiO2＞掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7 L/min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高.     

Bio-removal of mixture of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes/total petroleum hydrocarbons/trichloroethylene from contaminated water

Four pure cultures were isolated from soil samples potentially contaminated with gasoline compounds either at a construction site near a gas station in Fai Chi Kei, Macau SAR or in the northern parts of China (Beijing, and Hebei and Shandong). The e ects of di erent concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene, and three isomers (ortho-, meta-, and para-) of xylene (BTEX), total petroleum hydrocarbons (TPH), and trichloroethylene (TCE), when they were present in mixtures, on the bio-removal e ciencies of microbial isolates were investigated, together with their interactions during the bio-removal process. When the isolates were tested for the BTEX (50–350 mg/L)/TPH (2000 mg/L) mixture, BTEoX in BTEoX/TPH mixture was shown with higher bio-removal e ciencies, while BTEmX in BTEmX/TPH mixture was shown with the lowest, regardless of isolates. The TPH in BTEmX/TPH mixture, on the other hand, were generally shown with higher bio-removal e ciencies compared to when TPH mixed with BTEoX and BTEpX. When these BTEX mixtures (at 350 mg/L) were present with TCE (5–50 mg/L), the stimulatory e ect of TCE toward BTEoX bio-removal was observed for BTEoX/TCE mixture, while the inhibitory e ect of TCE toward BTEmX for BTEmX/TCE mixture. The bio-removal e ciency for TPH was shown lower in TPH (2000 mg/L)/TCE (5–50 mg/L) mixtures compared to TPH present alone, implying the inhibitory e ect of TCE toward TPH bio-removal. For the mixture of BTEX (417 mg/L), TPH (2000 mg/L) along with TCE (5– 50 mg/L), TCE was shown co-metabolically removed more e ciently at 15 mg/L, probably utilizing BTEX and/or TPH as primary substrates.