Photochemical degradation of nonylphenol in aqueous solution：The impact of pH and hydroxyl radical promoters

The degradation of nonylphenol (NP) in aqueous solution with UV, H₂O₂/UV, and Fenton/photo-Fenton processes was studied. The efficacy of direct and hydrogen peroxide photolysis proved to be dependent on the pH value. The addition of H₂O₂ to UV treatment improved NP degradation. The application of UV photolysis and the H₂O₂/UV system at pH 7 resulted in low pseudo first-order rate constants at 10^-4 sec^-1. In the experiments at elevated pH values the pseudo-first order rate constants increased to 10^-3 sec^-1. The efficacy of the Fenton process was lower in comparison with UV and hydrogen peroxide photolysis. The addition of UV irradiation to the H₂O₂/Fe²⁺ system substantially improved NP degradation efficacy. In terms of performance, the photo-Fenton process was similar to the H₂O₂/UV process. The most favourable process for complete nonylphenol degradation considering both operational cost and treatment efficacy was H₂O₂/UV at pH 11 and 250 mol/L H₂O₂.     

四溴双酚A降解技术的最新研究进展

作为目前产量和使用量最大的溴系阻燃剂,四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)在其生产、使用及处置等环节会被释放到环境中,由于四溴双酚A具有持久性、累积性和生物毒性等特性而对人类健康和生态环境造成威胁。文章在简单介绍四溴双酚A主要性质和毒性的基础上,结合近几年国内外的研究现状,综述了四溴双酚A在光降解、微生物降解和高级氧化等技术的最新研究进展,并对目前存在的问题及未来的研究方向进行了讨论与展望。     

基于TUV模式的对流层光解速率影响因子的研究

应用TUV辐射传输模式进行了一系列的敏感性试验,以期确定影响对流层O₃和NO₂光解速率的关键性因子.结果表明,气溶胶的光学性质对光解速率的影响存在明显差异.在气溶胶光学厚度（AOD）一定的情况下,散射性越强,近地面光解速率越大;当AOD从0.5增加至2.5,J[O¹D]和J[NO₂]极大值分别下降30.3%和13.1%.光解速率对较小的云光学厚度的变化比较敏感.云对J[NO₂]的影响存在明显的时间差异,在早晨和傍晚,J[NO₂]的衰减可以达到12%,而午时,J[NO₂]的衰减不足4%;在垂直方向上,云层的存在能够减小通过云层的光化辐射通量,有效降低云下光解速率,而云滴的后向散射特性能增大云上的光解速率.臭氧能够吸收300nm左右的紫外辐射,因而臭氧柱浓度变化对J[O¹D]有显著的影响,臭氧柱浓度从200DU增加至400DU,J[O¹D]极大值下降了53.1%,J[NO₂]极大值仅降低了1.0%.同时发现,气溶胶和云相对位置的改变对光解速率的垂直分布有较大的影响,气溶胶在云上时,高层的光解速率明显增大,且气溶胶的散射性越强,光解速率的增幅越大;当吸收性气溶胶位于云上时,使得高层光化辐射通量大量衰减,此时云层对于光解速率的影响比较微弱.     

水溶液中嗪草酮的光化学行为研究

以氙灯为光源模拟太阳光,研究了农药嗪草酮(MT)在水溶液中的光降解;探讨了pH值以及天然水体中广泛存在的光敏荆腐殖酸、硝酸根和Fe3+等对嗪草酮间接光解的影响;测量了嗪草酮量子产率及其与活性氧类物种(ROS)·OH和1O2的反应速率常数.结果表明,在pH值3.5-9.5范围内,嗪草酮直接光降解速率随pH值升高而降低.pH=7时,腐殖酸具有光屏蔽作用而抑制嗪草酮光降解,硝酸根和Fe3+对嗪草酮间接光降解基本没有作用.嗪草酮与1O2反应速率常数为0 mol-1·L·s-1,与·OH反应速率常数为5.7×109mol-1Ls-1.在天然水体中嗪草酮与·OH反应最小半衰期为68 h,远远大于北纬40.(40°N)下直接光解半衰期.以上研究结果表明,嗪草酮直接光解占主导作用,其量子产率为0.01.预测在40°N春、夏、秋、冬时嗪草酮直接光解半衰期分别为1.44、1.08、2.58和5.10h,室外太阳光照实验结果显示,在40°N秋季嗪草酮的半衰期为2.98 h,与理论预测值接近.     

不同形态氮转化对啶虫脒在水溶液中光解的影响

模拟研究了环境中氮发生形态转化时对啶虫脒在水体中光解的影响.结果表明,啶虫脒的光解反应符合一级动力学规律.pE反映了体系的氧化还原性,环境pE值较低时,无机氮主要以NH4+形式存在,对啶虫脒光解几乎没有影响;;随着pE值的提高,无机氮逐渐由NH4+形式向NO2-和NO3-形式转化,NO2-、NO3-的存在均对啶虫脒的光解有抑制作用,它们对啶虫脒光解的抑制是由于对光辐射的竞争性吸收所引起的.多种形态无机氮共存时,其对啶虫脒光解的抑制作用不是简单的加和关系,各形态无机氮之间存在一定的拮抗作用.当环境pE值达到7.2后,无机氮主要以NO3-形式存在,其对啶虫脒光解的抑制率最高可达36.71%.     

酚类污染物解离态与非解离态光解特性及其速率常数的预测

以氙灯为光源模拟太阳光,通过研究不同pH条件下3种酚类污染物直接光解的过程,探讨了酚类污染物的解离对其光解规律的影响,并建立了解离态与非解离态酚类污染物光解速率常数的计算方法及预测模式.结果表明,随着pH从4.0增加到9.0,五氯酚的光解速率常数随之从25.30×10-4min-1增加到82.90×10-4min-1,而对硝基酚的光解速率常数相应从11.90×10-4min-1降低到了3.18×10-4min-1.苯酚的光解趋势与对硝基酚相似,当pH从4.0增加到11.0时,其光解速率常数依次从32.50×10-4min-1降低至13.40×10-4min-1.3种酚类化合物的光解总速率常数与解离度之间均满足幂函数变化规律.任意解离度条件下的解离态和非解离态光解速率常数,可根据幂函数的切线方程来确定.解离对酚类物质降解规律的影响主要是通过氧负离子的形成,改变苯环以及其他取代基团的活性而造成的.该研究结果为进一步了解天然水环境中酚类污染物的环境行为提供了理论参考.     

敌草快在水溶液中的光解动力学研究

常温常压条件下,用500 w高压汞灯和太阳光分别照射处理敌草快水溶液,考察光照和初始浓度对敌草快在水溶液中光降解的影响。研究表明,分别用500 w高压汞灯和太阳光照射下,敌草快的光解反应均符合一级动力学规律,降解半衰期分别为0.11 d和240.63 d;敌草快的初始浓度越大,其光解率越小,光解率与其初始浓度呈负相关。     

四环素在水体中的自然光解作用机制

近年来,抗生素引发的水体环境污染问题日益受到关注,光解是其在环境中消减的重要过程,但其中的关键机制及影响因素尚不明确.本研究系统地考察了初始浓度、pH以及无机离子、溶解性有机物等环境因子对四环素（TC）光解的影响,明确了自然光解的关键活性氧物种（ROS）,同时结合理论计算和降解产物的分析,揭示出了TC的自然光解路径及作用机制.结果表明,模拟自然光条件下TC可快速降解,5 μmol·L^-1 的TC在180 min内降解率为75.0%,符合一级反应动力学,反应速率常数为0.007 min^-1,远高于避光条件.随着TC初始浓度的上升,TC光解率和速率呈现出下降的趋势,并且碱性条件更有利于TC光解.水体中存在Cu（II）、Fe（III）和NO₃^-均能显著促进TC光解;富里酸（FA）则由于光屏蔽和淬灭作用对TC的光解产生显著抑制,但FA 和Fe（III）共存时,Fe（III）对光解的促进作用占主导.水体中TC的自然光解不仅存在直接光解,并且以超氧阴离子（O₂^-·）和羟基自由基（·OH）为关键ROS的自敏化光解在TC的光解过程中也起到重要作用.结合TC光解后的产物分析发现,发生间接光解后TC发生开环反应,相比于直接光解和自敏化光解降解地更充分.综上,TC在自然水体中的光解强烈受环境因素影响,可以通过增强活性氧介导的间接光解过程促进水体抗生素污染修复.     

Degradation and reduction of acute toxicity of environmentally persistent perfluorooctanoic acid (PFOA) using VUV photolysis and TiO2 photocatalysis in acidic and basic aqueous solutions

Degradation and toxicity reduction of perfluorooctanoic acid (PFOA) were investigated using TiO₂ adsorption, vacuum ultraviolet (VUV) photolysis, and VUV/TiO₂ photocatalysis in acidic and basic aqueous solutions. Chemical analyses of PFOA and its selected by-products and an acute toxicity assessment using the luminescent bacteria Vibrio fischeri (Microtox®) were conducted during and after the various treatment methods. PFOA was found to be best treated by VUV/TiO₂ at pH 4 with HClO₄, as illustrated by the almost complete degradation of PFOA within 360?min and rapid removal of acute microbial toxicity within 60?min. This difference in the efficiency may be attributed to the strong oxidation effectiveness of the radical species generated in acidic media and the electron scavenger effect of the addition of HClO₄ in VUV/TiO₂ photocatalysis. In addition, the proposed method could effectively decompose other perfluorocarboxylic acid (PFCA) species (C₃–C₇ perfluoroalkyl groups) if the initial intermediates formed were longer-chain species that degraded stepwise into shorter-chain compounds by VUV photolysis and VUV/TiO₂ photocatalysis in acidic and basic aqueous solutions.     

多环芳烃光降解研究进展

概述了多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)在液相、固相和气相介质中的光降解过程及应用定量结构-性质关系(Quantitative Structure-Property Relationships,QSPR)模型预测PAHs光降解的研究进展.在此基础上,对今后一段时期PAHs光降解研究提出几点看法.