The structure of the fire fighting foam surfactant Forafac®1157 and its biological and photolytic transformation products

For several decades, perfluorooctane sulfonate (PFOS) has widely been used as a fluorinated surfactant in aqueous film forming foams used as hydrocarbon fuel fire extinguishers. Due to concerns regarding its environmental persistence and toxicological effects, PFOS has recently been replaced by novel fluorinated surfactants such as Forafac®1157, developed by the DuPont company. The major component of Forafac®1157 is a 6:2 fluorotelomer sulfonamide alkylbetaine (6:2 FTAB), and a link between the trade name and the exact chemical structure is presented here to the scientific community for the first time. In the present work, the structure of the 6:2 FTAB was elucidated by ¹H, ¹³C and ¹⁹F nuclear magnetic resonance spectroscopy and high-resolution mass spectrometry. Moreover, its major metabolites from blue mussel (Mytilus edulis) and turbot (Scophthalmus maximus) and its photolytic transformation products were identified. Contrary to what has earlier been observed for PFOS, the 6:2 FTAB was extensively metabolized by blue mussel and turbot exposed to Forafac®1157. The major metabolite was a deacetylated betaine species, from which mono- and di-demethylated metabolites also were formed. Another abundant metabolite was the 6:2 fluorotelomer sulfonamide. In another experiment, Forafac®1157 was subjected to UV-light induced photolysis. The experimental conditions aimed to simulate Arctic conditions and the deacetylated species was again the primary transformation product of 6:2 FTAB. A 6:2 fluorotelomer sulfonamide was also formed along with a non-identified transformation product. The environmental presence of most of the metabolites and transformation products was qualitatively demonstrated by analysis of soil samples taken in close proximity to an airport fire training facility.     

采油废水中多环芳烃的生态风险评价

先利用C-18固相萃取小柱富集大港油田港东联合处理站污水处理站的采油废水中16种多环芳烃(PAHs,即萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝),再用气相色谱/质谱(GC/MS)分析测定其浓度,以评价PAHs的去除率和生态风险。结果表明:(1)采油废水经处理后,COD、石油类去除率分别达到82.27%、91.06%;外排水COD、石油类达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求,优于中国采油废水处理的一般水平。(2)采油废水主要以2、3环的PAHs为主,约占总量的93%以上。(3)苯并[a]芘超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中限值。(4)处理前的采油废水中蒽、菲和苯并[a]芘具有一定的生态风险;处理后的外排水中萘、蒽、菲、荧蒽、苯并[a]芘的暴露浓度(PEC)/预测无效应浓度(PNEC)均小于1,目前尚未对环境造成威胁。但是8种PAHs(苊烯和苯并类PAHs除外)总和表现出较大的毒性,需要引起重视。     

超声辐射浸渍法制备Fe-Ni-Mn/Al_2O_3催化剂及性能研究

以Al2O3为载体,分别采用超声辐射浸渍法和普通浸渍方法制备Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂。采用BET、XRD和SEM对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,以模拟酸性绿B废水为研究对象考察催化剂的催化性能。实验结果表明,浸渍溶液pH值和焙烧温度显著影响催化剂的性能。与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂对酸性绿B脱色反应表现出较高的催化活性。     

超声波促进城市生活污泥缺氧/好氧消化的研究

本研究将超声波预处理引入城市生活污泥缺氧/好氧消化工艺中,自主设计了容积为30 L的生活污泥超声波-缺氧/好氧消化中试系统并用以实验研究。超声波预处理的参数为超声频率28 kHz,声能密度0.15 W/mL,超声时间10 min,超声间隔12 h,污泥超声比例30%。结果表明,引入超声预处理后,缩短了污泥的稳定时间,提高了污泥的消化效率。污泥消化10 d就已经达到了稳定标准,比未引入超声预处理时缩短了12 d,而MLVSS最大去除率提高了11%,达到了55.10%。超声波的引入,对污泥缺氧/好氧消化系统中污泥上清液溶解性COD（SCOD）的变化趋势影响比较明显,而对上清液的pH、氨氮和TP的变化趋势没有明显影响。     

C/N和pH值对高温好氧反硝化菌产N2O的影响研究

以50℃高温、好氧条件下能进行高效好氧反硝化的菌株TAD1为研究对象,在不同C/N和pH值培养条件下,对其24 h的反硝化效率和反硝化过程中N2O的逸出量进行了研究。结果显示,C/N和pH值对菌株TAD1的反硝化效率和N2O产生量有明显影响.菌株TAD1最适宜的C/N为9,pH值为7,此时反硝化效率达到99.12%,N2O产生量仅为3.35×10-2 mg/L,N2 O转化率为0.045%,反硝化产物以氮气为主。另外,菌株TAD1不适宜在酸性条件下生长,pH值为6时反硝化效率为83.18%,N2O产生量为13.88×10-2 mg/L,是pH值为7时的4.14倍,是pH值为8时的5.07倍。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

电催化氧化技术处理制革综合废水

选择DSA电极中的钛基掺硼金钢石膜电极(Ti/BDD),用于制革综合废水的电催化氧化处理研究,考察了在不同的电流密度、电压、电解质、pH值和电解时间等因素对COD去除率和电流效率的影响。结果表明,控制电流密度为30mA/cm2,电压为8.0 V,电解质(NaCl)浓度为2.0 g/L,pH为4.0,电催化氧化处理2 h后,废水的COD和NH4+-N的去除率分别达到了83.6%和90.3%,BOD/COD为0.45,比能耗为35.34 kWh/kg COD,电流效率为37%。     

NaClO_2/氨水溶液同时脱除SO_2和NO的热力学研究

利用化学热力学基本原理分别对NaClO2/氨水溶液同时脱除SO2、NO的反应过程中摩尔反应吉布斯自由能变、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数以及化学反应达到平衡时的SO2和NO的分压力进行了计算,结果表明：利用NaClO2/氨水溶液同时脱除SO2、NO是可行的,且SO2和NO的脱除效率几乎可以达到100%。     

HPLC分析甘草中甘草酸和甘草苷含量

研究不同产地、不同生长期的野生与栽培甘草中甘草酸、甘草苷含量的变化,确定其最佳采收期。为了更好地开发利用甘草资源提供理论依据,建立了分析方法,为甘草的现代质量评价体系提供参考数据,扩大甘草药源。采用高效液相色谱测定不同产地、不同生长期野生与栽培甘草中甘草酸、甘草苷的含量。甘草酸在0.4—6μg范围内具有良好的线性关系,r=0.9999,平均回收率(n=3)为101.83%,RSD=0.74%;甘草苷在0.4—6μg范围内具有良好的线性关系,r=0.9998,平均回收率(n=3)为100.50%,RSD=0.22%。该方法确立了甘草的最佳采收期为9月中旬,种植基地的甘草可代替野生甘草使用,为甘草的药用资源和深入开发利用提供了基础依据。该方法简便、精密度高,结果准确可靠。