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 Due to concerns regarding its environmental persistence and toxicological effects, PFOS has recently been replaced by novel fluorinated surfactants such as Forafac®1157, developed by the DuPont company.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.     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

CuO-CeO2/AC吸附燃煤烟气中元素汞的实验研究

通过活性炭负载CuO和CeO2来制备吸附剂,采用固定床吸附方式,在不同反应条件下对吸附剂的吸附性能进行测试,筛选出去除效率最好的吸附剂,并通过BET和XRD对吸附剂的理化性质进行分析。结果表明,CuO和CeO2的加入大大改变了原活性炭的比表面积和孔结构,改善了活性炭的吸附性能。CuO-CeO2/AC中CuO和CeO2质量比不同,对汞的去除效率也不同,在1∶2时去除效率最好;CuO-CeO2/AC中所负载的CuO和CeO的总量为5%时,能大大促进汞的吸附效率,增长有效吸附时间;CuO-CeO2/AC对汞的吸附性能随反应温度的增加呈先增加后减小的趋势,在80℃时达到最大值。     

铁炭复配修复地下水中NO_3~--N的条件研究

采用了铁炭复配修复地下水中NO3--N,探讨了实验条件对修复效果的影响。结果表明,在pH值近中性条件(初始pH 6.42)下,反应时间为1 h时NO3--N修复率达到60.85%;Fe/C=1∶1时介质最佳用量分别为4~5 g;Fe/C=1/1.5时修复率为72.80%;反应速率在高振荡强度下大于低振荡强度;氧化铜的催化效果最好,可使修复率提高7.5个百分点。铁炭复配介质修复地下水中NO3--N是有效可行的,修复率随反应时间的增加而提高,在Fe/C=1∶1时修复率与介质用量呈正相关,无限减小Fe/C比并不能无限提高修复率,振荡强度对修复具有显著影响,低振荡强度下的修复过程较高强度存在滞后现象,并非所有金属氧化物催化剂对铁炭修复NO3--N均有促进作用。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd~(2+)去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2+的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明:微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2+使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2+的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2+的吸附为化学吸附。     

3种载体固定化菌藻共生系统脱氮除磷效果的对比

采用3种不同载体（海藻酸钠、聚乙烯醇、复合载体）,分别将小球藻和栅藻与活性污泥固定成菌藻共生系统,制成菌藻凝胶小球,单独菌、单独藻的凝胶小球,用于处理人工污水。结果表明,（1）复合载体固定的菌藻共生系统氮磷去除效果最好,PVA载体的脱氮除磷效果次于复合载体优于海藻酸钠;（2）固定化菌藻共生系统的脱氮除磷效果明显优于单独固定菌和单独固定藻,固定菌的效果较差;（3）3种载体包埋下的固定化小球藻的脱氮除磷效果均较相同载体固定化的栅藻效果好。     

动态污水处理过程的多模型动态矩阵控制

针对活性污泥法污水处理系统的强耦合和动态变化特性,提出一种用于前置反硝化脱氮工艺的多模型动态矩阵(DMC)解耦控制方法;通过K-均值聚类分析法对外界入水中氨氮浓度进行聚类,获得以聚类中心为入水氨氮浓度的静态模型集合,分别设计线性DMC解耦控制器;再以当前时刻外界进水氨氮浓度和聚类中心为基本元素,构造切换函数,实现多模型切换。将该方法应用于活性污泥1号模型(ASM1)中,获得了较好的动态仿真效果。     

给水曝气生物滤池内置粉末活性炭复合净水效果的研究

在给水曝气生物滤池内置粉末活性炭,对比分析其对各工艺单元水质净化效果的影响,确定给水曝气生物滤池内置粉末活性炭的作用与最佳投加量,研究表明,给水曝气生物滤池将活性炭截留在滤池内,大幅度提高了粉末活性炭利用率,部分未饱和粉末活性炭通过反冲洗排入后续常规处理系统,作为生物载体仍能够进一步发挥生物强化作用。当粉末活性炭的投加量为8 mg/L时,砂滤出水氨氮、CODMn、浊度和色度均值分别为：0.02 mg/L,1.82 mg/L0,.46 NTU和6度,去除率分别达到99.6%、71.2%、99.1%和80.6%,出水指标达到《生活饮用水卫生标准（》GB5749-2006）和《饮用净水水质标准（》CJ94-2005）规定的标准。与常规工艺相比,投加量降低了20%～60%。     

臭氧生物活性炭有机物吸附与生物降解量化分析

以西安北石桥污水净化中心出水为研究对象,通过对臭氧-生物陶粒与臭氧-生物活性炭处理工艺的对比研究,分析比较了两种生物过滤系统的生物活性及有机物去除特性,建立了臭氧-生物活性炭工艺在有机物降解过程中吸附和生物降解作用的量化计算方法,探讨了臭氧-生物活性炭工艺有机物降解过程及去除机理.研究表明:臭氧-生物活性炭工艺对有机物的去除是活性炭吸附和生物降解的协同作用,其中生物降解占主导作用,约占有机物总去除量的65%,生物降解作用去除的有机物几乎全部是易于降解的溶解性有机物;而吸附作用去除的有机物约占有机物总去除量的35%,去除的有机物中难降解和易于降解的有机物的量基本相当.     

军用浸渍活性炭中银含量测定方法——火焰原子吸收分光光度法

本研究建立了一种用空气-乙炔火焰原子吸收分光光度法测定浸渍活性炭中银含量的分析方法，对酸介质浓度、共存元素的干扰进行了探讨，在0—1．0ml沪范围内，银含量与吸光度呈线性关系，相关系数为0．9999。对09型浸渍活性炭标准物质进行测定，测定结果的相对标准偏差为0．191％（n=10），加标回收率为97．5％-101．4％。