硫代硫酸盐浸提法修复汞污染土壤及含汞浸出液的光分解回收处理

汞污染土壤对环境的危害巨大,已成为国内外主要关注的环境问题之一。以某PVC化工厂附近的含汞土壤样品为研究对象,开展了硫代硫酸盐浸提脱汞的研究,对浸提前后的含汞土壤开展了Förstner七步顺序提取实验,考察分析了含汞土壤及浸提后土壤中汞的存在形态,并对含汞的硫代硫酸盐浸出液开展了紫外光分解、沉淀脱除汞的研究。结果表明：该土壤样品中含汞总量高达2 400 mg·kg⁻¹;其中41.3%的Hg以水溶态、交换态、盐酸溶态和硝酸溶态形式存在,属于易释放汞;以有机质结合态和硫化态形式存在的Hg分别占33.9%和24.2%,属于稳定形态的汞。以硫代硫酸钠为浸出剂,可以有效地浸出含汞土壤中的易释放形态汞;采用0.01 mol·L⁻¹的硫代硫酸钠溶液,在室温下浸出约6 h,可将含汞土壤中95%以上的易释放汞浸提出来,浸提后土壤中残余的汞基本上仍以有机质结合态和硫化态形式存在。对含汞11.6 mg·L⁻¹的硫代硫酸盐浸出液,经254 nm的紫外线照射5 min,即可将99.1%以上的汞-硫代硫酸盐络合物分解转变为稳定的硫化汞沉淀,从而将汞从浸出液中分离回收。本研究表明,硫代硫酸盐浸提处理及采用紫外光分解分离回收汞可从含汞土壤中分离除去易释放形态汞。     

分子电性距离矢量用于多氯代二苯并呋喃光解半衰期的QSPR研究（Molecular Electronegativity Distance Vector（MEDV）Applied to Quantitative Structure-Property Relationship Study on Photolysis Half-Lives of PCDFs）

多氯代二苯并呋喃(PCDFs)是一种典型的持久性有机污染物(POPs),光解是其在环境中转化的主要途径.以分子电性距离矢量(Molecular Electronegativity Distance Vector,MEDV)为参数,应用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)和偏最小二乘回归(PLSR)对48种PCDFs在云杉针叶和飞灰表面的光解半衰期(t1/2)进行模拟分析,均获得由2个变量所建的定量结构-性质相关(QSPR)模型.多元线性回归结果:建模相关系数(R)分别为0.860和0.836,标准偏差(SD)分别为0.052和0.053,交互检验复相关系数(Rcv)分别为0.839和0.807,外部检验相关系数(Qex)t分别为0.939和0.853;偏最小二乘回归结果:建模相关系数(R)分别为0.857和0.829,交互检验复相关系数(Rcv)分别为0.849和0.807.结果表明,MEDV能较好地表征该类分子的结构信息,所建QSPR模型具有良好的稳定性和预测能力.     

冰雪表面HNO3的紫外光解机理

利用308 nm激光与cavity ring-down spectroscopy技术对HNO3的气相与冰表面光解进行了研究,考察了其光解量子产额与吸收系数,结果表明,.OH+NO2*是其光解反应的主要通道;HNO3在253 K、308 nm冰表面的吸收系数为(1.21±0.31)×10-18cm2.molecule-1,比其在气相的吸收系数(1.24±0.19)×10-21 cm.2molecule-1(295 K)及(8.50±0.24)×10-22cm.2molecule-1(253 K)均高约3个数量级;HNO3在253K冰表面光解产生NO2*的量子产额为0.60±0.34.     

亚硫酸盐/紫外体系的还原脱卤效能

水合电子(e-aq)是已知活性最强的还原物种之一.基于SO_3~(2-)受紫外光激发活化会释放e-aq的性质,提出了SO_3~(2-)/UV高级还原体系,用于降解稳定污染物.以7种卤乙酸为目标物,从卤素取代种类、卤代程度、实际水质本底影响等角度,考察了该体系对毒性卤代有机物(HOCs)的降解及脱卤效能,并探讨了相关机理.结果表明:HOCs的降解至少有直接光解和e-aq还原两条途径.卤素取代种类与卤化程度决定了HOCs的直接光解特性,其速率随氯、溴、碘取代顺序及卤化程度的增加而加快.SO_3~(2-)/UV体系显著提高了HOCs的降解及脱卤效率;对于直接光解慢的HOCs,其降解与脱卤主要由e-aq还原引起.SO_3~(2-)/UV体系在两种地表水质本底下仍具有较高的脱卤效能.     

UV_(254)降解水中双氯芬酸的动力学及机理研究

研究了254 nm紫外光照(UV_(254))对水中双氯芬酸(DCF)的降解,考察了pH、天然有机物质(NOM)和硝酸盐(NO_3~-)对DCF光解的影响;探讨了DCF的光解产物和转化机理;最后,研究了DCF在实际水体中的去除.结果表明,DCF在UV_(254)辐射下发生快速降解,其光解遵循准一级反应动力学模型.在研究的pH范围内,DCF降解效率基本相同,其表观速率常数在5.9×10~(-3)cm~2·mJ~(-1)左右.NOM的存在会抑制DCF的光解,且NOM浓度越高,抑制作用越明显,这主要是由于NOM和DCF竞争入射的紫外光子.NO_3~-在UV_(254)光照下可被激发产生羟基自由基,故NO_3~-的存在可以明显促进DCF的降解.DCF在实际水体中的去除效率与纯水中的基本类似,在紫外光用量为320 mJ·cm~(-2)时,大约83%1μmol·L~(-1)DCF被去除.在UV_(254)光解DCF反应中,共检测到12种降解产物,基于这些检出的反应产物提出DCF可能的光解机理主要包括6种不同的转化路径,分别为脱氯环化、脱羧基反应、甲酰化反应、脱氯羟基化、脱氯氢化和醌化反应.     

布洛芬和双氯芬酸在不同构型人工湿地中的去除行为研究

在酸性药物中选取常用的布洛芬和双氯芬酸为典型对象,研究其在人工湿地中的去除行为,探讨不同工艺、有无植物、不同季节对其去除效果的影响.结果表明,工艺因素对二者的去除存在显著影响.其中,布洛芬在水平潜流和垂直潜流湿地中的平均去除率(分别为69%和60%)显著高于表面流湿地(26%),而双氯芬酸在表面流湿地中的平均去除率(58%)则显著高于水平潜流和垂直潜流湿地(分别为49%和43%).植物的存在可以显著提高布洛芬的去除率,对双氯芬酸的去除则无显著影响.配对样品t检验发现两种药物在夏季与秋季的去除效率无显著差异.双氯芬酸的去除效率与DO值、COD的去除效率呈极显著负相关,而布洛芬的去除效率与基质中好氧脱氢酶活性具有较好的正相关性,可能表明,布洛芬在湿地中主要通过好氧降解去除,双氯芬酸在湿地中的主要去除途径为光降解和厌氧降解.     

硝酸纤维素膜光降解水中对硝基苯酚的机制

为研究硝酸纤维素膜(NCM)作为新型污染物降解材料在水处理领域的应用潜力,本文以对硝基苯酚为目标污染物,NCM为活性氧物种来源,考察了溶液p H、光照条件、水体成分等因素对光解的影响及其作用机制.结果表明,NCM光致·OH量子产率为1. 30×10~(-4),是传统光催化材料TiO_2的1. 86倍.纯水中对硝基苯酚的直接光解速率仅为9. 52×10-4min-1,而在NCM存在情况下光解速率达到0. 005 5 min-1.这种促进作用主要是由NCM表面光致·OH引起的,其中UVA对光解起重要作用.水体酸性条件有利于NCM光解对硝基苯酚,在p H=2. 0时,降解率达到90%以上,相应的光解速率为0. 016 5min-1.对硝基苯酚的光解速率随光照强度、膜面积的增大而提高.水体成分对光解影响呈显著差异,NO-3可通过光致·OH的生成促进光解;而可溶性有机质主要通过滤光作用抑制对硝基苯酚的光解.气相色谱-质谱分析中间产物主要有苯酚、对苯二酚、丙二酸和草酸等,由此给出了可能的光解途径.     

降解偶氮染料AO7的研究：动力学及反应途径

紫外光分解过硫酸盐(S2O2-8)是一种新型的高级氧化技术,可以产生强氧化性的硫酸根自由基(SO-4).以偶氮染料AO7为目标污染物,重点研究了反应体系氧化剂K2S2O8浓度、溶液初始pH值和无机阴离子(H2PO-4、HCO-3、NO-3和Cl-)对反应体系的影响.结果表明,AO7的降解遵循准一级动力学,当AO7初始浓度为0.14 mmol/L时,最佳的氧化剂K2S2O8与污染物AO7的摩尔比为20.pH值对UV/K2S2O8体系降解AO7的反应速率影响较大,增大pH有利于SO-4转化为·OH.溶液中的无机离子对反应体系有一定的抑制作用.采用GC/MS分析了UV/K2S2O8体系降解AO7的主要中间产物(萘酚、1,2-苯并吡喃酮、邻苯二甲酸),并根据中间产物的分析推测了降解途径.     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系的光解特性

以Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学过程中产生的Fe(Ⅱ)和.OH为主要检测对象,探讨了Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学反应的基本规律及影响因素。结果表明,体系的光化学过程能产生Fe(Ⅱ)和.OH;产生Fe(Ⅱ)的速率远高于产生.OH的速率;Fe(Ⅱ)生成浓度在pH 3.50时最大,.OH则在pH 3.00时最大;配合物的光化学过程中会伴随pH的升高;在照度为3.6×103Lux的日光灯照射下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物初级光解的速率常数为2.1×10-3S-1;Fe(Ⅱ)是高价重金属的主要还原剂,.OH是有机物的主要氧化剂。     

铁-草酸配合物光分解降解活性染料的研究

研究了铁（Ⅲ)-草酸配合物在可见光及太阳光照射下，对活性染料的光解降解作用。结果表明，在pH=4．0、Fe(Ⅲ)／H2E2O4=0．060mmol／L／2．88mmol／L(草酸分2次加入)、光照3h的条件下，20mg／L的活性红的降解率为97．5％。溶液pH值、铁与草酸浓度比和活性染料浓度均对降解效果产生影响。