功能化金属有机骨架材料对水中痕量磺胺氯哒嗪的吸附行为及其机理

近年来,抗生素的大量使用对生态环境和人类健康构成了严重威胁.抗生素去除技术开发引起了人们的广泛关注.本研究制备了4种具有良好水热稳定性的锆基金属骨架有机材料(UiO-66,UiO-66-NH_2,UiO-66-Cl和UiO-66-NO_2),通过比较4种材料对水中痕量磺胺氯哒嗪(SCP)的吸附性能,从中筛选出最佳吸附剂,进而探究了温度、pH、共存阴离子、腐殖酸和可再生性等因素对其吸附性能的影响,探讨了作用机制.研究结果表明,功能基团的引入提升了金属骨架有机材料对SCP的吸附性能,其中氨基的引入效果最为显著(去除率从11.62%提升至71.12%),这主要是由于氢键的作用;UiO-66-NH_2对SCP的吸附符合拟二级动力学,温度的升高抑制了吸附的进行,pH=6时吸附效果最好;Cl-和SO_4~(2-)对UiO-66-NH_2吸附性能起到了抑制作用,而腐殖酸影响较小;CO_3~(2-)的水解导致路易斯酸碱反应,从而极大地干扰了SCP的吸附过程;UiO-66-NH_2经过四次循环使用后,SCP去除率下降不到10%.本研究为采用功能化金属有机骨架材料去除水中污染物提供了新思路.     

亚硝酸盐存在下4-氯酚在硫酸根自由基高级氧化工艺中的转化及硝基氯酚的生成

硫酸根自由基(SO_4~(·-))高级氧化工艺(SR-AOPs)被广泛应用于土壤和地下水污染修复,然而其使用过程中生成的有毒有害副产物尚未引起重视.本研究以热活化过硫酸盐(PS)为反应体系,考察亚硝酸盐(NO~-_2)对4-氯酚(4CP)转化和产物生成的影响.色谱-质谱联用分析表明, SO_4~(·-)可介导亚硝态氮掺入4CP分子结构,生成4-氯-2-硝基酚(4C2NP).4C2NP的生成是4CP酚氧自由基(ClPhO~·)与二氧化氮自由基(NO_2~·)相互耦合的结果.在50μmol·L~(-1) 4CP、 2 mmol·L~(-1) PS、溶液pH 7.0、加热温度50℃、NO~-_2浓度50—400μmol·L~(-1)条件下,4C2NP产率介于57.9%—91.8%之间.在中性pH条件下,4C2NP在热活化PS体系中可发生进一步转化.增加NO~-_2浓度稍微抑制了4CP的转化,却显著提高了4C2NP的产率.Suwannee河富里酸(SRFA)的存在缓减了4CP的转化,但4CP转化生成4C2NP仍然是其消亡的主要途径.结果说明,在NO~-_2存在下,采用SR-AOPs处理氯酚可生成具有"三致"效应的硝基氯酚,必须引起足够重视.     

污水再生处理工艺中卡马西平的去除过程模拟及其生态风险评价

卡马西平在污水和水环境中广泛存在,且对水生生态系统安全构成风险,因此成为目前研究较多的药品之一。以北京清河再生水厂为例,研究"超滤—臭氧氧化—氯消毒"处理工艺中卡马西平的去除特性,并针对臭氧氧化和氯消毒工艺建立模拟卡马西平去除过程的机理模型。同时,利用美国环境保护署ECOTOX数据库,获取卡马西平对北京市水生生物物种的毒性数据,并基于毒性数据建立物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)模型,评价再生水厂出水补给地表水体时卡马西平产生的生态风险。臭氧氧化和氯消毒模型对卡马西平、总有机碳、氨氮等指标的模拟误差总体低于20%,模型的灵敏参数均可以被较好地识别,且其不确定性显著下降。对比7种SSD模型发现,对数正态分布和对数Logistic分布模型较好地拟合了北京市6个物种的卡马西平毒性数据,二者预测得到的总体生态风险期望值分别为7.4%和8.5%。     

锌粉对聚氯乙烯的机械化学还原脱氯

以锌粉为还原剂进行了聚氯乙烯（PVC）的机械化学还原脱氯（简称脱氯）探索研究,考察了球磨转速、球料比（磨球与试样的质量比）、锌粉与PVC质量比等对脱氯率的影响,并对脱氯产物进行了X射线衍射、红外光谱等分析。实验结果表明,最佳工艺条件为球料比33、球磨转速528r／min、锌粉与PVC质量比9;产物中未形成结晶性氯化锌,且锌粉被氧化成ZnO;行星球磨比搅拌球磨对PVC的脱氯效果好,球磨时间超过3h,PVC的脱氯率可接近100％。     

氯吡脲在土壤和西瓜中的残留分析

建立了氯吡脲在土壤和西瓜中残留的HPLC分析方法.氯吡脲的添加回收率大于95%,变异系数小于10%,最小检出浓度为5 μg·kg-1,检测限为0.4ng.对西瓜消解动态的研究表明,氯吡脲在西瓜中消解较快,半衰期为1.20-1.67d;使用剂量为20-30mg a.i. ·kg-1水溶液于雌花开放当天或前后一天均匀喷洒瓜胎(或浸瓜胎)一次,西瓜收获时(施药后40d),样品中未检出氯吡脲残留.土壤消解动态研究表明:使用600 mg a.i.·hm-2的剂量对土壤喷雾,氯吡脲在土壤样品中的半衰期为9.87-15.3d;使用300-600mg a.i.·hm-2的剂量对土壤喷雾,西瓜收获时(施药后40d),土壤中均未检出氯吡脲残留.     

邻氯酚厌氧降解血清瓶试验的误差分析

采用自制的厌氧血清瓶,以2-氯酚(以下简称2-CP)为主要降解基质,研究了各种可能因素对试验试验结果的影响,并进行了误差分析。结果表明氮气吹脱、定容过程和滤膜过滤等试验操作所引起的试验误差很小,而基质挥发、污泥吸附导致的水样中2-氯酚浓度的降低量远小于微生物的降解量。因此利用血清瓶对2-氯酚进行厌氧生物降解的试验研究,可以较好地反应厌氧生物降解的基本规律,结果准确可靠,重现性好。     

多孔钛板负载Pd阴极电催化加氢还原水中五氯酚

研究了以多孔钛板负载钯作为阴极,通过电催化加氢还原水中五氯酚的脱卤效果和主要影响因素.实验表明,五氯酚电催化加氢的主要产物为苯酚和游离态Cl^-.其中Cl^-生成量可达到理论值,实现完全脱卤,苯酚的转化率达90%以上.随着PCP浓度的降低,电流效率下降,降解单位重量PCP的能耗增加.回路中电流强度对脱卤的电流效率和能耗影响很大,300mA时效果最佳.与电流相比,水溶液中pH和循环流速对脱卤效果的影响有限.结果表明,多孔钛板负载金属钯电催化反应器可有效地对五氯酚加氢脱卤,电流效率高,能耗低,并且操作简单,适用范围广.     

Ag/Fe催化还原体系处理水体中氯代烃的研究

研究了水体中的三氯甲烷(CF)、四氯化碳(CT)、1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)、1,1,2,2-四氯乙烷(1,1,2,2-TeCA)、六氯乙烷(HCA)、三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)在Ag/Fe以及Fe⁰还原体系中的还原脱氯反应.结果表明,Ag的加入会明显提高氯代烃的还原脱氯速率,铁表面积浓度为150 m²·L^-1时,如果单独使用Fe⁰,CF、CT、1,1,1-TCA、1,1,2,2-TeCA、