纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液pH值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10mg·L-1、微生物接种量在0～12mg·L-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200mg·L-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4投加量的增大而增加。溶液pH3.0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10mg·L-1、微生物接种量12mg·L-1、纳米Fe3O4投加量200mg·L-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35.7%和54.0%。     

纳米Fe3O4协同微生物对除草剂2,4-D的降解

 【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D，提高2,4-D的降解效率，为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子，使其毒性降低或消除；再利用微生物的共代谢作用，引入降解菌，协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系，揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用，投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高，纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程；微生物能以2,4-D为C源，投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长的OD600值增大，2,4-D为微生物生长提供营养；纳米Fe3O4/微生物联合体系能明显加快2,4-D的降解，7 d时2,4-D的残留率降至35.7%，远低于纳米Fe3O4或微生物单独降解体系中2,4-D的残留率。采用微生物对中间产物2,4-DCP进行降解，反应5 d时，2,4-DCP 的残留率为50.1%，相应地，降解菌生长的OD600值为3.29。【结论】纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D的降解效率显著高于单一纳米Fe3O4或微生物体系；纳米Fe3O4能够刺激微生物的生长，2,4-D还原降解的中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。     

UV/Fe3+/H2O2体系降解邻苯二甲酸二甲酯

利用UV/Fe3+/H2O2体系降解水溶液中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP).导致DMP有效降解的·OH来自Fe(Ⅲ)-H2O络合物、H2O2的光致激发以及由此引发的Fenton反应过程.分析了酯浓度、pH值、H2O2浓度和Fe3+用量等条件对DMP降解的影响.结果表明,pH=3.0,[Fe(Ⅲ)]0=9.0×10-4～2.9×10-3 mol/L,[H2O2]0=8.9×10-4～2.0×10-3 mol/L,光照75 min条件下,50 mol/L DMP的光降解率可达99％以上.DMP浓度增大时,降解率下降.pH=3.0时,对反应进程以一级反应动力学模型进行拟合的结果表明,H2O2是影响反应速率的主要浓度因素,可通过加快Fe3+转化成Fe2+的速度,达到减少其用量,降低处理成本的目的.     

Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)/S_2O_3~(2-)体系下噻虫嗪的降解研究

为探讨噻虫嗪在Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下降解情况,首先通过单因素实验研究了不同Fe2+、S2O2-8和S2O2-3浓度对噻虫嗪降解率的影响,然后通过中心复合实验,研究各单因素之间的相互影响,得出了Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下Fe2+、S2O2-8和S2O2-3三种离子的最佳配比,建立了噻虫嗪化学氧化降解模型,并确定其最佳降解条件为:Fe2+浓度为0.69 mmol·L-1,S2O2-3为0.69 mmol·L-1,S2O2-8为3.29mmol·L-1。最后在三种离子最佳配比条件下探究了不同溶液初始pH值、不同底物浓度及其活性氧物种淬灭剂对噻虫嗪的降解情况影响。研究结果表明,噻虫嗪在pH=9.0时降解率较好,噻虫嗪的降解率随着底物浓度的增加而减小,活性氧物种淬灭剂会降低噻虫嗪的降解率。     

己烯雌酚在UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系中的光降解

以250W高压汞灯为光源研究了水中己烯雌酚(DES)在UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系中的光降解和矿化情况,考查了初始pH值、H2O2初始浓度、DES初始浓度对DES光降解的影响。结果表明,UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系能有效光降解和矿化DES。在pH3.0～7.0范围内,pH初始值越小,DES降解率越大;在1000～4000"mol·L-1范围内,H2O2初始浓度越大,DES降解率越大;DES初始浓度越低,其降解率越高。当Fe(Ⅲ)浓度为10.0"mol·L-1,H2O2浓度为1000"mol·L-1,pH3.0条件下,光照80min时,10.0mg·L-1的DES的降解率可达100%,光照120min时,10.0mg·L-1的DES的矿化率可达95.0%。     

Fenton氧化法降解甲基橙溶液的研究

采用Fenton氧化法降解甲基橙溶液.结果表明,H2O2浓度决定甲基橙的去除率,铁离子浓度是影响降解速率的主导因素,而随pH值降低反应速率明显增大.在UV紫外光条件下,能更好的使降解甲基橙溶液脱色,证明UV紫外光是控制光催化氧化反应速率的重要因素.通过设计正交试验,考察不同Fe2+浓度、光照、pH值以及H2O2浓度对降解效果的影响.结果表明,影响处理效果各因素的重要性大小顺序为:pH值,Fe2+浓度,H2O2浓度,降解时间.在甲基橙降解过程中pH值不断下降,反应终止时pH为2.74.初始pH为3.0时处理效果最好,过大或过小均对反应不利.在甲基橙降解的最佳条件下,甲基橙的降解遵循一级反应动力学.     

纳米四氧化三铁粒子催化过氧化氢氧化降解十二烷基苯磺酸钠

利用四氧化三铁纳米(Fe3O4)粒子具有催化过氧化氢降解表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的能力,建 立了一种基于纳米材料增强污染物降解的方法.考察了Fe3O4 纳米粒子质量浓度、H2O2 浓度、溶液pH 值及温度 等因素对降解反应的影响.得到优化的降解实验条件为:Fe3O4 纳米粒子浓度480mg/L,H2O2 浓度0.05mol/L, pH 值3,反应时间3h.在此条件下,对模拟废水中SDBS的去除率可达84%.     

非均相Fenton法降解水中橙黄G的研究

采用针铁矿为催化剂,与H2O2可形成非均相芬顿（非均相Fenton）试剂对橙黄G（OG）进行降解试验,研究了pH值、催化剂用量、H2O2浓度、反应温度等对橙黄G（OG）降解过程的影响。结果表明,在反应温度为25℃,pH值为3.0,H2O2浓度为30.0 mmol/L,针铁矿用量为1.0 g/L时,降解OG效果最好,180 min后质量浓度为50 mg/L的OG降解率为99.6%。OG的降解随着温度的升高而升高,但随着NaCl浓度的升高而降低。不同条件下进行的动力学研究表明,反应接近于表观一级反应,所得表观活化能E=42.18 KJ/mol。     

缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙溶液的研究

[目的]确定缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙的最佳条件。[方法]以二缺位杂多化合物K10Na2H2P2W16O60.18H2O（P2W16）为光催化剂,在紫外灯照射下对模拟染料废水中的甲基橙进行光催化降解,研究催化剂投加量、甲基橙初始浓度、pH值等对溶液脱色效果的影响。[结果]催化剂用量为1.2g/L时溶液的脱色率最大,为96.22%;pH值为1.5时溶液的脱色率最大,为99.15%;甲基橙初始浓度为5mg/L时溶液的脱色率最大,为99.69%。P2W16光催化降解甲基橙的最佳条件为：甲基橙初始浓度5mg/L,溶液初始pH值1.5,催化剂浓度0.2g/L,此条件下反应1h后溶液的脱色率可达99.69%。同时,甲基橙的光催化降解过程符合一级动力学方程：In（A/A）=0.09391t-0.02286。[结论]PW对甲基橙降解反应具有较高的催化活性。     

Fenton氧化法降解微囊藻毒素MC-LR的研究

[目的]研究Fenton法氧化降解微污染水体水中微囊藻毒素MC-LR的效果。[方法]采用Fenton氧化法对微污染水中MC-LR的降解效果进行试验研究,考察H2O2与Fe2＋投加浓度、pH值、藻毒素初始浓度、反应时间等各种因素对降解效果的影响。同时,对影响水中MC-LR的Fenton氧化过程的相关因素进行初步探讨。[结果]在藻毒素MC-LR浓度0.31mg/L时,试验得到的最佳去除工艺条件为H2O2起始浓度0.30mmol/L,[H2O2]/[FeSO4]摩尔比30∶1,pH值4.0,反应温度（24±2）℃,反应60min后,去除率可达到90.30%。[结论]Fenton法在一定反应条件下可有效降解微囊藻毒素MC-LR。     

超声强化O3／H2O2降解咔唑的影响因素

利用超声波强化O3／H2O2（US／O3／H2O2）反应器降解含咔唑废水,考察了pH值、水温、反应时间、臭氧投加量、过氧化氢投加量和超声作用功率对咔唑降解率的影响。结果表明,单独的超声或臭氧作用对咔唑的降解率远低于两者的协同作用,pH值、温度、反应时间和臭氧投加量增加均能显著提高咔唑的降解率。通过正交试验,得出最佳工艺条件．pH值为1：2,温度为60气,超声功率为40w,反应时间为20min,臭氧投加量为2g／h,30％过氧化氢投加量为3．75ml／L。     

超声辅助磁性纳米四氧化三铁催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的研

建立了一种基于超声辅助磁性四氧化三铁纳米微粒催化过氧化氢降解亚甲蓝染料的方法,研究了四氧化三铁纳米微粒浓度、过氧化氢浓度、pH值、反应时间、超声时间和温度等对催化降解反应的影响.结果表明,当四氧化三铁纳米粒子浓度为600mg/L,过氧化氢浓度为0.32mol/L,pH值为5,超声时间为3min,温度为30℃,反应时间为2h时,模拟染料废水中亚甲蓝的去除率最高可达到95%.     

H_2O_2清洗对蔬菜中农药去除效果及机制的研究

为了提高蔬菜在清洗过程中的农药去除率,利用低浓度的H_2O_2清洗不同类型的蔬菜。结果表明,在酸性(p H=4.0)条件下,含铁量较高的蔬菜能较明显提高H_2O_2氧化去除敌敌畏的效率。通过叔丁醇试验发现,敌敌畏去除率的提高主要原因可能是由于蔬菜基质自身的Fe~(2+)或Fe~(3+)催化H_2O_2有效地产生了高活性的羟基自由基。试验进一步探讨了H_2O_2清洗几种典型的有机磷、有机氯和氨基甲酸酯类农药的降解,结果表明该体系针对不同类型的农药都具有降解效率。     

臭氧化降解除草剂2,4-D的机理研究(I):中间产物分析

苯氧羧酸类除草剂2,4-D是一种常见的农业污染物,具有较高的环境危害。将水中的除草剂2,4-D作为控制对象,采用臭氧、臭氧/过氧化氢两个氧化体系在实验室内进行降解。为了探讨2,4-D降解机理,分别采用气相色谱-质谱联机分析方法、高效液相色谱法、离子色谱法等方法对2,4-D的降解过程中可能产生的中间产物进行了检测。结果表明,2,4-D的臭氧化降解中间产物有芳香族化合物和有机酸等,主要包括:2,4-二氯苯酚、(氯)对苯二酚(邻苯二酚)、(氯)苯醌、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、乙酸、草酸、甲酸等。并经过总有机碳分析可知,部分2,4-D经过臭氧、臭氧/过氧化氢体系氧化降解,在反应时间内能彻底降解为二氧化碳、水及某些无机物等终产物。对2,4-D降解中间产物的分析为臭氧化降解除草剂2,4-D降解路径的研究打下基础。     

Fe/Co双金属材料活化过一硫酸盐氧化降解水中2，4-D

为了处理有机氯除草剂2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）造成的环境污染,本研究采用液相还原法制备了铁钴双金属纳米颗粒（n-Fe/Co）,并通过Fe、Co的合成比例优化了活化过一硫酸盐（PMS）体系对2,4-D的降解性能。结果表明：在pH为4.5的条件下,使用0.03 g·L^-1的n-Fe/Co和0.5 mmol·L^-1的PMS,2,4-D（10 mg·L^-1）在30 min内完全去除,与单纯的纳米零价铁（nZVI）相比,2,4-D的去除率提升了60.9个百分点。n-Fe/Co可以在很宽的pH范围（2~9）和复杂的阴离子条件下有效去除2,4-D。自由基抑制实验表明羟基自由基是参与反应的主要活性物种（贡献率达到62.2%）。在中间产物分析的基础上,提出了2,4-D在n-Fe/Co-PMS体系中的降解机理和降解途径。研究表明,n-Fe/Co复合材料活化PMS系统在处理水中的2,4-D除草剂污染方面有很大的应用前景。     

Atmospheric hydroxyl radical production from electronically excited NO2 and H2O

Hydroxyl radicals are often called the "detergent" of the atmosphere because they control the atmosphere's capacity to cleanse itself of pollutants. Here, we show that the reaction of electronically excited nitrogen dioxide with water can be an important source of tropospheric hydroxyl radicals. Using measured rate data, along with available solar flux and atmospheric mixing ratios, we demonstrate that the tropospheric hydroxyl contribution from this source can be a substantial fraction (50%) of that from the traditional O(1D) + H2O reaction in the boundary-layer region for high solar zenith angles. Inclusion of this chemistry is expected to affect modeling of urban air quality, where the interactions of sunlight with emitted NOx species, volatile organic compounds, and hydroxyl radicals are central in determining the rate of ozone formation.     

臭氧化降解除草剂2,4-D的机理研究(Ⅱ):降解路径

为了考察除草剂2，4-D在臭氧化反应过程中的降解机理，在前文分析中间产物的基础上，进一步跟踪反应溶液中几个主要中间产物和氯离子的浓度变化趋势，由此提出可能的降解路径。结果说明，2，4-D臭氧化降解过程主要是羟基自由基的间接氧化起作用，臭氧分子的直接氧化所占比重很小。对前文分析出的主要中间产物进行分类，并通过判断反应溶液中中间产物和氯离子浓度随反应时间变化的趋势，可知2，4-D在羟基自由基作用下，主要先产生了2，4-二氯苯酚等含氯的酚类，再经过脱氯，形成无氯的芳香族化合物。苯环结构开裂后，形成了大部分有机酸，另一小部分有机酸在2，4-D初步降解为含氯芳香族化合物时即可产生。脱氯过程有一个初始较慢后来较快的趋势，这说明2，4-D直接脱氯较少，大部分脱氯过程发生在形成2，4-DCP等含氯芳香族中间产物后，此时，脱氯产生无氯的芳香族中间产物。在最后的深度氧化阶段，经过一系列中间产物反应之后，部分2，4-D能降解为水、二氧化碳等终产物。     

Physical Chemistry of the H2SO4/HNO3/H2O System: Implications for Polar Stratospheric Clouds

Polar stratospheric clouds (PSCs) play a key role in stratospheric ozone depletion. Surface-catalyzed reactions on PSC particles generate chlorine compounds that photolyze readily to yield chlorine radicals, which in turn destroy ozone very efficiently. The most prevalent PSCs form at temperatures several degrees above the ice frost point and are believed to consist of HNO(3) hydrates; however, their formation mechanism is unclear. Results of laboratory experiments are presented which indicate that the background stratospheric H(2)SO(4)/H(2)O aerosols provide an essential link in this mechanism: These liquid aerosols absorb significant amounts of HNO(3) vapor, leading most likely to the crystallization of nitric acid trihydrate (NAT). The frozen particles then grow to form PSCs by condensation of additional amounts of HNO(3) and H(2)O vapor. Furthermore, reaction probability measurements reveal that the chlorine radical precursors are formed readily at polar stratospheric temperatures not just on NAT and ice crystals, but also on liquid H(2)SO(4) solutions and on solid H(2)SO(4) hydrates. These results imply that the chlorine activation efficiency of the aerosol particles increases rapidly as the temperature approaches the ice frost point regardless of the phase or composition of the particles.     

三种不同生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸吸附特性的研究

以植物类生物质原料(玉米秸秆和毛杨树叶)、城市污泥两类原材料在400℃条件下制备生物质炭(秸秆、毛杨树叶以及城市污泥三种生物质炭分别表示为J400、Y400和W400),使用酸洗法去除生物质炭表面灰分优化生物质炭,采用批量吸附实验的方法分析三种生物质炭对2,4-二氯苯氧乙酸(简称2,4-D)的吸附特性,并结合元素分析及显微红外等分析方法,探讨生物质原料对生物质炭吸附2,4-D吸附特性的影响。结果表明:三种生物质炭的元素含量、O/C、H/C和(H+O)/C存在差异,大小顺序均为W400Y400J400,表明秸秆生物质炭具有更强的疏水性和更低的极性,有利于提高生物质炭对有机物的吸附能力。吸附试验显示秸秆生物质炭、杨树生物质炭、污泥生物质炭对2,4-D的吸附特性及吸附能力不同,吸附量大小依次为2.732、2.650、2.633 mg·g(-2)。三种生物质炭的红外光谱结果相似,但在O-H、饱和C-H和不饱和C-H面外振动等处存在差异;污泥生物质炭在吸附2,4-D后多处位点的吸收峰发生变化,而杨树和秸秆生物质炭发生变化的位点较少;污泥生物质炭与其他两种生物质炭对2,4-D的吸附机制差异较大。