活性炭催化臭氧化降解亚甲基蓝实验

研究了活性炭催化臭氧化降解模拟染料废水亚甲基蓝溶液,考察了臭氧化空气流量、pH值、废水初始质量浓度和活性炭用量等因素对处理效果的影响。结果表明：该法可有效去除有机物,废水在低质量浓度、碱性条件下对反应有利;在亚甲基蓝初始质量浓度100mg·L^-1,pH9.5,活性炭9g·L^-1,反应90min条件下,色度去除率达到了95.6%,化学需氧量（COD）去除率达到了64.8%;活性炭催化臭氧化废水以间接氧化为主,活性炭可促进臭氧化过程产生·OH自由基并提高其利用率,相对于单独臭氧化过程,废水COD去除率可显著提高。     

超声活化过硫酸盐氧化降解水溶液中的全氟辛烷磺酸盐

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建了超声活化过硫酸盐氧化体系。考察了体系中超声频率、过硫酸盐浓度、溶液初始pH值和空化气体等因素对PFOS降解速率的影响,并对PFOS降解过程产生的自由基及其降解中间产物进行了捕捉和鉴定。结果表明:在30℃、pH值7.0、过硫酸盐浓度0.93 mmol·L~(-1)、超声频率400 kHz、功率100 W和超声密度2.67 W·cm-2条件下,18.58μmol·L~(-1)的PFOS经过8 h反应,降解率达到99.5%。超声活化过硫酸盐体系表现出显著的协同效应,PFOS降解速率比单独超声和单独过硫酸盐体系降解速率之和提高4.77倍,其表观准一级反应动力学常数在实验范围内随超声频率增加而增大,随过硫酸盐浓度增加先增后减,随溶液初始pH值增加而减小,四种空化气体中以氩气的降解效果为最佳;电子自旋捕捉试验表明,硫酸根自由基和羟基自由基参与了PFOS的降解。根据超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析得到的七种降解产物,给出了PFOS在该体系中可能的降解途径。     

羟基自由基氧化对牛血清白蛋白结构及水合特性的影响

【目的】研究羟基自由基(·OH)氧化对蛋白结构及其水合特性的影响,探讨氧化介导的关于蛋白质和水分相互作用的变化情况。【方法】将牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)溶解在含15 mmol·L~(-1)的PIPES缓冲溶液中(pH 6.0),并在不同浓度H_2O_2(0、0.5、1.0、5.0、10.0和20.0 mmol·L~(-1))的铁-抗坏血酸-过氧化氢(FeCl_3-Vc-H_2O_2)羟基自由基氧化体系孵育12 h,采用氨基酸自动分析仪分析BSA不同程度氧化的氨基酸含量变化;通过测定羰基含量、巯基含量分析蛋白的氧化程度;通过测定BSA表面疏水性、离子键、氢键,考察BSA氧化不同程度后水合能力的变化情况;通过测定Zeta电位值来分析蛋白氧化后表面电荷的变化;采用傅里叶红外光谱法分析蛋白二级结构的变化。【结果】随着羟基自由基氧化体系中H_2O_2浓度的增加,氨基酸含量呈下降趋势,但不同种类氨基酸对·OH氧化敏感性不同,在1 mmol·L~(-1) H_2O_2处理浓度下,苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)含量显著降低,较对照组(未经H_2O_2处理组)分别下降了4.30%、4.22%;当H_2O_2浓度升高到20 mmol·L~(-1)时,较对照组蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)、组氨酸(His)这3类氨基酸的含量下降程度最大,分别为35.32%、19.19%、11.15%,其次为异亮氨酸(Ile)、甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys)。随H_2O_2浓度的增加,BSA的羰基含量显著增加(P0.05),20 mmol·L~(-1) H_2O_2处理组比对照组羰基含量升高了57.52%;巯基含量显著降低(P0.05),20 mmol·L~(-1) H_2O_2处理组比对照组巯基含量降低了74.04%,蛋白氧化程度显著加剧;BSA经氧化处理后,蛋白二级结构发生变化,α-螺旋、无规卷曲含量显著降低(P0.05),β-折叠、β-转角含量显著增加(P0.05),多肽链中α-螺旋结构伸展变成线性结构,蛋白表面疏水性随着氧化程度的加剧而显著增加(P0.05),蛋白持水力降低;同时氧化作用降低了蛋白表面的净电荷数,Zeta电位的绝对值随着羟基自由基氧化体系中H_2O_2浓度的增加而显著降低(P0.05),离子键和氢键作用力显著减弱,降低了蛋白-水分子相互作用力,蛋白持水力降低。【结论】BSA在羟基自由基氧化体系中,存在显著的浓度效应,随着氧化程度加剧,蛋白表面的净电荷显著降低,离子键和氢键作用力显著减弱,蛋白二级结构发生了变化,蛋白-水分子相互作用力降低。     

超声波处理对玉米黄质的降解机制研究

针对低温超声波辅助提取中玉米黄质的降解现象,通过对玉米黄质样品光谱图、浓度、自由基等测定,解析超声波降解玉米黄质的机制。结果表明,超声波处理后,玉米黄质发生降解。并且随功率和时间的增加,玉米黄质的光谱图改变、453 nm最大吸收值降低,浓度下降。通过分析同等条件下超声波处理对苯二甲酸之后所产生的邻羟基对苯二甲酸的量,发现超声波处理过程中羟自由基与玉米黄质的降解呈相关性,揭示了超声波通过产生自由基降解玉米黄质的规律和机制。     

直链烷基苯磺酸钠超声降解的正交优化及反应机理

[目的]采用正交设计优化直链烷基苯磺酸钠（LAS）的超声降解条件,并探讨了其反应机理。[方法]考察了超声频率、超声功率、变幅杆直径和溶液初始pH值对LAS降解效果的影响。对原样及超声降解后的样品进行红外光谱分析和化学分析。[结果]正交设计试验表明,超声降解LAS为一级动力学反应;影响LAS降解的各因素显著性次序为：超声功率〉溶液初始pH值〉变幅杆直径〉超声频率。其中,低频范围内LAS降解率随频率的增加而逐渐降低,在低频条件下超声降解效果最好;大功率超声有利于LAS降解;变幅杆直径对LAS降解率的影响显著。变幅杆直径越大,降解率越高;溶液初始pH值增加,LAS降解率降低,酸性条件有利于LAS降解。红外光谱分析和化学分析结果表明,LAS的超声降解主要得益于空化泡气液界面上和本体溶液内部与空化效应产生的强氧化剂H2O2及具有高度化学活性的.OH进行自由基氧化反应。[结论]该研究得到了LAS超声降解的机理,得出一些有益的结论,为进一步研究工作奠定了基础。     

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素（环丙沙星和诺氟沙星）的静态吸附试验，考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明，蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程，吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg·mg-1·h-1环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freundlich方程，且lgKf值较大，具有较强的吸附能力.当溶液pH值小于环丙沙星和诺氟沙星的pKa2值时，具有较高吸附量；大于pKa2值时，吸附量急剧下降.环丙沙星和诺氟沙星阳离子以及兼性离子均可被蒙脱石吸附，在高pH值条件下，阴离子与蒙脱石表面络合可能是蒙脱石吸附去除环丙沙星和诺氟沙星的主要作用机制.Ca2+对吸附有重要影响，其浓度越高，环丙沙星和诺氟沙星的吸附量越低.     

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.     

金荞麦总黄酮提取物抗氧化作用研究

该研究采用邻苯三酚自氧化法和水杨酸分光光度法,测定了金荞麦70%醇提物清除超氧阴离子自由基(O_2~-)以及羟基自由基(·OH)的效果。结果表明:金荞麦总黄酮提取物能显著地清除超氧阴离子和羟基自由基,且随提取物浓度的升高其抗氧化性作用逐渐增强~([1])。     

超声波降解苯酚废水的研究

对毒性较强的苯酚化合物进行超声降解,研究溶液pH值、超声功率、反应时间等对降解率的影响。并通过试验,对H2O2单一处理效果和超声强化H2O4降解效果进行了比较。结果表明,在处理液pH值为1,温度为30℃,超声处理功率为180 W,H2O2投入浓度为300 mg/L时,超声波和H2O2联合作用90 min,对苯酚的降解率可达到83.8%。     

超声波降解酸性红B有机废水试验研究

以酸性红B模拟有机废水,进行超声波降解试验。试验结果表明,溶液体系pH值、超声波处理时间及处理功率对酸性红B的降解效果均有影响。通过试验证明,将H2O2-Fe2+、H2O2-Cu2+按一定配比加入到反应溶液中明显提高了超声波处理酸性红B的降解率。在溶液pH值为1.0、温度t=30℃、超声处理功率为200 W及H2O2-Fe2+、H2O2-Cu2+分别按1∶10配比加入到反应液中,超声反应30 min后,降解率在95%以上。     

黄铁矿光降解泰乐菌素及干扰因素影响机制

为探讨不同环境条件对黄铁矿（FeS₂）光催化降解抗生素的影响，推进FeS₂光催化的实际应用，实验研究了pH值、水中NO₃^-和H₂PO₄^-对FeS₂光降解泰乐菌素（Tylosin，TYL）的影响机制，考察了FeS₂重复利用的光催化效果并深入分析了FeS₂光降解过程中的自由基贡献。结果表明：天然FeS₂能够在1 h内快速光降解TYL（降解率为97%）。FeS₂光催化过程中产生·OH、·O₂^-及h⁺，对TYL的光降解起主要作用的是·OH和·O₂^-。FeS₂使水溶液pH维持在酸性条件，导致初始溶液pH对FeS₂光降解TYL影响较小。水环境中NO₃^-可以吸收光能产生·OH，促进TYL的光降解。不同浓度H₂PO_-4对溶液pH的影响及Fe³⁺水解胶体的絮凝作用导致不同浓度H₂PO₄^-对FeS₂光降解TYL产生不同影响。FeS₂重复利用4次后，仍能够保持80%的光降解效率。研究表明，利用FeS₂去除抗生素具有实际应用价值，FeS₂的光催化效果与污水的pH值、NO₃^-和H₂PO₄^-浓度密切相关。     

水溶液性质对泰乐菌素光降解的影响

自然水体中的泰乐菌素的光降解通常受水溶液性质影响,以紫外灯作为光源,考察了水中泰乐菌素(TYL)的光降解特性及影响因素。结果表明,初始浓度为10 mg·L-1的TYL水溶液的6 h后光降解效率在50%左右。碱性条件有助于TYL的光解,酸性和中性条件下TYL的光解情况相似;溶液的初始浓度、NO-3浓度和腐植酸浓度的增大均可抑制TYL的光解。直接光降解可能是水体中泰乐菌素光降解的主要途径。     

纳米铁氧化物催化类Fenton反应降解抗生素磺胺

采用纳米铁矿物(赤铁矿α-Fe₂O₃、磁赤铁矿γ-Fe₂O₃、磁铁矿Fe₃O₄、水铁矿Fe₅HO₈·4H₂O)为催化剂与H₂O₂构成类Fenton反应,进行抗生素磺胺的氧化降解研究,并考察磺胺初始浓度、铁氧化物投加量、H₂O₂浓度、溶液pH等对磺胺氧化降解过程的影响。结果表明,磺胺初始浓度2 mg·L^-1、赤铁矿投加量1 g·L^-1、H₂O₂浓度30 mL·L^-1、溶液pH 3.6和温度25 ℃条件下,反应72 h后磺胺的降解率为99.27%。利用LC-MS进行产物分析,表明铁氧化物催化类Fenton反应降解磺胺主要是催化氧化反应,磺胺分子结构中的对位氨基被氧化成硝基。     

Screening and degradation characteristics of a tylosin-degrading strain

Antibiotics residues have been accumulating in the environment day by day due to overuse of antibiotics. Recalcitrant antibiotic residues, such as tylosin(TYL), can cause serious environmental problems, which makes it important to eliminate TYL from the environment. It is important to eliminate TYL from the environment. In this study, a strain was isolated and purified from fermentation by-product that came from a TYL production factory. The TYL degrading strain was identified by its morphology, physiological and biochemical reactions and sequencing the PCR-amplified fragments of its 16 S r DNAcoding genes. The temperature, shaking speed, initial TYL concentration, p H and inoculum sizes were investigated under simulated conditions by using single factor tests. The results showed that TYL2, a high efficient strain was isolated and was identified as Brevibacillus borstelensis. The degradation rate of TYL by this strain could reach to 75% with an initial concentration of 25 mg L~(–1) within 7 days under conditions of 7% B. borstelensis(v/v, 2×108 CFU m L~(–1)) at p H 7.0 and at 35°C. It is interesting that this strain has a very strong ability to degrade the TYL in natural sewage with the degradation rate of 65% within 7 days. This result could be helpful for the degradation of TYL and provide guidance for the degradation of other antibiotics.     

BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

沼气工程会产生大量的沼液,其养分浓度低、体积巨大,且含有抗生素等污染物,是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素,通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1,在此条件下,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%,平均去除率为91.34%;沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用,其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变,说明其稳定性好、可重复利用。研究表明,BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果,为沼液无害化处理提供了一种可能方案。     

Fenton法对沼液中三种四环素类和三种磺胺类抗生素氧化去除的研究

近年来各类抗生素广泛地用于畜禽养殖,经动物代谢后随粪便和尿液排出体外。代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,通过食物链的传递对人体产生危害。因而沼液中抗生素的去除尤为重要。采用Fenton氧化技术去除沼液中的三种四环素类和三种磺胺类抗生素,通过设置单因素实验考察了pH值、H_2O_2浓度、摩尔比n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))对抗生素去除的影响。结果表明,最佳反应条件为pH=4,H_2O_2浓度为0.4 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10∶1,在此条件下,四环素、土霉素、金霉素去除率分别为91.83%、92.38%、80.52%,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为93.60%、91.97%、91.60%。同时TN、TP、TK的保留率分别为96.0%、97.7%、97.2%。可见,Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除有良好的效果,同时又保证其养分的保留,为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径。     

Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。     

重金属与四环素类抗生素对发光菌的毒性研究

本研究以发光细菌Photobacterium kishitanii为模式生物,通过发光抑制试验研究了5种重金属与四环素类抗生素对发光细菌的急性单一毒性与联合毒性。利用毒性单位法（TU法）表征联合毒性,并采用浓度加和模型（Concentration addtion,CA模型）与独立作用模型（Independent action,IA模型）预测二元混合体系对发光细菌的联合急性毒性。研究表明：单一毒性大小排序为硝酸铅>七水硫酸锌>氯化镉>盐酸土霉素>盐酸金霉素>盐酸强力霉素>盐酸四环素>五水硫酸铜>重铬酸钾。重金属之间的联合毒性主要表现为协同作用,重金属与四环素类抗生素的联合毒性主要表现为相加作用和拮抗作用,四环素类抗生素之间的联合毒性主要表现为拮抗作用。研究表明,重金属与四环素类抗生素共存会对发光细菌产生不同的毒性效应,因此在评价环境复合污染时应考虑联合毒性效应。     

O3/H2O2去除水中硝基苯效果与机理

以硝基苯为目标反应物,对O₃/H₂O₂体系氧化去除水中硝基苯的效果和机理进行了研究,考察了pH值、H₂O₂剂量、自由基抑制剂或促进剂对硝基苯的去除效果的影响.研究发现,在pH≤7时,H₂O₂促进臭氧化去除硝基苯的效果较为明显,当H₂O₂投加量从1.0 mg/L增加到4.0 mg/L时,在氧化5 min内,硝基苯