日光/氯氧化体系降解阿特拉津的效能及机理研究

以日光/氯作为研究体系，考察了其对典型除草剂阿特拉津(ATZ)的降解效能。研究了初始氧化剂NaClO浓度、pH、阴离子浓度(CO₃^2-/HCO₃^-和Cl^-)、天然有机物(NOM)对ATZ降解的影响。结果表明，在酸性条件下ATZ的降解受到促进作用，这是由于体系中产生的活性成分(O₃、HO·、RCS)会加快体系反应的进行；而在碱性条件下ATZ的降解受到明显抑制作用，阴离子和天然有机物的存在均会抑制ATZ的去除，这主要是由于其与ATZ竞争自由基反应造成的。测定了8种氧化产物，推测ATZ的降解路径主要是通过电子转移反应、夺氢反应和加成反应这3种途径降解。急性毒性实验表明ATZ在降解过程中毒性减小。     

亚铁活化过氧乙酸降解水中磺胺甲恶唑：投药策略和反应机理

为解决传统工艺难以有效降解水中抗生素类污染物的问题，采用亚铁离子(Fe²⁺)活化过氧乙酸(PAA)氧化降解水中典型抗生素类物质磺胺甲恶唑(SMX)。考察了PAA和Fe²⁺投加量、药剂不同投加策略对PAA活化和SMX降解的影响，并鉴定了参与反应系统的活性物种。结果发现，PAA和Fe²⁺浓度的适当增加，能提高SMX降解效率，但过量添加会抑制降解；从一次投加改为分次投加(投加相同的总量，但在特定的时间间隔内投加)和连续投加(投加相同的总量，但在反应时间内连续投加)时，SMX的降解效率显著提高；监测体系中Fe²⁺和PAA的浓度发现，分次与连续投加方式均改善了PAA的活化效果。自由基捕获实验结果表明，羟基自由基(HO·)、有机自由基和Fe^IVO²⁺均可能参与了SMX的降解；连续投加PAA策略下，HO·对SMX降解的贡献要大于一次投加和连续投加Fe²⁺策略。     

Mg-Al层状双金属氧化物催化臭氧降解阿特拉津的性能研究

采用水热沉淀-煅烧法在煅烧温度为400℃和Mg与Al物质的量比为3时制得Mg₃Al-400复合材料，通过SEM、FT-IR和XPS等分析Mg₃Al-400复合材料的形貌结构和理化组成，考察运行参数对其催化臭氧降解阿特拉津(ATZ)的影响。结果表明：Mg₃Al-400具有优异的催化臭氧降解ATZ性能，当其投加量为350 mg/L,ATZ质量浓度为5 mg/L，溶液初始pH值为6时，反应3 min后ATZ的去除率高达99%。此外，Mg₃Al-400在5次循环后仍具有较好的稳定性。自由基抑制试验表明·O₂^-和·OH对ATZ的降解起到关键作用。对降解过程和反应机理分析可知，表面Mg—OH是其发挥催化作用的活性位点。     

紫外/过—硫酸盐工艺对水中除草剂Isoproturon的降解特性

探究了典型苯脲类除草剂异丙隆(Isoproturon,ISO)在紫外/过一硫酸盐(Ultraviolet/Peroxymonosulfate,UV/PMS)组合工艺下的降解特性。系统研究了在不同PMS浓度、UV强度、pH及不同常见水体背景离子(Cl^-、HCO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-)浓度下对该过程中ISO降解效果的影响并探讨了相关内在作用机制。结果表明,ISO的去除效率为：UV/PMS>>UV>PMS。PMS是一种不对称的氧化剂,可被UV激活产生强氧化性自由基(SO₄^·-和HO^·)从而可显著提高ISO的去除速率至80.09%,其降解符合拟一级动力学模型。PMS投加量和pH(5～9)的增加,大大加快了ISO的去除。背景离子实验表明,SO₄^2-对UV/PMS中的ISO降解无显著影响,而Cl^-     

UV-LED/NaClO工艺降解水中邻苯基苯酚的活性组分贡献和影响因素

采用紫外发光二极管协同次氯酸钠(UV-LED/NaClO)工艺对水中邻苯基苯酚(OPP)去除进行研究,以硝基苯(NB)、苯甲酸(BA)和二甲氧基苯(DMOB)为探针物质,采用竞争动力学确定了UV-LED/NaClO工艺中HO·、Cl·和ClO·的稳态浓度及其与OPP的二级反应速率常数,研究OPP降解过程中不同组分的贡献,考察NaClO投加量和pH对OPP去除及不同组分贡献的影响。结果表明：UV-LED/NaClO可以有效降解OPP,其降解拟一级动力学常数为0.275 2 min^-1(拟合优度R²=0.993 4)。当NaClO投加量为3 mg·L^-1时,HO·、Cl·和ClO·稳态浓度分别为1.22×10^-13、1.08×10^-14和1.38×10^-12 mol·L^-1,其与OPP的二级反应速率常数分别为1.86×10⁹、1.33×10¹¹和2.18×10⁸ L·mol...     

纳米零价铁/过硫酸盐去除2,4-二氯酚的动力学研究

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始2,4-DCP浓度)PS,2,4-DCP浓度变化数据拟合动力学模型并确定速率常数,通过对速率常数的敏感性分析得到：2,4-DCP降解的整体反应动力学是由前体表面复合物内部发生电子转移反应形成硫酸根自由基SO₄^·-以及2,4-DCP被羟基自由基OH^·降解这两个过程来控制的。     

6种二氯酚电催化还原脱氯:表观动力学过程比较

采用自制的钯/聚吡咯(十二烷基苯磺酸钠)/钛(Pd/PPy(SDBS)/Ti)电极对二氯酚(DCP)的6种同分异构体进行了电化学还原脱氯研究。探讨了脱氯电流、溶液初始pH和污染物初始浓度对2,5-DCP脱氯过程的影响。在脱氯电流5 mA、溶液初始pH 2.5、温度25℃、污染物初始浓度100 mg·L^-1的条件下对2,3-DCP、2,4-DCP、2,5-DCP、2,6-DCP、3,4-DCP和3,5-DCP的脱氯过程进行了比较。6种DCP的脱氯产物均以苯酚为主,有少量的单氯酚产生,脱氯反应速率常数依次为4.735×10^-2、4.609×10^-2、4.845×10^-2、4.317×10^-2、3.973×10^-2、3.770×10^-2 min^-1。推测DCP的降解速率受pK_a、质子化效应和溶液pH等因素的影响,降解难度由小到大依次为2,4-DCP< 2,3-DCP< 2,5-DCP< 2,6-DCP< 3,4-DCP< 3,5-DCP。     

新型Cl~-活化过一硫酸盐法降解磺胺甲恶唑研究

研究了Cl~-对过一硫酸氢盐(KHSO_5·0.5KHSO_4·0.5K_2SO_4,PMS)的活化效能,并在PMS-Cl~-体系中降解磺胺甲恶唑(SMX)。结果表明,PMS的浓度为2.5 mmol/L,SMX的初始浓度为50 nmol/L,Cl~-的浓度为100 mmol/L和pH=7的条件下,60 min内SMX降解率可达到100%。SMX降解速率随着PMS含量、初始pH增加而加快。腐殖酸对PMS/Cl~-体系氧化降解SMX没有明显影响;低浓度Cl~-(50 mmol/L)对降解SMX有抑制作用,而高浓度Cl~-( 50mmol/L)对降解SMX有促进作用。PMS-Cl~-体系Cl~-与PMS反应生成非自由基型活性物种HOCl,对SMX降解过程有一定的矿化作用,并可以有效降低SMX的抗菌活性(大肠杆菌为受试菌种)。     

紫外/亚硫酸钠体系对2,4,6-三溴酚的脱溴效果及机理

研究了紫外/亚硫酸钠（UV/SO₃^2-）体系对2,4,6-三溴酚（2,4,6-TBP）的脱溴效果及影响因素,分析了还原体系2,4,6-TBP的脱溴过程、降解机理及降解路径。结果表明：UV/SO₃^2-还原体系对2,4,6-TBP的降解效果明显高于单独UV体系;亚硫酸钠浓度、pH与反应温度均对还原体系目标污染物的降解影响显著。随着亚硫酸钠浓度升高、pH上升及反应温度提高,UV/SO₃^2-体系2,4,6-TBP的降解效果逐渐增加。准一级动力学方程可描述不同亚硫酸钠浓度与反应温度时还原体系对目标污染物的降解过程。水合电子捕获剂的添加可有效抑制2,4,6-TBP的脱溴反应;UV/SO₃^2-体系污染物还原降解速率与溴离子产生率均高于单独UV体系。还原体系中2,4,6-TBP在水合电子作用下逐级脱溴降解为低毒性物质。     

UV/Fenton-Fe~0降解水中阿特拉津动力学及影响因素

研究采用Fe~0非均相UV/Fenton技术去除水中阿特拉津(ATZ)。结果表明,UV/Fenton-Fe~0技术能够实现水中ATZ的快速去除,当p H为3.0,H_2O_2、Fe~0的质量浓度分别为17、25 mg/L时反应速率最快,5 min后ATZ去除率可达97.5%,反应符合准1级降解动力学。初始ATZ含量升高,反应速率降低,ATZ的绝对去除量增加。UV/Fenton-Fe~0体系拓宽了p H适用范围,在初始p H为3.0~7.0时,反应7 min后ATZ去除率均达到95%以上。水中少量天然有机物(TOC的质量浓度5~10 mg/L)对ATZ降解有明显促进,ATZ降解速率较纯水基质中提高7倍以上。水中Cl-和SO42-的存在对UV/Fenton-Fe~0过程也有明显促进,而NO3-则表现为抑制;自由基抑制实验证实了降解过程符合·OH氧化机理。     

共存物质对UV/PS降解莠灭净的影响及降解路径

采用紫外（UV）激活过硫酸盐（PS）生成活性极强的自由基（·SO₄^-、·OH）降解莠灭净（AMT）,考察了UV/PS工艺对AMT降解效果及反应动力学模型。研究了水中不同浓度的无机阴离子（Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-）、天然有机质（腐植酸）对反应效果及速率的影响,比较了超纯水、自来水和锡东水厂不同工艺出水作为不同水质背景时AMT的去除效率,并推测了UV/PS降解AMT的降解产物及可能的降解路径。结果表明：UV/PS对AMT的降解符合准一级反应动力学模型（R²≥0.94）。水中Cl^-浓度为5mmol/L时,会抑制AMT的降解,而其他浓度的Cl^-对反应的影响并不明显;随着HCO₃^-浓度的增加,准一级反应速率常数k_obs逐渐减小;NO₃^-会加快AMT的去除,当其浓度为200mmol/L时对AMT降解的促进作用变弱;随着腐植酸质量浓度的增加,k_obs逐渐减小。AMT在超纯水中的降解率高于其他实际水体中的降解率。UV/PS系统降解AMT过程中主要的降解产物可能是2-甲硫基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和2-羟基-4-乙氨基-6-异丙氨基-1,3,5-三嗪。     

LaCoO3钙钛矿活化过一硫酸盐降解萘普生

在催化活化过一硫酸盐(PMS)降解水中污染物的反应中,通过添加钴基钙钛矿提高反应效率。利用溶胶凝胶法制备了LaCoO₃钙钛矿,通过实验评估LaCoO₃/PMS体系对非甾体抗炎药萘普生（NAP）的降解效果。分析了LaCoO₃投加量、PMS投加量、反应初始pH、Cl^-浓度和腐殖酸（HA）对NAP去除率的影响以及该体系的矿化能力。结果表明NAP降解的反应速率随LaCoO₃和PMS投加量增加而增大;反应初始pH在5.0时NAP降解效果最好;溶液中存在Cl^-对降解有促进效果,且Cl^-浓度越大促进效果越明显;腐殖酸（HA）对反应有一定程度的抑制效果;LaCoO₃在重复利用5次时仍有较好的稳定性。此外,自由基淬灭实验结果表明在LaCoO₃/PMS体系中SO₄^·-为主要活性物质。     

不同UV光氧化工艺的阿特拉津降解动力学研究

UV光照条件下,研究了反应条件对农药阿特拉津(ATZ)光氧化降解的影响规律与作用机理。结果表明,ATZ在不同UV光氧化工艺中的降解反应均符合准1级反应动力学,溶液pH对降解速率均存在较大影响。单独UV工艺中,ATZ在不同溶液pH下的降解速率、产物生成及形态差异,导致ATZ水溶液的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱存在一定差别。UV/H_2O_2工艺中,ATZ的降解速率随H_2O_2加入量的增加呈现先增大后降低的变化趋势,ATZ溶液在pH分别为7.0和10.0时的UV-Vis吸收光谱的变化趋势与幅度相似,但与pH为4.0时的差别较大。UV/Ti O_2工艺中,ATZ的降解速率随Ti O_2加入量的增加而降低;H_2O_2和Ti O_2同时加入到反应体系时,ATZ降解速率均低于二者单独加入时的降解速率。     

声化学微反应器降解亚甲基蓝废水试验研究

为提高Fe²⁺活化过硫酸钠（SPS）降解亚甲基蓝（MB）的效率，设计了一种声化学微反应器。首先研究了静置系统、磁力搅拌系统、毛细管微反应器系统和声化学微反应器系统中MB和硫酸亚铁（FeSO₄）混合液pH值、FeSO₄浓度、SPS浓度对MB降解率的影响。其次，在声化学微反应器系统和毛细管微反应器系统中研究了流道结构和流速对MB降解率的影响。结果表明：在不同的MB和FeSO₄混合液pH值、FeSO₄浓度下，声化学微反应器系统中MB降解率均高于其他反应系统。随着SPS浓度的增加，MB降解率呈上升趋势，但在声化学微反应器系统中增加SPS浓度会影响MB降解。相比于直线形、三角波形和半圆波形流道结构，MB在矩形波形流道结构中降解效率更高。溶液在管道内停留时间相同时，增加流速更有利于氧化降解反应的进行。实验表明：当MB浓度为0.2 mmol·L^-1，MB和FeSO₄混合液pH值为3、FeSO₄浓度为1.4 mmol·L^-1、SPS浓度为1.8 mmol·L^-1，流道结构为矩形波形，流速为13.16 cm·s^-1时，声化学微反应系统中MB降解率达到85.45%。     

毛细管微反应器降解亚甲基蓝废水试验研究

为提高Fe²⁺活化过硫酸钠(SPS)降解亚甲基蓝(MB)效率,设计了一种毛细管微反应器。以磁力搅拌和静置反应系统作为对比,研究了在毛细管微反应器中MB与硫酸亚铁(FeSO₄)混合液pH值、FeSO₄浓度、SPS浓度、进料流量以及毛细管长度对MB降解率的影响。结果表明:随着MB与FeSO₄混合液的pH值的增大,MB降解率先升高后降低;随着FeSO₄浓度的增加,MB降解率先升高后降低;当SPS浓度从0.2 mmol·L^-1增加到1.8 mmol·L^-1时,MB降解率显著升高,继续增加SPS浓度,MB降解率缓慢上升。随着进料流量和水浴温度的增加,MB降解率升高;随着毛细管长度的增加和进料流量的减小,MB降解率升高。在相同反应条件下,毛细管微反应器氧化降解性能优于磁力搅拌和静置反应系统。当MB浓度为0.2 mmol·L^-1,MB与FeSO₄混合液pH值为3、FeSO₄浓度为1.4 mmol·L^-1、SPS浓度为1.8 mmol·L^-1、进料流量为1 mL·min^-1、毛细管长度为6.32 m时MB降解率可达85.92%。     

K-g-C3N4复合材料光催化降解水中阿特拉津

采用热缩聚法制备了一系列不同KI掺杂比的氮化碳复合材料(K-g-C_3N_4),对其形貌结构、光学特性进行了表征。并利用制备的K-g-C_3N_4光催化降解水体中的阿特拉津(ATZ),对其光催化机理进行了探讨。结果表明,K掺杂可以增大其比表面积,拓宽光响应范围。在ATZ的质量浓度1.0 mg/L、K-g-C_3N_4(0.2)投加量0.1 g/L、反应温度20℃、pH为7时,30 min内ATZ的降解率高达91.1%,降解速率是g-C_3N_4的15.08倍。O_2~(-·)和HO~·都是K-g-C_3N_4反应体系中的活性基团,其中O_2~(-·)是主要的活性基团。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

臭氧/过一硫酸盐在磷酸盐缓冲液中降解阿特拉津实验研究

在磷酸盐缓冲液中考察不同条件下臭氧/过一硫酸盐(O_3/PMS)降解阿特拉津(ATZ)的效果并对其降解机理进行探讨。结果表明,在p H为8的磷酸盐缓冲液中,反应体系温度为20℃,PMS、O_3的浓度分别为10、20μmol/L时,O_3/PMS体系5 min即可将2.5μmol/L的ATZ全部降解完毕。O_3/PMS降解ATZ过程中,磷酸盐是一种优质的缓冲剂,对PMS有激发作用,且表现为酸性条件下激发效果优于碱性条件。无论在酸性还是碱性条件下,O_3/PMS降解ATZ过程中都以自由基氧化降解为主,O_3直接氧化降解比例为6%~7%,酸性条件下以SO_4~(·-)氧化降解占主导地位,中性条件下以HO~·和SO_4~(·-)共同氧化降解且以HO·氧化降解为主,碱性条件下以HO~·和SO_4~(·-)共同氧化降解,且HO·和SO_4~(·-)氧化降解比例接近1:1。     

二价铁活化过碳酸钠对磺胺甲唑的去除

近年来,地下水中抗生素等新兴污染物的存在及可能引起的环境健康风险受到日益广泛的关注。作为一种新型氧化剂,过碳酸钠（SPC）对环境友好,不会产生二次污染,具有地下水修复的应用前景。然而,目前尚无SPC对水中抗生素去除效果的研究报道。因此,本文开展了二价铁活化过碳酸钠体系对水中典型抗生素磺胺甲唑（SMX）的去除研究,考察了pH、常见的无机离子和天然有机物对SMX去除的影响。结果表明,随着二价铁和过碳酸钠投加量的增加,SMX的降解效果从45.2%显著提高到91.9%。溶液初始pH对反应的影响不显著,当pH在3~9的范围内,降解效果影响较小,但当pH>10时,反应不再进行。HCO₃^-对反应会产生显著的抑制,当HCO₃^-的浓度为0.6mmol/L时,去除效果即由98.9%下降至38.6%;高浓度的Cl^-对反应略有抑制,当Cl^-浓度达到60mmol/L时,SMX的去除率由98.9%下降到95%;除此以外,包括SO₄^2-、NO₃^-、Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺等地表水中常见的离子均对反应无明显影响。腐植酸对该反应体系的影响也较小,只有当腐植酸浓度达到50mg/L后,才会对反应过程产生一定的抑制。