VUV/UV/NaClO及UV/NaClO去除百里香酚:降解机制及水质影响因素

采用VUV/UV/NaClO及UV/NaClO工艺去除百里香酚(Tml),对比考察pH、CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)和腐殖酸(HA)等因素对Tml去除的影响,鉴定识别Tml的降解产物并推测了降解途径,探究VUV/UV/NaClO工艺中反应溶液的急性毒性变化,通过反应溶液组分毒性鉴定评估结合ECOSAR软件模拟识别了毒性较大的产物。结果表明,UV/NaClO和VUV/UV/NaClO工艺中Tml的去除拟一级反应动力学常数kobs均随着pH的增大先减少后增加,且均在pH为7时达到最小,分别为0.183 6 min-1和0.554 7 min-1;CO_(3)^(2-)的存在有利于Tml的去除,在VUV/UV/NaClO工艺中,低浓度NO_(3)^(-)对Tml的去除有轻微抑制作用,高浓度则反之;而在UV/NaClO工艺中,NO_(3)^(-)的存在有利于Tml的去除;HA对Tml的去除有抑制作用。相同条件下不同水质因素对VUV/UV/NaClO工艺的促进或抑制更为显著,约为UV/NaClO工艺的1.05~3.57倍。VUV/UV/NaClO工艺中Tml主要发生了自由基的取代、加成和氧化分解反应,生成了氯代、醌和醛类中间产物。VUV/UV/NaClO处理后的溶液毒性呈先上升后下降再上升的趋势,生成的丙酸乙烯基酯和戊醛类等小分子有机物导致了反应后期反应溶液急性毒性增加。

UV/PAA工艺对水中4,4′-二氨基联苯的降解

4,4′-二氨基联苯(4,4′-diaminobiphenyl,DABP)是一类具有高致癌性的有机污染物,常在水中被检出。紫外(UV)协同过氧乙酸(PAA)工艺,由于在处理过程中不会产生有毒副产物等优势而受到很高的关注。研究采用PAA、UV和UV/PAA工艺降解水中的DABP,对比考察了PAA投加量、pH和腐植酸(HA)等因素对UV/PAA工艺去除DABP的影响,通过竞争动力学的方法计算了DABP与·OH的二级反应速率常数及反应体系中不同组分的贡献。结果表明,UV/PAA工艺可以有效去除DABP,拟一级反应速率常数(kobs)为0.21590 min^(-1)。kobs随PAA投加量的增加而增大;酸性条件有利于DABP的去除;HA对DABP的去除有抑制作用;低浓度HCO-3对DABP去除具有抑制作用,但抑制作用随着浓度的增加而减弱;NO-3可以促进DABP的去除。DABP与·OH的二级反应速率常数为1.763×10^(9) L/(s·mol),其中·OH的稳态物质的量浓度在UV/PAA工艺中为0.5557×10^(-12) mol/L。在中性条件下,单独UV、·OH和有机自由基(R-C·)对DABP降解的相对贡献分别为30.08%、27.23%和42.69%。UV/PAA工艺可以有效地去除水中DABP。

UV-LED/NaClO方法降解邻苯基苯酚过程中水质对自由基去除贡献的影响及产物毒性效应分析

为去除水中的邻苯基苯酚(OPP),以UV-LED/NaClO方法为降解手段,考察了CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)、腐殖酸(HA)对OPP去除的影响,探究了HO·、UV-LED、NaClO和含氯自由基(Cl·、ClO·)等对去除贡献的影响,结合降解产物提出可能的OPP降解途径,采用毒性鉴定评估方法,筛选出毒性效应增强产物。结果表明:在pH=7.0±0.2、OPP初始浓度为3μmol·L^(-1)、NaClO=40.3 nmol·L^(-1)条件下,不同组分的去除贡献大小顺序为Cl·>NaClO>UV-LED>其他组分(CO_(3)^(-)·、Cl_(2)^(-)·、O^(-)·等)>HO·>ClO·,Cl·对OPP去除贡献最大为31.13%;当CO_(3)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度由0增至1.0 mmol·L^(-1)时,拟一级反应速率常数(k_(obs))逐渐增大,Cl·的相对贡献分别降低30.05%和23.60%,其他组分的相对贡献分别增加72.10%和5.889%;HO·和ClO·的相对贡献随CO_(3)^(2-)投加量的增加,分别降低4.4%和5.4%,随NO_(3)^(-)投加量的增加,相对贡献分别增加16.9%和9.00%;随着HA质量浓度增加,OPP去除的抑制作用增强,不同组分的相对贡献率均不断降低,Cl·抑制效果最为明显,相对贡献率由31.3%降至25.4%;降解产物急性毒性和遗传毒性均呈现先上升后下降的趋势,并于3 min时达到最毒。由此可知:UV-LED/NaClO方法可以有效去除OPP,CO_(3)^(2-)和NO_(3)^(-)可促进OPP去除,而HA会抑制OPP去除;降解产物多数大于母体污染物,但延长反应时间可降解有毒物质;具有毒性效应增强的产物可能为P7(C_(12)H_(8)O_(2))和P12(C_(12)H_(8)O_(3))2种醛类产物。本研究结果可为进一步探究UV-LED/NaClO方法降解水环境中微污染物提供参考。