生物炭降低土壤中2,4,6-TCP有效性能力的评估

2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)作为杀菌剂、除草剂、防腐剂被广泛应用于农业,土壤中2,4,6-TCP污染引起了人们的关注。采用批平衡实验研究了2,4,6-TCP在4种土壤(乌栅土、红壤、黑土、潮土)中的淋溶迁移性,以及在生物炭和土壤中的吸附效果。结果表明,2,4,6-TCP在土壤中淋溶迁移性大小顺序为潮土>乌栅土>黑土>红壤。2,4,6-TCP在4种土壤中吸附等温线采用Freundlich方程拟合最佳,在乌栅土、红壤、黑土和潮土中的吸附常数Kf分别为0.775 9、75.01、100.3和0.904 7。红壤和黑土对2,4,6-TCP有很强的吸附能力,吸附曲线呈较为明显的非线性,可能为表面吸附;而乌栅土和潮土的吸附能力很差,吸附曲线呈较为明显的线性,可能为分配作用。由不同原料(稻杆、果壳、椰壳)制备的生物炭对2,4,6-TCP吸附量有明显的差异,其中椰壳生物炭吸附效果最好。添加椰壳生物炭后,土壤对2,4,6-TCP吸附能力增强,生物炭在土壤-生物炭混合体系吸附2,4,6-TCP中起主导作用,且受土壤类型的影响。并通过模型评估生物炭修复2,4,6-TCP污染土壤的可行性,其中椰壳生物炭修复效率最高,去除土壤中50%的2,4,6-TCP所需椰壳生物炭用量为2 675 kg·hm-2。研究结果为生物炭降低土壤中2,4,6-TCP有效性的评估和修复2,4,6-TCP污染土壤提供了科学依据。

Cd^(2+)与2,4,6-TCP联合胁迫下日本青鳉的逐级行为响应

采用水质安全在线生物预警系统(BEWs)记录行为强度数据,探讨了2种环境污染物Cd2+和2,4,6-TCP联合胁迫下,不同暴露浓度、不同暴露时间日本青鳉的行为响应。在不同浓度比例的农药暴露中,10,5,1和0.1TU的暴露浓度下的平均行为反应时间分别为3.9,7.2,28.2和43.6h。结果表明,在2种污染物的暴露下,日本青鳉的逐级行为响应既受化合物浓度高低的影响,又受暴露时间的影响,但每个浓度的不同配比之间的行为响应时间差异不明显,而且每个浓度2种污染物不同配比暴露下日本青鳉的逐级行为响应基本一致。日本青鳉对Cd2+污染的行为反应具有明显的滞后性,即由于毒性累积作用,Cd2+对日本青鳉产生的环境胁迫小于相同浓度的2,4,6-TCP。

酸性条件下零价铁对ASBR降解2,4,6-TCP的强化效应研究

采用进水pH从中性偏碱(pH=8.0)逐步降低到酸性(pH=6.0)的方式启动ASBR,然后在酸性条件下(pH=6.0)运行,考察ASBR对2,4,6-TCP的降解效果,发现投加零价铁有利于2,4,6-TCP的降解:与单独厌氧微生物体系相比,零价铁/厌氧微生物联合体系在三氯酚负荷为112.1μmol/g、进水pH为6.0及持续运行43 d条件下较完全地将2,4,6-TCP降解为苯酚。零价铁有调节体系pH,并保持产酸微生物与耗酸微生物良好平衡关系的作用。

2,4,6-三氯苯酚降解对污泥急性毒性的影响

利用序批式生物反应器(SBR)处理进水浓度为10 mg/L的2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)废水(实验组),并设置未处理2,4,6-TCP的对照组SBR,研究了2,4,6-TCP降解过程对污泥急性毒性的影响,并分析了2,4,6-TCP吸附与降解对污泥急性毒性的贡献。结果表明:处理2,4,6-TCP的实验组污泥急性毒性显著高于对照组,当实验组SBR处于稳定运行阶段时,其污泥急性毒性平均为29.4%,与对照组的差值平均为5.2%。实验组SBR运行初期和稳定期,吸附至泥相的2,4,6-TCP浓度与污泥急性毒性间无明显的相关性。除吸附至泥相的2,4,6-TCP外,2,4,6-TCP胁迫诱导微生物分泌的有毒次级代谢产物和2,4,6-TCP降解过程产生的中间产物等也是引起污泥急性毒性的原因。

一体式光催化氧化与生物降解反应器处理含苯酚和2,4,6-三氯酚废水

采用一体式光催化氧化与生物降解反应器,在波长为254 nm的紫外辐射条件下进行生物降解苯酚与2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)混合液.分别比较了分步耦合与同步耦合对苯酚降解速率的影响,同时还比较了间歇和连续条件下苯酚与2,4,6-TCP混合液在单独光催化、单独生物降解以及光催化与生物降解共同作用下的降解规律.实验结果表明:采用光/生物联合方法对混合溶液进行降解时,混合溶液中苯酚和2,4,6-TCP的降解速率为最快,相应COD的平均去除率也最高.

臭氧过氧化氢(O_(3)/H_(2)O_(2))降解2,4,6-三氯酚的多因素影响

采用O_(3)/H_(2)O_(2)高级氧化工艺,对2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)进行降解试验。结果表明:O_(3)/H_(2)O_(2)高级氧化工艺能有效降解2,4,6-TCP,去除率与时间的关系符合一级动力学模型;H_(2)O_(2)浓度、2,4,6-TCP初始浓度、pH及阴离子对2,4,6-TCP的降解均有影响;增加H_(2)O_(2)浓度对降解反应整体有利,但随H_(2)O_(2)浓度逐渐增大,其降解速率提高的程度越来越小;2,4,6-TCP初始浓度越低,其降解效果越好;随着pH的增加,降解速率也逐渐增加,且在酸性条件下对降解速率的影响明显比碱性条件影响大;Cl^(-)、SO_(4)^(2-)对降解反应起抑制作用,HCO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)对降解反应起促进作用,促进反应速率常数的程度为:CO_(3)^(2-)>HCO_(3)^(-)>NO_(3)^(-)>无阴离子>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)。

纳米与微米级零价铁降解2,4,6-三氯酚动力学比较

研究了在反应表面积相近条件下,纳米与微米级零价铁(Fe0)降解水相中2,4,6-三氯酚(TCP)的动力学差异.结果表明,纳米与微米级Fe0降解TCP过程均符合准一级反应动力学,表观反应速率常数Kobs分别为0.0165h-1和0.0046h-1,其比值(3.6)接近纳米与微米级Fe0对TCP的初始吸附量比值(2.9).造成2种Fe0降解与吸附效率差异的主要原因在于颗粒表面点位单元活性不同.Fe0对TCP的作用可分为2个阶段:前一阶段非反应点位主导的吸附作用高于反应点位主导的降解作用,后一阶段刚好相反.反应过程中,纳米与微米级Fe0反应组体系pH值从初始的5.7分别升至10.5和8.2,体系pH值处于酸性范围时可提高TCP降解速率.纳米Fe0在反应过程中表面氧化不断增加,其中大部分铁氧化物沉积在颗粒表面,少量以离子态存在于水相中.

臭氧(O_3)氧化降解2,4,6-三氯酚的动力学研究

采用臭氧氧化技术处理2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP),研究其反应动力学,同时研究2,4,6-TCP的初始质量浓度、臭氧发生量、pH、水中常见阴离子对降解速率的影响。研究结果表明:臭氧氧化能有效降解2,4,6-TCP,且降解规律符合准一级动力学模型;2,4,6-TCP初始质量浓度由3 mg/L增加到10 mg/L,降解速率k由0.134 1 min-1降低到0.058 1 min-1;固定初始质量浓度5 mg/L,当臭氧发生量由0.68 mg/min增加到2.34 mg/min时,降解速率常数由0.087 7 min-1提高到0.328 4 min-1;当pH由2.96逐步增加至11.00时,2,4,6-TCP的降解速率常数由0.050 3 min-1提高到0.168 1 min-1,且对于相同的pH增幅对降解反应速率的影响,酸性条件较碱性条件更大;SO42-对降解速率的影响不明显,HCO3-,CO32-,NO3-和Cl-均有利于2,4,6-TCP的降解,反应速率常数由大至小依次为:HCO3-,CO32-,NO3-,Cl-和SO42-。

2,4,6-三氯苯酚降解菌的筛选及降解特性

为了研究氯酚类环境激素2,4,6-三氯苯酚的生物降解性,从活性污泥中分离筛选出一株能以2,4,6-三氯苯酚为唯一碳源生长的降解性菌株T10,通过16S rRNA测序鉴定其为一种芽孢杆菌（Bacillus sp.）。在实验室条件下探讨pH值、温度等环境因素对菌株T10降解性的影响,实验结果表明该菌株在pH为7.0,30~40℃范围内具有高降解活性,底物浓度为25 mg/L时,120 h的降解率均能达到90%以上,在30℃条件下的降解半衰期为1.26 d。初始底物浓度达到30 mg/L时,2,4,6-TCP的抑制作用开始起主导作用,影响菌株降解活性。

Pd/Ti电极上2,4,6-三氯酚还原脱氯:条件优化及降解途径

利用电沉积法制备了Pd/Ti电极,用于2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的电还原脱氯.采用单因素实验和响应面分析法,探讨了2,4,6-TCP脱氯试验条件;根据实验结果,拟合出了脱氯中各步骤的反应速率常数.结果表明,2,4,6-TCP初始浓度为80mg/L时,优化的脱氯参数为电流为5mA,支持电解质Na2SO4浓度为0.05mol/L,阴极电解液初始pH值为2.40.在优化条件下,2,4,6-TCP在80min内完全脱氯;2,4,6-TCP的还原脱氯符合准一级反应动力学,主要脱氯途径为2,4,6-TCP→2,6-DCP→2-CP→苯酚.

机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚

以金属氧化物为磨料,在常温常压,行星式球磨机转速500r/min条件下,通过机械化学法降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)。用气相色谱测定产物中剩余TCP含量,电位滴定法测定各反应阶段产物中游离氯离子含量,X射线衍射仪检测各金属氧化物磨料的晶粒尺寸和形状。结果表明磨料对TCP的摩尔配比越大,TCP降解率越高,当MgO与TCP摩尔配比为80:1时,TCP降解率达98.36%;6h后游离氯离子含量占投料TCP中总氯含量的76%,有>2/3的有机氯已转化为无机氯;不同磨料中,碱土金属氧化物对TCP降解效果较好。

紫外光/生物膜耦合降解苯酚与2,4,6-三氯酚

氯酚是一种较难生物降解的有机化合物且又广泛存在于自然环境中,传统的生物方法不能有效地使其得到降解,同时氯酚的存在还会对苯酚的降解产生一定的抑制作用.为此本研究采用一种一体式的内循环光/生物降解反应器,借助生物膜与波长为254 nm的紫外辐射的协同作用对含有苯酚和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)混合溶液进行降解.实验中分别比较了单独紫外辐射(P)、单独生物降解(B)以及紫外辐射与生物降解(P+B)共同作用下苯酚与2,4,6-TCP的降解规律,重点讨论了2,4,6-TCP对苯酚降解速率的影响.实验结果表明:2,4,6-TCP的存在对苯酚的降解有抑制作用,而采用P+B方法时,该抑制作用可以得到有效地缓解,苯酚对2,4,6-TCP降解速率的影响不大,采用紫外光辐射与生物膜耦合的方法对混合溶液进行降解时,混合溶液中苯酚和2,4,6-TCP的降解速率最快,相应的COD平均去除率也最高.

2,4,6-三氯苯酚封闭PAPI的研究

以2,4,6-三氯苯酚作为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)的封闭剂制备可低温解封的封闭异氰酸酯。讨论了nOH/nNCO、反应温度和反应时间对PAPI封闭反应的影响,并对封闭产物进行了FT-IR、1H-NMR、13C-NMR和DSC分析。结果表明,当nOH/nNCO为1.1、温度为80℃、时间为3 h时,封闭效果较好;加入催化剂可缩短封闭反应时间;封闭产物的初始解封温度约为80℃。

2,4,6-三氯苯酚废水处理过程对污泥性能和菌群结构的影响

为考察2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)废水处理过程对污泥性能和菌群结构的影响,利用序批式生物反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)处理2,4,6-TCP模拟废水,通过逐步提高进水2,4,6-TCP浓度(10-50 mg/L)的方式进行试验。结果表明,经10 mg/L 2,4,6-TCP驯化的活性污泥可有效降解进水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)和2,4,6-TCP,提高进水2,4,6-TCP浓度基本不影响污泥性能。当处理不同浓度的进水2,4,6-TCP的SBR处于稳定运行阶段末期时,污泥絮体中多糖和蛋白质含量随进水2,4,6-TCP浓度的提高而升高,脱氢酶(Dehydrogenase,DHA)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)的活性同样随进水2,4,6-TCP浓度的提高而升高。经2,4,6-TCP驯化的污泥中降解2,4,6-TCP的功能菌属显著富集,虽然不同浓度的进水2,4,6-TCP和不同的SBR运行阶段影响微生物多样性,但不同污泥中的微生物菌属具有一定的相似性。因此,通过逐步提高进水2,4,6-TCP浓度的方式驯化污泥可实现废水中2,4,6-TCP的有效去除。本研究的实施可为氯酚废水及其他难降解工业废水的处理提供科学指导。

NH2-nFe3O4@ZnO@Ce磁性复合材料的制备及其对三氯酚污染物的光催化降解

采用溶剂热法制备了氨基功能化纳米nFe3O4(NH2-nFe3O4),进一步得到纳米ZnO修饰的NH2-nFe3O4@ZnO和Ce掺杂的磁性复合材料NH2-nFe3O4@ZnO@Ce.通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、洛伦兹透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、紫外-可见漫反射(UV-DRS)等手段对其进行了组成、结构、形貌、磁性等表征,并研究了其光催化降解三氯酚(2,4,6-TCP)的性能.系统考察了Ce掺杂量、TCP的初始浓度、溶液pH值等因素对材料的降解性能的影响,初步探讨了降解机理.结果表明,NH2-nFe3O4@ZnO@Ce平均粒径约为50 nm,饱和磁化强度为11.98 emu·g-1.在pH 4.0—7.0,NH2-nFe3O4@ZnO@Ce磁性复合材料可以实现对浓度<20.0 mg·L-1的TCP溶液在60 min内近100%降解.Ce的掺杂和NH2-nFe3O4复合有利于形成掺杂能级、加快光生电子的迁移能力,降低光生电子-空穴对复合率,有效提高材料对TCP的降解性能.NH2-nFe3O4@ZnO@Ce循环使用5次后,该催化体系对TCP的降解率仍能保持95%以上,是有优异潜力的TCP降解的绿色催化剂.

载铁改性活性炭纤维电极电吸附水中2,4,6-三氯酚

采用粘胶基活性炭纤维进行浸渍载铁微波改性处理,制得1种含有铁系物的复合电极材料。对改性前后2种电极材料进行物化表征和电化学性能分析,对2,4,6-三氯酚的吸附和电吸附对比,并进行等温吸附和热力学分析。结果表明,载铁改性电极材料优化了孔隙结构,提高了导电性、电容性和离子迁移速度,并且改性电极材料有更好的吸附效果,电吸附去除率提高了约60%。载铁改性电极材料电吸附2,4,6-三氯酚的作用力为偶极力,Fe的络合作用有助于TCP在阳极的电吸附,使电吸附所需的电场力减小,有效降低能耗。

2,4,6-三氯苯酚对污泥性能和菌群结构的影响

采用序批式生物反应器(SBR)处理2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)模拟废水,考察了2,4,6-TCP对污泥性能和菌群结构的影响。实验结果表明:进水质量浓度为10 mg/L的2,4,6-TCP显著抑制污泥活性;随着运行时间的延长,污泥活性逐渐恢复,COD和2,4,6-TCP均可被有效降解;活性污泥中的微生物分泌了大量的胞外聚合物。污泥中过氧化氢酶(CAT)和脱氢酶(DHA)活性显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性在单个SBR周期的6.00 h达到最大值,而后随着有毒物质的降解,SOD活性降低。当SBR运行结束后,污泥中富集的优势菌属大都具有降解氯酚类污染物的能力。

电子供体在2,4,6-三氯酚和硫酸盐同时降解中的作用

在不少工业废水中,往往同时存在2,4,6-三氯酚(TCP)和硫酸盐等污染物。生物还原法是一种有效的方法,能同时去除水中的这些污染物。采用了丙酮酸(C3H4O3)作为外源电子供体还原TCP和硫酸盐。当单独还原TCP或硫酸盐时,它们的还原速率随着C3H4O3加入量的增加而增加。当TCP与硫酸盐共存时,加入相同量的C3H4O3,由于TCP与硫酸盐还原菌对电子的竞争作用,导致它们的还原速率均有所降低。当C3H4O3进一步增加时,这种对电子的竞争情况可以得到缓解。

“Fe^0/优势脱氯菌”体系降解2,4,6-TCP特性及机制研究

采用批处理实验方式,对"Fe0/优势脱氯菌"体系降解2,4,6-TCP过程进行研究,探讨了零价铁与微生物的协同作用及其机制.结果表明,Fe0对微生物具有促进生长和界面富集的作用,"Fe0/优势脱氯菌"体系菌浓度(D600表示)是单独优势脱氯菌体系的约1.7倍,反应96 h铁表面有大量细菌附着生长,其形态呈现短杆状或类球状;Fe0腐蚀产生的OH-对体系酸化起平衡调节作用,在pH值7.0、Fe0浓度5 g.L-1、2,4,6-TCP浓度30 mg.L-1的初始条件下,体系pH值稳定在7.8左右,有利于2,4,6-TCP还原脱氯反应的进行和优势脱氯菌的生长;2,4,6-TCP的主要降解路径为2,4,6-TCP→2,4-DCP→4-CP.

磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2的制备及对三氯苯酚的降解

以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2,用TEM、EDX、VSM、XRD和IR对Fe3O4/C/TiO2的粒径、形貌和物相等进行了表征。研究了该催化剂对三氯苯酚的降解性能,探讨了其重复使用的可能性,用荧光光谱法推测了可能的反应机理。结果表明该材料结合了光催化与可再生的优点,1 g·L-1 Fe3O4/C/TiO2在18 W紫外灯下,50 min内可将三氯苯酚降解97.9%以上,6次循环使用后降解率仍保持在95.1%,降解过程中有羟基自由基生成。