紫外过氧化物联用对三种典型有机污染物的降解特性及机理研究

发布时间：2020-08-20 12:38

【摘要】：近年来,个人护理与药品(PPCPs)类物质被人们大量使用,导致其在环境中广泛分布,在水体中频频被检出。双氯芬酸钠(DCF)作为一种典型的消炎药,具有难降解性和生物累积作用,经常随污水处理厂出水排入自然水体中,严重危害人类身体健康和生态环境。诺氟沙星(NFX)与DCF的物化特性相似,但是进入环境中的NFX可诱发大量耐药菌,影响微生物种群结构,破坏原有的生态平衡。苯胺是重要的胺类化合物,具有高毒性和“三致”作用,被美国EPA列为优先控制的129种物质之一。三种污染物的去除对保护生态环境和公众健康具有重大意义。过氧化钙(CaO_2)作为一种新型的环境友好型材料,在水中不仅能释放O_2,还能释放H_2O_2,最初被广泛用于水产养殖和农业种植,近年来逐渐被引入到环境修复领域,并发挥出了它独特的优越性。本文研究了CaO_2在紫外光(UV)催化活化下对DCF、NFX及苯胺的降解特性。首先,分别考察了单独CaO_2和单独UV以及UV/CaO_2联用对三种目标污染物的降解情况。然后,分别研究了CaO_2投加量、溶液初始pH及水体基质(Cl~-、NO_3~-、HCO_3~-)对三种污染物降解情况的影响。最后,对UV/CaO_2体系中活性物质的种类和变化进行了探究。此外,为考察UV/CaO_2与UV/H_2O_2对污染物的作用特性,比较研究了相同作用条件下两个体系对污染物的降解动力学规律及活性物质区别。研究表明,当溶液初始pH=6,CaO_2=1g/L时,UV/CaO_2对苯胺、NFX及DCF三种有机污染物的去除效果最佳,去除率分别为100%、98%及91%;CaO_2在一定浓度范围内,污染物的去除率会随着其浓度的增加而提高;当溶液初始pH升至8时,UV/CaO_2对苯胺、NFX及DCF三种有机污染物的去除率分别降至95%、40%及44%;水体基质中三种无机阴离子对有机污染物去除影响的大小顺序依次为:NO_3~-HCO_3~-Cl~-,其中Cl~-对三种污染物降解的影响程度各不相同,UV/CaO_2对苯胺的降解不受Cl~-影响,但是NFX和DCF的去除可分别被Cl~-轻微促进和抑制;HCO_3~-和NO_3~-对苯胺、NFX及DCF的降解均有一定抑制作用。通过加入淬灭剂研究了UV/CaO_2体系的作用机制,结果表明,该体系中对三种污染物起主要降解作用的活性物质为·OH。研究发现,与UV/H_2O_2技术不同的是,UV/CaO_2技术受溶液初始pH影响。UV/CaO_2可在近中性条件下降解污染物,无需加酸调节pH,为水处理领域提供了一种在近中性条件下去除有机污染物的新方法。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703
【图文】：

路线图,研究技术,路线,活性物质

图 1.1 研究技术路线Fig 1.1 Routes of researching technology观污染物的去除势必与微观活性物质的变化相关。因此，该课题主宏观降解与系统中活性物质的微观分析入手，对UV/CaO2体系与U行对比研究。宏观降解主要考察不同 CaO2浓度、不同溶液初始 p

曲线,溶液,紫外-可见分光光度计,曲线

图 2.1 DCF 溶液的标准曲线Fig 2.1 Standard curve of DCF solutionDCF 样品的测定：取样经 0.22 μm 滤膜过滤后直接于紫外-可见分光光度计测试。2、溶液中 NFX 浓度的测定

曲线,溶液,曲线

NFX溶液的标准曲线

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