功能微生物对持久性氯代有机污染物的降解作用及机理

持久性氯代有机污染物是环境中广泛存在的一类有机污染物。真菌、细菌、放线菌和某些藻类是氯代有机污染物的主要降解物种,对全球持久性氯代有机物的削控起到至关重要的作用。文章综述了持久性氯代有机污染物的降解功能物种,并分析了功能物种降解氯代有机物的关键酶和降解机理。在此基础上,从固定化、基因工程、酶工程、生物反应器等方面对降解功能物种应用于持久性氯代有机污染物污染场地的实地生物修复技术进行了展望。     

单氯代苯酚在惰性和催化电极上的 电还原脱氯机理研究

选取邻氯苯酚、间氯苯酚和对氯苯酚为目标污染物,采用循环伏安法(CV)考察其在惰性(玻碳,GC)及催化(Ag和Pd)电极上的电还原脱氯活性及机理,探讨污染物的分子结构对电化学还原脱氯过程的影响.结果显示,三种单氯代苯酚在GC电极上的电子转移系数(k值)均大于0.5,表明单氯代苯酚在GC电极上的C-Cl键断裂过程遵循分步离解电子转移机理.而在Ag和Pd电极上,单氯代苯酚的还原峰电位出现显著正移,显示出其对单氯代苯酚具有极强的电催化脱氯活性.同时,催化(Ag和Pd)电极上的k值远远小于0.5,表明C-Cl键的还原裂解遵循同步离解电子转移机理.研究进一步显示,三种单氯代苯酚的电催化脱氯活性遵循对氯苯酚>间氯苯酚>邻氯苯酚的顺序,这主要归因于空间位阻效应,致使处于邻位的氯原子最难与电极表面结合;三种单氯代苯酚的最低未占分子轨道能(ELUMO)的大小为:邻氯苯酚>间氯苯酚>对氯苯酚,表明其还原脱氯的难易程度遵循相反的顺序.最后,基于单氯代苯酚的分子结构特性,选取ELUMO作为结构参数,成功建立了其与电还原脱氯活性间的良好线性自由能关系(LFERs).     

氯取代金属酞菁的制备及疏水异相光催化性能研究

以尿素-苯酐法固相反应合成两种疏水性金属十六氯酞菁MPcCl16（M—Cull,Zn）,在可见光（A≥420nm）的照射下以有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）和2,4一二氯苯酚（2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了催化剂对有机污染物的光催化降解活性．结果表明,ZnPcCl16和CuPcCl-e均能活化分子氧（O2）使RhB发生有效降解．二者在可见光下最佳降解条件皆为：pH=3．0,催化剂用量为0．64g／L．通过紫外可见光谱（UV—Vis）的测定分析,可见光照300min后,CuPcCl16和ZnPcCl16使RhB降解率分别达到84％和89％;光照540min后,使无色有毒小分子2,4-DCP降解率分别达到72％和40％．同时,这两种催化剂测循环稳定性较好．     

碱催化过氧化氢氧化法对偶氮染料酸橙7的降解性能

针对过氧化氢溶液在碱性条件下降解有机污染物的反应,选择偶氮染料酸橙7(AO7)作为目标污染物,研究各种反应参数对AO7降解的影响;同时,利用抗坏血酸、叔丁醇、糠醇、氯化硝基四氮唑蓝4种不同自由基猝灭剂鉴定染料在降解过程中的主要活性物质.实验结果表明:碱催化过氧化氢的高级氧化体系可有效地降解水中典型偶氮染料AO7,最适pH值为11,且随着过氧化氢浓度的增加和反应温度的上升,AO7的降解速率随之显著升高;超氧自由基是降解AO7的主要活性物质.     

氧化还原介体催化强化污染物厌氧降解研究进展

 由于厌氧生物处理技术具有产生剩余污泥少、可回收能源等优点而被广泛用于处理各种有机污染物，尤其在有毒、有害、难降解污染物的去除方面取得了良好的效果。然而，厌氧生物法的处理速率通常比较低，而氧化还原介体可通过自身不断的氧化和还原来传递电子，提高电子在氧化还原反应过程中的传递速率，从而促进污染物高效厌氧降解。醌类物质和腐殖酸是应用较多的氧化还原介体，在催化难降解污染物降解方面取得了一定效果。讨论了氧化还原介体的特点、作用机制，并总结了其对偶氮染料厌氧脱色、反硝化和多氯联苯厌氧降解的强化作用，提出了氧化还原介体未来的研究方向。     

活化分子氧降解水中有机污染物的CODCr值测定

用新型仿生催化剂--四氮杂卟啉铁[FePz(dtn)4]活化分子氧降解了水中难降解有机污染物:对-硝基苯甲酸(NBA)和罗丹明B(RhB).将该催化剂固载到离子交换树脂上,在含有高浓度生物难降解有机物的水溶液中鼓入氧气,在非均相水溶液中分子氧经催化活化有效氧化降解了有机物分子.用重铬酸钾法(CODcr)测定了水溶液中的降解产物的百分含量,并用相对COD值表示催化剂活化分子氧降解有机污染物的矿化率.实验表明催化氧化降解效率与鼓氧时间成正比.在没有光照情况下鼓氧24h后对-硝基苯甲酸的矿化率为12%,罗丹明B为11%.     

天然水中有机物的卤代活性研究

用超滤技术将水样中的有机物按分子量分段,测定了不同分子量段水样中的总有机碳含量和经氯代反应后的水样中三氯甲烷的含量,评价了影响有机物卤代活性的因素。结果表明,水中不同分子量段的有机物含量的分布与水体污染程度有关,不同分子量段的有机物的卤代活性不同。     

氯代芳香化合物生物降解及其分子遗传学研究进展

氯代芳香化合物长期存在于环境中,是一类具有毒性、致突变、致癌等特性的环境污染物.介绍了降解氯代芳香化合物的微生物,综述了氯代芳香化合物的主要降解途径,以及起关键作用的酶和分子遗传学等方面的研究进展.     

光催化降解有机污染物的机理初探

采用自制的光催装置研究了三氯乙醛和甲基橙有机物降解机理．证实了在有机物光催化降解过程中活性物种Ｈ２Ｏ２和ＯＨ的存在．实验结果表明，有机污染物去除效率的关键决定于体系产生活性中间体的量．在本实验条件下，可用体系产生Ｈ２Ｏ２的量来衡量光催化效率的大小．体系产生的Ｈ２Ｏ２水平高，相应有机污染物去除效率愈高，而且仅当体系产生的Ｈ２Ｏ２大于１．０ｍｇＬ－１时，有机物去除效率才会达到８５％以上．     

氯代烃结构特性对其还原脱氯反应速率的影响

以铁为主要反应介质，以Cu，Ag，Pd为催化剂研究了包括氯代甲烷系列、氯代乙烷系列、氯代乙烯系列、氯代苯系列等多种氯代有机物在这些反应体系中的还原脱氯反应，重点考察了氯代烃的结构特性对其还原脱氯反应速率的影响．结果表明，氯代有机物中氯取代基数目、位置、碳链甲基（-CH3）、不饱和碳键等，都能对氯代物脱氯速率产生重要影响．氯代烃在零价金属体系中的还原脱氯反应符合准一级动力学方程．通过In（c／co）对时间t的线性回归关系，可以计算出各种氯代烃的还原脱氯速率常数．研究了氯代烃结构性质和反应速率常数的关系，得出了氯代烃还原脱氯的规律性．     

工业废催化剂(FJC)对橙黄Ⅱ催化氧化的研究

以偶氮染料橙黄II为探针分子,考察了工业废催化剂(FJC)催化H2O2氧化降解高浓度有机污染物的催化活性,考察了有机溶液的初始pH值、H2O2浓度、FJC用量、反应温度对橙黄II脱色率的影响.实验结果表明,FJC具有较好的催化氧化降解活性,而且具有良好的稳定性,可以多次重复利用.当染料质量浓度为100mg/L、pH为3.0、催化剂量为2g/L、H2O2浓度为20mmol/L,反应温度为70℃,反应时间为60min时,橙黄Ⅱ脱色率可达93.4%.     

高铁酸盐/Al(OH)3对偶氮类染料的降解脱色研究

以电化学循环伏安法研究了FeO42-、甲基橙、酸性铬蓝以及铬黑T等偶氮类染料的氧化还原电位.实验结果表明FeO42-有足够高的氧化电位来氧化偶氮类染料中的生色基团.用紫外-可见光谱法分析了FeO42-对甲基橙、酸性铬蓝、铬黑T等偶氮类染料的降解脱色行为.经高铁酸盐处理后偶氮染料类废水溶液中的有机成分逐渐减少,脱色率高于...     

Degradation of Azo Dyes by Photocatalysis of Fe (Ⅲ)-oxalate Complexes/H202 in Aqueous Non-ionic Surfactant Triton X-100 Solution

Two azo dyes,C.I.Reactive Red 195(RR195)and C.I.Acid Black 234(AB234)were degraded by photocatalysis of Fe(Ⅲ)-oxalate complexes/H2O2 in aqueous non-ionic surfactant,Triton X-100(TX-100)solution.Some factors affecting the dye degradation such as TX-100 concentration,irradiation intensity,and sodium chloride were investigated.The interaction and competition between dye and TX-100 during the degradation were also examined using spectrophotometry and maximum bubble pressure method,respectively.The results indicated that TX-100 showed a significant reduction effect on degradation of two azo dyes,but which was largely confined to TX-100 concetration below the Critical Micellar Concentration(CMC).And the reduction was considerably decreased above the CMC,especially in the case of AR234.Moreover,the reducing effect of TX-100 on dye degradation almost did not vary with irradiation intensity.And the impact of sedium chloride on dye degradation was limited by the addition of TX-100.     

催化降解水中有机污染物生成CO2的测定

设计了一套简易的装置和改进的方法来检测催化降解有机污染物过程中最终矿化所产生二氧化碳的量.利用四氮杂卟啉铁(FePz(dtn)4)负载在离子交换树脂上来活化分子氧降解了水中难降解的有机污染物--对硝基苯甲酸(NBA).采用饱和的氢氧化钡溶液来吸收有机物降解反应中所产生的二氧化碳,同时用沉淀分离滴定法来测定生成二氧化碳的量,即可计算出有机污染物降解的矿化率,其方法误差为4.2%.实验表明:在可见光光照7h后,对硝基苯甲酸碱性溶液中的矿化率可达到11.3%.     

活性炭-纳米二氧化钛电催化氧化降解有机物的基础研究

采用吸附、焙烧法制备了活性炭 -纳米二氧化钛催化剂 ,对偶氮染料甲基橙溶液进行了电催化氧化降解规律的研究。实验结果表明 ,纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著 ,该工艺能有效的去除废水中的有机物 ,去除机制主要是电致H2 O2 、·OH对有机物的氧化、降解。以水杨酸为探针性物质 ,推测出电催化氧化过程中羟基自由基·OH的产生。     

低温高效催化降解刚果红染料的Fe/CeO2催化剂

有机染料废水成为目前世界公认的主要工业污染源之一,对有机染料的降解越来越引起人们的重视.采用溶胶-凝胶法(sol-gel)和浸渍法制备掺杂Fe的催化剂Fe/CeO2,以X-射线衍射(XRD)和N2物理吸附-脱附对催化剂的结构进行了表征,并对其催化降解有机染料刚果红的性能进行了研究.结果表明,在CeO2中添加过渡金属Fe未改变CeO2晶相结构,且Fe物种在CeO2上处于高分散状态.采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)处理10 mg/L偶氮染料刚果红,在低温(5~35℃)范围内,质量分数为2.0%Fe/CeO2催化剂均能表现出高的催化活性.室温25℃时,当催化剂和氧化剂(质量分数为30%H2O2)投加量分别为0.05 g和0.02 mol/L,处理40 min后刚果红降解率可达96%.同时,催化剂重复性实验结果表明催化剂具有良好的稳定性.     

有机光折变聚合物材料的研制(I)——4-(对硝基苯偶氮)-3-氯苯胺偶氮增感染料的合成

偶氮增感染料在以聚乙烯咔唑为主体的光折变材料复合物中起着十分重要的作用。为了进一步研究不同的偶氮增感染料对光折变性能的影响。我们合成了一些偶氮化合物,并对它们进行了结构表征。结果表明,偶联反应发生在间氯苯胺的对位上。     

偶氮染料及其还原产物的微生物降解

从印染厂排出水中分离出了两种细菌。其中的邻单胞菌Plesiomonas sp.X_(13)菌株对五种偶氮染料均有脱色作用。脱色率达75％以上;脱色产物中有芳香胺,但X_(13)菌株对苯胺在振荡培养或深层静止培养条件下均无降解能力。另一种,无色细菌Achromobacter sp.A_8菌株对脱色过程中产生的芳香胺则具有降解作用,其降解能力也因培养条件而异。在振荡培养条件下,其降解芳香胺的速率远比静止培养时为快。     

电子束辐照处理难降解有机污染物

介绍电子束辐照处理邻苯二甲酸酯类和甾体雌激素类环境内分泌干扰物、氯霉素类和左旋苯甘氨酸抗生素类药物及其中间体、农药中的二氯吡啶酸,以及卤代芳香化合物的辐照降解特性和机理.结果表明,电子束辐照是处理这些有机物污染物的一种十分有效的方法,羟基自由基和水合电子在有机污染物的降解过程中起到十分重要的作用.羟基自由基可以使有机污染物的苯环打开生成小分子物质,而水合电子可使有机污染物有效地脱卤,并且在剂量足够大的情况下,使其最终被完全矿化为二氧化碳和水.