三种氟喹诺酮类抗生素在黄河沉积物中的吸附行为

采用批平衡法研究了3种氟喹诺酮类抗生素环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在黄河沉积物上的吸附特性.结果表明:环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星在沉积物中的吸附均呈现先快速增长后缓慢平衡的趋势,吸附平衡时间皆为12 h,平衡吸附量分别为88.97、76.25、54.53 mg/kg.吸附数据与准二级动力学方程有较好的拟合,反应速率常数为11.59~225.70g/(mg·h).吸附等温线能较好地符合Henry方程和Freundlich方程,沉积物对环丙沙星和诺氟沙星的吸附能力较强,对恩诺沙星的吸附效果较差.     

TiO2光催化降解水中喹诺酮类抗生素

研究TiO2光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的动力学特征,探讨TiO2用量、初始浓度、pH和水质对3种喹诺酮类抗生素光催化降解的影响。研究结果表明:当优化参数为TiO2用量1.0 g/L、抗生素初始浓度10 mg/L,pH=7时,反应80 min,3种喹诺酮类抗生素的降解率均在95%以上;光催化降解反应符合假一级反应动力学方程,反应速率常数为0.044 5~0.071 0,半衰期为9.76~15.57 min,降解难易程度从高到低的顺序为诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星;不同水质中诺氟沙星、环丙沙星的降解率从高到低的顺序为高纯水、河水、自来水,而洛美沙星的降解率从高到低的顺序为河水、自来水、高纯水。     

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素(环丙沙星和诺氟沙星)的静态吸附试验,考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明,蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程,吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg·mg-1·h-1.环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freu...     

Fe~(2+)/Na_2S_2O_8法去除水中四环素的实验研究

研究了二价铁活化过硫酸钠法去除水中四环素(TC)的影响因素与机理,为四环素类废水的治理提供了新方法。研究结果表明,水中TC降解率随Na_2S_2O_8浓度的增大而增大;随TC浓度的增加而减小;随Fe~(2+)浓度升高,TC降解率先增大再减小,说明过高浓度的Fe~(2+)对反应产生抑制作用。在初始条件TC浓度为10μmol/L,Na_2S_2O_8浓度50μmol/L,Fe~(2+)浓度50μmol/L,pH为3.4时,TC降解率可以达到92%。利用分子探针法证明了体系中产生的自由基为SO_4~-·和·OH,其中SO_4~-·为主要作用自由基。     

铁电极耦合过硫酸盐降解典型PPCP的效能及机理

本文研究了铁电极活化过硫酸钠(EC/PS)产生自由基降解奥卡西平的反应,该方法10 min内对奥卡西平的去除率(75%)远远高于单独电絮凝(10%)和单独过硫酸盐氧化(2%)﹒探究了反应体系中奥卡西平初始浓度、电流、初始pH以及羟胺含量等因素对奥卡西平降解效率的影响,结果显示较高的电流(50 mA)、较低的奥卡西平浓度(10μM)及初始pH(pH=3)更有利于奥卡西平的降解﹒通过投加不同的过量猝灭剂(甲醇和叔丁醇),表明了反应体系中羟基自由基(OH·)和硫酸根自由基(SO_4~-·)同时存在,且均发挥重要作用﹒     

水环境中新型污染物糖精的臭氧降解研究

从反应动力学及影响因素角度系统地探讨臭氧对糖精(SAC)的降解效果.结果表明:SAC的臭氧氧化降解反应符合拟一级动力学模型,温度为20℃,pH为7,SAC初始质量浓度为20 mg/L,臭氧投加量为7.9 mg/L条件下,60 min后SAC完全降解,总有机碳(TOC)去除率为82.34%.臭氧投加量增加有利于SAC的降解,但臭氧的利用效率降低;SAC初始质量浓度越高,反应速率越慢,但降解效果受臭氧投加量的限制;pH值由酸性升高至微碱性,反应速率大幅上升;反应温度由10℃升至30℃,降解速率提高164%;水中常见阴离子对SAC降解有一定抑制作用,其中HCO_3~-的抑制作用最明显,随后是Cl-和SO_4~(2-),且随着HCO_3~-浓度的增加而增加.SAC的臭氧氧化降解遵循·OH氧化的机理.     

溴离子对NDMA前体物Chlortoluron的氯化降解特性影响

研究了不同pH下,投加不同浓度的外加溴离子时,NDMA前体物—Chlortoluron的氯化动力学降解情况.实验结果表明,在pH分别为6,7,10,Chlortoluron浓度为9.4μmol·L-1,Cl2浓度为188.0μmol·L-1的条件下,控制投加不同浓度的溴离子时,Chlortoluron的降解仍然符合拟一级动力学模型.当pH分别为6,7时,Chlortoluron的降解速率随着外加溴离子浓度的增加而增大,外加溴离子浓度相同时,偏酸性的环境使Chlortoluron的降解速率更快,这可能与反应体系中HOBr的生成有关.当pH为10时,溴离子浓度的变化对Chlortoluron的降解速率没有显著影响,可能是ClO-与Br-基本不发生反应,从而没有生成HOBr.根据对反应体系的动力学分析,求解了在本实验条件下,不同pH时拟一级反应动力学常数kobs与[Br2]/[Cl2]的线性关系,进而通过求解常微分方程组计算了HOBr与Chlortoluron的反应速率常数(k5=(1.95±0.44)×105).这也从动力学的角度解释了外加溴离子时Chlortoluron氯化速率显著增大的原因.     

溴离子对NDMA前体物Chlortoluron的

研究了不同pH下,投加不同浓度的外加溴离子时,NDMA前体物—Chlortoluron的氯化动力学降解情况.实验结果表明,在pH分别为6,7,10,Chlortoluron浓度为9.4μmol·L-1,Cl2浓度为188.0μmol·L-1的条件下,控制投加不同浓度的溴离子时,Chlortoluron的降解仍然符合拟一级动力学模型.当pH分别为6,7时,Chlortoluron的降解速率随着外加溴离子浓度的增加而增大,外加溴离子浓度相同时,偏酸性的环境使Chlortoluron的降解速率更快,这可能与反应体系中HOBr的生成有关.当pH为10时,溴离子浓度的变化对Chlortoluron的降解速率没有显著影响,可能是ClO-与Br-基本不发生反应,从而没有生成HOBr.根据对反应体系的动力学分析,求解了在本实验条件下,不同pH时拟一级反应动力学常数kobs与[Br2]/[Cl2]的线性关系,进而通过求解常微分方程组计算了HOBr与Chlortoluron的反应速率常数(k5=(1.95±0.44)×105).这也从动力学的角度解释了外加溴离子时Chlortoluron氯化速率显著增大的原因.     

纳米铁酸钴活化过氧单硫酸盐系统去除水中磺胺类药物的研究

研究了磁性纳米铁酸钴/过氧单硫酸氢钾(CoFe_2O_4/PMS)系统降解典型磺胺类药物(SAs)的效果与机制,选取磺胺甲基嘧啶(SM1)及磺胺吡啶(SPY)为去除对象,考察各影响因素对药物去除效果的影响,并通过淬灭实验间接验证了系统中自由基的种类.结果表明:磺胺类药物的降解过程符合拟一级动力学模型,提高CoFe_2O_4投量及PMS投量、降低药物初始浓度可增大反应速率;CoFe_2O_4/PMS系统降解SM1,SPY的最大拟一级动力学反应速率常数kobs值均发生在pH=9;催化剂循环3次后仍保持较高的催化性能,此时系统对SM1,SPY的去除率高达47.1%,62.4%;低浓度的HCO-3明显抑制了SM1的降解,但HCO_3~-的存在有利于SPY的降解,Cl~-对2种药物的降解均有明显抑制作用;淬灭实验表明系统中可能同时存在·SO_4~-及·OH,且·SO_4~-对药物的去除起主要作用.研究表明纳米铁酸钴是一种催化性能优异、稳定性高、易于回收的催化材料.     

紫外光助零价铁活化过硫酸盐降解全氟辛烷磺酸盐

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建紫外光助零价铁活化过硫酸盐降解体系。考察了体系中零价铁粉浓度、过硫酸盐浓度和pH值对降解效果的影响。结果表明:紫外光和零价铁共同激活过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO_4·~-)攻击水中PFOS,至反应24 h时,体系对PFOS的降解率达到91%;适度增加体系零价铁粉浓度、过硫酸钠浓度会提高体系对PFOS的降解率,但持续增加零价铁粉浓度、过硫酸钠浓度,不会持续增加体系对PFOS的降解率;酸性适度(pH=3,pH=4)条件下体系对PFOS的降解效果优于强酸(pH=2)和弱酸偏中性(pH=5,pH=6)条件下的降解效果。     

二价钴离子/过硫酸盐降解罗丹明B研究

二价钴离子[Co(Ⅱ)]分解过硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(·SO_4~-),利用·SO_4~-降解水中罗丹明B,使用同步连续分光光度技术实时监测罗丹明B的浓度,监测频率为12 s-1。监测结果表明:在罗丹明B初始浓度为0.021 0 mmol/L时,Co(Ⅱ)的浓度为0.026 0 mmol/L,PMS的浓度为0.260 mmol/L,p H值为5.0,温度为25℃,60 s后罗丹明B的去除率达到100%。罗丹明B降解过程符合准一级动力学。利用气相色谱-质谱分析反应副产物,推测罗丹明B可能的降解机理。     

超声强化海绵铁催化过硫酸钾降解磺胺嘧啶研究

本文研究了超声强化对海绵铁催化过硫酸钾(Ultrasound/Sponge Iron/Potassium Persulfate, US/SI/PS)降解磺胺嘧啶的效果,考察了过硫酸钾和海绵铁添加量,磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)浓度、初始pH、温度等因素的影响。结果表明,磺胺嘧啶浓度15 mg/L,溶液温度25℃,超声功率56 W,初始pH=9.0±0.1,过硫酸钾和海绵铁添加量分别为0.4 g/L和0.6 g/L,磺胺嘧啶30 min的降解率达到93.3%。US/SI/PS降解磺胺嘧啶的过程符合准一级反应动力学。US/SI/PS体系降解磺胺嘧啶为硫酸根自由基(SO_4~-·)和羟基自由基(HO·)的联合作用。海绵铁的重复性结果表明,使用三次后,磺胺嘧啶30 min的去除率仍保持在93%以上,XRD分析说明海绵铁表面产生的Fe~(2+)氧化物一定程度上保持了海绵铁的催化能力。     

类光-芬顿体系PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)/H_2O_2可见光催化降解罗丹明B

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H_2O)4-(PW11Fe)为可见光活性组分构建了一个类光-芬顿体系(PW11Fe/H2O2),并用于模型污染物罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解,同时考察了H2O2浓度、PW11Fe浓度、Rh B初始浓度及溶液p H值对Rh B可见光催化降解速率的影响,讨论了Rh B光催化降解的动力学性质。实验结果表明,当溶液p H=4.5时,由0.6 mmol·L-1PW11Fe和4 mmol·L-1H2O2构成的体系对Rh B的光催化降解效果最佳,0.01 mmol·L-1的Rh B在250 W金卤灯照射下反应60 min,其降解率达到100%,反应240 min,总有机碳(TOC)去除率约48%。羟基自由基猝灭和电子顺磁共振(EPR)实验表明,PW11Fe/H2O2体系在可见光照射下产生羟基自由基,从而导致Rh B的快速降解,降解反应的表观速率常数k为(6.2±2)×10-2mmol·L-1·min-1。     

纳米零价铝活化过硫酸盐降解卡马西平

通过液相还原法合成了粒径在100～200 nm之间的类球形纳米零价铝(nZVAl)颗粒.合成的nZVAl能在较广的pH范围(2.5～10)内有效活化过硫酸盐(PS)降解卡马西平(CBZ).结果表明:在初始pH=3,PS浓度为0.5 mmol·L~(-1),nZVAl质量浓度为0.15g·L~(-1)条件下反应30 min后,CBZ的去除率达到94.3%,优于商品铝粉;PS浓度上升会促进nZVAl的腐蚀,提高CBZ的降解效率;SO_4~(2-)腐殖酸(HA)的存在会抑制CBZ的降解效率,而Cl~-的存在显著促进CBZ降解;nZVAl/PS体系中产生的SO_4~(·-)是降解CBZ的主要活性自由基;X射线光电子能谱(XPS)分析表明Al~0是nZVAl中活化PS的主要成分,并且nZVAl表面氧化层钝化为Al_2O_3是反应后续降解效率降低的主要原因.     

过硫酸盐和臭氧高级氧化对两种典型喹诺酮类抗生素的降解研究

系统研究了两种典型喹诺酮类抗生素环丙沙星和诺氟沙星在过硫酸盐和臭氧体系中的降解效能和一级动力学,发现环丙沙星和诺氟沙星均可在15 min内完全去除,其中环丙沙星在PDS体系降解速率更快,而诺氟沙星在两种体系中降解速率一致.通过淬灭实验确定了各催化体系中的主要活性氧化物.研究了水中阴离子和腐殖酸等水中共存污染物在两种体系中对环丙沙星和诺氟沙星降解效果的影响,发现共存污染物均对两种抗生素的降解效能产生一定程庞的抑制.在对实际水体中两种抗生素的去除效能研究中发现,由二水中存在较多的杂质,因而两种抗生素的去除效能在一定程庞上受到影响,其中在O3系统中,环丙沙星和诺氟沙星的去除受到水质的影响低二在PDS体系中.因此,O3氧化法更适用二实际水中喹诺酮类抗生素的降解去除.     

高锰酸钾氧化嗅味物质β-环柠檬醛的动力学

采用水处理常用氧化剂高锰酸钾对铜绿微囊藻产生的主要致嗅物质β-环柠檬醛(β-cyclocitral)进行氧化去除和动力学分析,并研究高锰酸钾对铜绿微囊藻细胞的破坏和β-环柠檬醛释出及其降解情况.研究结果表明:高锰酸钾与β-环柠檬醛反应符合准二级动力学模型,在溶液pH=7和温度15℃时其速率常数为107.2 mol-1·L·s-1;溶液pH对反应影响不大;当pH=2～9时,动力学表观速率常数kobs为(0.078±0.016)min-;高锰酸钾的加入造成藻细胞的破裂程度达到90%,使主要存在于胞内的β-环柠檬醛释出并降解;高锰酸钾能将铜绿微囊藻细胞内的β-胡萝卜素氧化成β-环柠檬醛,导致总β-环柠檬醛浓度在氧化过程中先升高后降低.     

缺位磷钨杂多阴离子PW11O7-39电催化降解邻苯二甲酸二甲酯

以Keggin型缺位磷钨杂多阴离子PW11O7-39(PW11)为电催化剂,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为模型污染物,详细研究了PW11对DMP降解的电催化作用.实验结果表明,在pH =2.5,E=-0.6V和60 mL· min-1O2流速下,0.05 mmol·L-1 DMP反应120 min的降解率达96％,总有机碳(TOC)去除约34％.DMP的电催化降解服从准一级反应动力学模型,准一级表观速率常数(kobs)与DMP的初始浓度有关,当DMP的初始浓度为0.05,0.2和0.3mmol·L-1时,kobs分别为2.9×10-2,7.5 ×10-3和4.9×10-3min-1.     

干旱区绿洲土壤对磺胺甲恶唑的吸附特性及影响因素

采用批量吸附法研究了磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤上的吸附动力学、热力学及pH、腐殖酸浓度、Na~+强度、Cu~(2+)质量浓度等因素对吸附的影响.结果表明:磺胺甲恶唑在绿洲土壤上的吸附动力学符合准二级动力学模型;初始质量浓度为10、20 mg/L时,磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤中的最大吸附量分别为9.810×10~(-5)、1.992×10~(-4). Freundlich方程能较好地拟合吸附等温数据,吸附反应为放热反应,吸附过程主要为物理反应.pH、Na~+强度及共存Cu~(2+)影响吸附过程.当溶液初始pH大于磺胺甲恶唑电离平衡常数的负对数为5.7时,土壤对磺胺甲恶唑的吸附量由2.336×10~(-4)下降至1.905×10~(-4);腐殖酸浓度的增加不利于土壤对磺胺甲恶唑的吸附;磺胺甲恶唑在土壤中的吸附量随着溶液中Na~+质量浓度的增加而降低,随Cu~(2+)质量浓度的增高而增大.     

UV/PS工艺降解水中环丙沙星的产物及机理分析

水环境中残留的氟喹诺酮抗生素(FQs)所造成的长期生态及生理毒性已引起了人们的广泛关注.本文采用基于紫外光活化过硫酸盐的新型高级氧化工艺氧化降解水中典型氟喹诺酮抗生素环丙沙星(CIP),对其降解产物进行定性与定量表征,并通过量子化学分析与质谱检测结果提出UV/过硫酸盐工艺降解环丙沙星的详细降解路径.结果表明,该工艺降解CIP最佳pH为9.0,30min反应后,溶液体系中检测出包括醇类、酚类、酰胺类及酮类等在内13种中间产物,且部分中间产物浓度呈现先升高后降低的趋势.氧化反应主要集中在喹诺酮核心的C-F键、羧酸基团及哌嗪基团上.UV/PS工艺降解环丙沙星的降解包含四个主要路径,通过一系列的脱氟、光裂解、取代、加成及脱氨基反应,最终导致目标物开环裂解.     

Co~(2+)催化超声/H_2O_2降解环丙沙星

论文研究过渡金属离子Co~(2+)对超声/H_2O_2(US/H_2O_2)降解环丙沙星的催化效果,考察了Co~(2+)、H_2O_2添加浓度、反应温度及初始pH值等主要因素的影响。结果表明,Co~(2+)能够有效催化超声/H_2O_2体系降解环丙沙星,降解过程符合假一级反应动力学。H_2O_2浓度在4.0~32.0mmol/L,Co~(2+)浓度在25.8~96.8mmol/L范围,环丙沙星的降解率随H_2O_2和Co~(2+)添加浓度的增加而升高;温度对环丙沙星的降解影响较大,15℃~45℃范围,降解率随温度的升高而升高;初始pH值为3.0时环丙沙星的降解率最高。异丙醇的抑制实验表明,Co~(2+)增强环丙沙星超声降解主要在于·OH的氧化作用。HPLC谱图表明,环丙沙星在Co~(2+)/US/H_2O_2降解体系中主要生成三种产物,推断其通过两种途径进行降解。