葛利云[1]2004年在《藻类引发水中有机污染物光降解研究》文中研究表明天然水是各种化学品的受纳体,水中的化学品及其转化产物可以通过各种途径影响人体健康,它们在水中的转化一直是人们极为关注的环境问题。而天然水体中发生的光化学过程是有机污染物在水环境中转化的一个重要途径。本论文首先对天然水中的光化学过程和藻类在水环境保护中的作用作了较完整的综述,然后共分四章,分别重点研究和讨论了天然水中普通小球藻引发苯胺的光降解,铜绿微囊藻(Microcytis aeruginasa kutz)、柱孢鱼腥藻(Anabaena cylindrica)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)叁种藻类对17α-乙炔基雌二醇(EE2)及17β-雌二醇(E2)的光降解作用及其影响因素,并且对17β-雌二醇(E2)光降解前后的溶液进行了微藻生物测试。 (1)在250W高压汞灯(λ≥365nm)的照射下,藻类分别能引发水中叁种有机物的光降解。当普通小球藻浓度为2.0×10~(10)个/L,苯胺的初始浓度为1mg/L时,苯胺的光降解率可达37%。在苯胺初始浓度为0.4-2mg/L范围内,苯胺的光降解速率随着其初始浓度升高而降低,反应是假一级;当分别普通小球藻为1.1×10~(10)个/L,柱孢鱼腥藻为1.8×10~(10)个/L,铜绿微囊藻为2.8×10~(10)个/L,EE2初始浓度为8mg/L时,EE2会发生明显的光降解现象,其降解率依次分别为18.9%,17.6%,20.3%。在EE2初始浓度为4mg/L—16mg/L范围内,EE2的光降解速率随着其初始浓度升高而降低,反应是假一级;当分别普通小球藻为4.0×10~(10)个/L,柱孢鱼腥藻为2.5×10~9个/L,铜绿微囊藻为1.5×10~(10)个/L,E2初始浓度为8mg/L时,E2会发生明显的光降解现象,其降解率依次分别为37.0%,21.0%,16.0%。在E2初始浓度为4mg/L—16mg/L范围内,E2的光降解速率随着其初始浓度升高而降低,反应是假一级。 并且有机物的光降解过程受到藻浓度影响。当普通小球藻浓度在5.5×10~8个/L—2.0×10~(10)个/L之间时,苯胺的初始浓度为1mg/L,苯胺的光降解速率随着藻浓度的升高而增加;在分别普通小球藻为2.75×10~9个/L—2.20×10~(10)个/L,柱孢鱼腥藻为7.00×10~8个/L—8.40×10~9个/L,铜绿微囊藻为2.20×10~9个/L—1.60×10~(10)个/L,EE2的初始浓度为8mg/L时,EE2的光降解速率分别随着叁种藻的藻浓度的升高而增加;在分别普通小球藻为2.0×10~9个/L—4.0×10~(10)个/L,柱孢鱼腥藻为7.5×10~8个/L—4.5×10~9个/L,铜绿微囊藻为1.5×10~9个/L—2.3×10~(10)个/L,E2初始浓度为8mg/L时,E2的光降解速率分别随着叁种藻的藻浓度的升高而增加。这是因为藻浓度越高,产生的活性氧物质也越多,因此,有机物的光降解速率也增大了。 另外,分别用125w,250w的高压汞灯对相同初始浓度有机污染物和相同浓度藻类催化的有机物光降解速率进行了分析,发现250w的高压汞灯的照射,有机物的降
吴冬冬[2]2012年在《藻类强化光降解去除水中双酚A的试验研究》文中指出随着环境内分泌干扰物的大量使用，其造成的水污染问题日益严重。双酚A作为一种具有代表性的环境内分泌干扰物，广泛存在于水环境中，对人类健康和生态系统安全构成潜在的威胁，双酚A在环境中的迁移转化引起人们的广泛关注。而在天然水体中有机污染物转化的一个重要途径是光降解。本文在实验室的条件下，采用40W紫外灯作光源，分别研究了水中铜绿微囊藻、普通小球藻、二形栅藻、螺旋藻四种单一藻及相互混合的混合藻对双酚A强化光降解的效能，并分析其降解动力学，探讨了pH、光源、水中本底物等因素对双酚A光降解的影响。在40W紫外灯照射下，四种单一藻及其相互混合的混合藻都可以强化水中双酚A的光降解，降解效果较好。单一藻或混合藻存在于反应液中时，在双酚A初始浓度为0.5-2.0mg/L范围内，双酚A的光降解率随着其初始浓度的升高而降低。双酚A初始浓度为1.0mg/L，四种单一藻、混合藻浓度为20.40μg/L的反应液中，在反应时间为80min时，含有铜绿微囊藻、普通小球藻、二形栅藻和螺旋藻的溶液中，双酚A降解率分别为90.6%、77.6%、87.1%、85.3%；而在六种方式的混合藻溶液中，双酚A几乎检测不出。藻浓度是影响光降解的重要因素，随着溶液中藻浓度增加，双酚A光降解率增大。根据其动力学分析得出，在含藻溶液中双酚A的光降解反应符合假一级动力学规律。同时还研究了pH对光降解的影响，含藻溶液在偏酸性及中性条件下双酚A的光降解效果较好，当pH＞7时，其光降解效果降低。通过分析40W紫外灯和250W高压汞灯对双酚A的光降解效率，发现紫外灯照射下双酚A的光降解效果更好。培养的藻类细胞上会附着Fe(OH)3颗粒，用抗坏血酸清洗会降低Fe(OH)3颗粒的附着进而降低其光敏化作用；而去离子水清洗的藻类不会减少Fe(OH)3颗粒的附着，Fe(OH)3颗粒通过敏化光解产生羟基自由基，促进双酚A的光降解。以苯作为羟基自由基的捕获剂，采用高效液相色谱法测定含藻溶液中羟基自由基的光致产生量。初步研究了铜绿微囊藻浓度和pH对羟基自由基产生量的影响，结果表明藻浓度越大羟基自由基产生量越多。当铜绿微囊藻浓度为5.29×10~9个/L时，反应120min羟基自由基的产生量达到0.84mg/L。并且在偏酸性条件下，羟基自由基产生量相对较多。自来水、蒸馏水及去离子水不同水体背景下双酚A光降解效果不同，自来水中含有的本底成分会促进双酚A的光降解。同时研究了腐殖酸、氯离子、碳酸氢根离子对含藻溶液中双酚A光降解效果的影响，一定浓度的腐殖酸、氯离子、碳酸氢根离子会促进双酚A的光降解，低于或高于此浓度则会抑制其光降解。对藻和Fe3+组成的二元体系中，双酚A在40W紫外灯光照作用下其降解效果要比在一元藻体系中好。含藻溶液中Fe3+浓度为10μg/L，在反应时间为60min时双酚A的降解率达到81.6%，而仅有微囊藻存在时的降解率为59.6%。
姜盼盼[3]2016年在《光引发藻液形成活性氧及降解诺氟沙星》文中研究表明藻在光辐射下经系列反应可导致活性氧的形成,因此可将藻类光化学形成的活性氧降解水中有机污染物。但是,典型活性氧(如·OH、1O2)在含藻水中的形成特性和机制还尚不清晰。这部分研究内容的缺失,不利于对藻类光化学降解有机污染物的整体认识和机理的探究与实际运行的调控。本文选用淡水中常见的叁种藻(小球藻、柱孢鱼腥藻、铜绿微囊藻)作为研究对象,探讨了光引发藻形成·OH和1O2特性,并对光引发藻类降解诺氟沙星效能及降解路径进行初步分析。主要工作和结论如下:1.研究了光引发藻形成·OH多因子的影响机制。结果表明,紫外光引发叁种藻液可以产生大量的?OH,pH值6-7宜作为光引发藻产生·OH氧化降解有机物较佳pH值,光照强度越大产生?OH增多,最适宜温度为25 oC,热预处理不利于·OH的产生,超声处理有利于·OH产生量增加。单种藻悬浮液产生·OH的量小于两种藻混合液且小于叁种藻混合液,光引发微藻悬浮液产生·OH过程中伴随着一定量H+的消耗,pH会随着·OH产生逐渐增加。2.研究了光引发藻形成1O2多因子的影响机制。结果表明,微藻水溶液暗处环境下不形成1O2,自然光环境下可形成少量1O2,紫外光环境下可光化学形成大量的1O2。光照强度增加有利于微藻液中1O2的形成。1O2的形成量在一定范围内与藻细胞数量呈正相关性。适宜反应温度为25 oC,pH为7时1O2形成量处于较高水平。热预处理微藻液不利于1O2的形成,其形成量处于低位水平。超声处理利于1O2的形成。叁种藻及混合藻浓度与1O2形成起始速率的动力学模型符合幂函数关系,动力学模型分别为:v0=0.03337 Calgae0.1183(小球藻)、v0=0.02005 Calgae0.1456(铜绿微囊藻)、v0=0.06224 Calgae0.1112(鱼腥藻)和v0=0.03131 Calgae0.1318(混合藻)。3.研究了典型活性氧形成路径。结果表明,光引发藻产生活性氧与藻细胞中的色素(叶绿素和类胡萝卜素)具有一定的关联性,色素含量的高低影响着活性氧产生量。热处理后的藻细胞理化结构存在明显变化,活性自由基产生量降低。藻细胞分泌物含有糖类(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖)和小分子酸类(柠檬酸、苹果酸、乳酸)。微藻液中光化学形成1O2路径包括藻细胞中Chl、细胞分泌物DOM以及藻细胞中P经系列反应产生,·OH形成路径则主要包括光合作用色素Chl和胞外分泌物DOM经系列反应产生。4.研究了光引发藻降解诺氟沙星的效能和多因子机制。结果表明,弱酸性或中性、25 oC为藻类适宜生存环境,最有利于诺氟沙星的光降解,22 W紫外灯照射反应60 min后,叁种藻液中诺氟沙星的降解率分别约为30.99%、23.78%、19.01%。含藻液中诺氟沙星主要降解路径为光化学降解,即紫外光辐射下藻液形成具有强氧化性的活性自由基,最终氧化降解诺氟沙星。
段雨薇, 葛利云, 邓欢欢, 李淑娟, 赵长容[4]2014年在《微藻对有机污染物催化光降解的研究》文中提出天然水体中有毒化学污染物的一个重要转化途径就是光化学过程。微藻作为水生系统中重要的初级生产者,在引发水中有机污染物光降解中起着重要的作用。本文对国内外微藻引发水中有机污染物光降解的研究进行了概括,并提出了微藻在水环境光化学中的应用及其研究方向。
刘先利[5]2004年在《淡水藻引发环境内分泌干扰物光降解及机制》文中研究指明环境内分泌干扰物，或称环境激素，是干扰那些维持自身平衡、生殖、发育和行为的体内激素的合成、分泌、传输、键合、作用或清除的外源性物质。环境内分泌干扰物(EEDs)其来源有天然和人工合成的化合物；环境内分泌干扰物与人类的生殖障碍、发育异常、某些免疫系统和神经系统疾病有关。在环境内分泌干扰物的诸多研究方向中，内分泌干扰物的环境化学行为(如光降解)和处理是其中的两个重要方向。环境内分泌干扰物在环境中的迁移、转化与归宿是当前研究的一个重要领域。 本论文选用了有代表性的环境内分泌干扰物(17α-乙炔雌二醇，壬基酚和双酚A等)，首次研究它们在淡水藻水溶液中的光化学降解及相关机制。这为预测其在环境中的光降解行为提供了依据。所选淡水藻有硅藻Nitzschia hantzschiana，小球藻Chlorella vulgaris，鱼腥藻Anabaena cylindrica，微囊藻Microcystis aeruginosa。采用高压汞灯(λ≥313 nm)、30W紫外灯(λ=254 nm)等为光源。光化学反应实验在同心圆光反应器等支架上进行的，间隔不同时间取样，采用荧光法或高效液相色谱法监测环境内分泌干扰物在光降解过程中的浓度变化，并分析表观反应动力学。我们通过对含藻水溶液中·OH光致生成的首次研究和17α-乙炔雌二醇(EE_2)光降解产物的鉴定，推测出淡水藻水溶液中EE_2光降解机理，即是通过·OH自由基加成反应(光氧化)等而促进了EE_2的光化学降解。 以下为本论文的主要研究内容、结果与结论。 1．研究了水溶液中17α-乙炔雌二醇(EE_2)、17β-雌二醇(E_2)在250W高压汞灯或紫外灯光照下的光解，并进行了相关动力学分析；分析研究了影响其光解的因素，如Fe(Ⅲ)、pH、光源、光强及光照时间t等。实验结果表明，Fe(Ⅲ)能促进其光解；pH对光解效率有影响；在紫外灯光照下，光解速率比250W高压汞灯光照下的大，且光解反应属假一级动力学(1n(c／c_0)=kt)。 2．首次研究了含藻(Anabaena cylindrica、Nitzschia hantzschiana或Chlorella vulgaris)水溶液中17α-乙炔雌二醇在250W高压汞灯光照下的光降解，光照时间0～4小时，并进行了动力学分析。研究了影响光解的因素：EE_2初始浓度、藻浓度、Fe(Ⅲ)和光照时间等。研究结果表明，随着水溶液中藻浓度增大，EE_2光降解效率也增大。根据其动力学分析，在藻存在下水样中EE_2的光降解反应符合假一级动力学方程。同时也研究了硅藻水溶液中浓度均为5.0 mg／L的双酚A和壬基酚光降解情况，实验结果表明，藻同样对以上内分泌干扰物的光降解具有促进作用。对由硅藻、腐殖酸HA和Fe(Ⅲ)组成的二元和叁元体系中EE_2光降解情况进行了初步研究；结果表明，二元和叁元体系中EE_2在250W高压汞灯光照下其去除效果比一元藻体系中的好。EE_2在紫外灯下的光降解实验结果表明，藻(如Anabaena cylindrica)对其降解也有一定的促进作用。 3．采用荧光光谱法(包括同步扫描荧光法)对藻／Fe(Ⅲ)／HA体系进行了表征研究。实验用藻(N．hantzschiana，A．cylindrica和C．vulgaris等)、Fe(Ⅲ)和HA的浓度范围分别为3×10~7～8.00×10~9 cells／L、10～60μM和1.0～10.0 mg／L。对试样在440 nm激发波长下的荧光发射光谱进行了考察。在以440 nm光激发下可获得藻的荧光发射峰(N．hantzschiana：675 nm，A．cylindrica：670nm，C．vulgaris：685 nm，M．aeruginosa：670 nm)。同时，也对试样的叁维荧光光谱进行了扫描，发现藻样品以及藻／Fe(Ⅲ)样品的叁维荧光光谱类似。 本实验采用了有效的表征方法-同步扫描荧光光谱法(SFS)，激发和发射波长之间差值(△λ)为90 nm；在同步扫描荧光图中约EX 236 nm／EM 326 nm处获得藻水溶液的特征荧光峰。藻浓度越大，EX 236 nm／EM 326 nm处荧光强度随着增大。其它物质如Fe(Ⅲ)，腐殖酸HA和Ba(OH)_2均在此处EM 300-360 nm范围内无荧光峰。对荧光强度I与藻浓度c_α作了动力学分析，I与c_α成线性关系，I=A+B c_α，A、B为常数。本文首次采用同步扫描荧光法研究了藻／Fe(Ⅲ)／HA体系中藻荧光碎灭现象。Fe(IIl)是一有效的荧光碎灭剂;Fe(m)浓度。越大，碎灭效率10/I越大，10/I与c成线性关系，10/I=卜k。。腐殖酸Aldrich HA也是有效的碎灭剂:HA浓度越大，荧光碎灭作用越明显。pH对含Fe(llI)和/或腐殖酸的藻水溶液的同步扫描荧光强度影响明显。加有碎灭剂(HA、Fe(111))的藻水溶液液pH为3.0时，藻荧光碎灭作用最为明显。在酸性环境下，HA和藻表面发生了质子化，形成了很多的轻基，使得 HA与藻由于氢键作用而结合力更强，使得藻的同步扫描荧光强度减弱。 4.对淡水藻水溶液中·oH的光致产生进行了首次研究。本论文以苯作为探针用HPLC分析测定含藻水溶液中·OH。藻〔硅藻N hantzschiana、小球藻c.，ulgaris和鱼腥藻A.cylindrica等)水溶液4小时高压汞灯光照实验结果表明，在光照下藻水溶液能产生.OH。藻浓度增加，·OH光致产生量也增大。影响.oH光致产生的因素较多。其中叁种因素较重要:Fe(川)浓度，藻浓度和光源。Fe(川)能促进·OH的光致产生。含有Fe(Ill)藻水溶液中·oH光致产生量比无Fe(川)藻液中的要大，Fe(III)影响很大。实验发现，含Fe(III)的藻水溶液中·OH
谭平[6]2004年在《太阳光降解湖泊水体中辛硫磷的研究》文中研究指明目前,由于各种农药(特别是有机农药与除草剂)的滥用与化工废水的肆意排放,许多人工与天然湖泊受到严重污染,湖泊水体环境日益恶化,治理与修复湖泊已经成为改善湖泊水体环境的当务之急。由于湖泊水体面积广、贮量大,几乎不可能用处理集中排放废水的传统水处理工艺对其进行处理。因此,寻找行之有效且节约人力物力的湖泊水体修复方式成为广大水处理工作者共同关心的话题。 太阳光作为一种取之不尽、用之不竭的能源,不但对湖泊中水生植物的光合作用提供能量,而且通过物理与化学作用对湖泊水体中的有机污染物有光降解作用。本文在参考国外太阳光光降解研究经验的同时,提出验证太阳光降解湖泊水体中有机磷农药可行性的更为完善的实验方案。本方案综合考虑影响太阳光降解的诸多因素(如:水藻、悬浮物、DOM与水体运动等),通过与紫外光和黑暗降解实验的对比,得出太阳光降解湖泊水体中有机磷农药的可行性结论。 本文在人工模拟自然条件下,对水体中有机磷农药辛硫磷进行光化学降解。运用太阳光、紫外光对湖泊水、湖泊灭菌水、蒸馏水中浓度为7mg/L的辛硫磷在不同水深与不同水体运动状态下进行照射,同时也对湖泊水体中浓度为7mg/L的辛硫磷进行黑暗实验。 采用气相色谱检测辛硫磷的含量变化,检测结果表明在14天中辛硫磷在黑暗条件下的降解率为3.43%—3.71%,在太阳光与紫外光照射下的光降解率达到30.14%—77.71%。不同条件下的光降解符合一级动力学方程,辛硫磷在太阳光照射下的半衰期为9.1—26.4天,在紫外光照射下的半衰期为5.9—6.6天,在黑暗条件下的半衰期为239.0—266.0天,表明其在湖泊水体中被太阳光在中期内完全降解是可行的。 通过研究发现,辛硫磷的太阳光降解受水深、水体运动与天气状况的影响明显,同时也受水体中悬浮物、藻类、DOM与其它有机和无机离子的影响。这些影响都是正面与负面的综合过程,可以用数学模型予以描述。
彭章娥, 冯劲梅, 何淑英, 吴峰[7]2012年在《含藻水中壬基酚的光降解转化研究》文中提出选取壬基酚(nonylphenol,NP)作为研究对象,研究了水中2种常见淡水藻(小球藻和鱼腥藻)对壬基酚的光降解促进作用,并对藻引发水中壬基酚的光降解途径进行了分析;同时也研究了天然水中普遍存在的物质成分(腐殖酸和铁离子)与藻协同引发壬基酚的光降解及其影响机制.结果表明,含淡水藻的水溶液经过光照后能引发其中壬基酚的光降解;藻、腐殖酸和铁离子的水溶液经过光照后,对壬基酚光降解的增强促进作用更大,在含藻、腐殖酸和铁离子的水溶液中,4 h光照后壬基酚的降解率可达58%.根据此结果推测藻/腐殖酸和铁离子体系光照后能产生更多的活性物质,从而促进水中有机污染物的光降解.
邓欢欢, 葛利云, 吴峰, 邓南圣, 李建华[8]2007年在《叁种藻类引发水中17α-乙炔基雌二醇的光降解实验研究》文中研究表明研究了普通小球藻、铜绿微囊藻和柱孢鱼腥藻3种藻类引发水中17 a-乙炔基雌二醇(EE2)的光降解。结果表明,在250 W高压汞灯(HPML,nm)的照射下,一定藻浓度下,EE2的光降解率可达19%~20%。另外,还研究光强、藻悬浮液浓度和EE2初始浓度等对EE2光降解速率的影响,发现在本实验体系中,光通量大、藻浓度高及EE2初始浓度低有利于提高EE2的光降解速率。
孙璐霓[9]2009年在《亚甲基蓝染料在海水中的光化学降解研究》文中提出海洋有机光化学是海洋化学的重要分支,与其他海洋学科如海洋环境、海洋地质、海洋生物等密切相关,在整个海洋学研究领域内具有重要的地位。对海洋有机光化学进行系统深入的研究有助于进一步了解海洋中有机物的迁移变化规律。随着染料与印染工业的发展,染料生产废水已成为当前最主要的水体污染源之一。光化学降解是染料在环境中分解、转化的重要途径之一。人们对光化学降解的机理,影响因素等作了大量研究。但是,染料在天然水体中的光降解情况还研究较少。因此,研究染料在海水中的光化学降解及其环境效应具有非常重要的意义。本论文在已有科学研究的基础上,采用实验室模拟的方法,以一种代表性染料亚甲基蓝为研究对象,探讨了其在水环境中的光化学降解行为及对藻类的毒性作用,具体结果如下:1.动力学研究大部分光降解反应符合一级动力学行为。根据一级反应原理,可以计算出反应速率常数(k)。实验中,k值在不同的体系中变化范围为0.0053～0.0452 min-1。2.反应影响因素实验中的许多因素都能够影响亚甲基蓝在水体中的光降解反应,具体作用如下:a.照射光源:亚甲基蓝水溶液在黑暗条件下不发生光降解反应,天然日光下光降解反应不明显。而高压汞灯光源能够有效地激发光反应的发生,使反应速率大为提高。b.光照强度:亚甲基蓝在500 W高压汞灯照射下的光解速率明显快于其在300 W高压汞灯照射下的光解速率,即光照强度越大,亚甲基蓝降解得越快。c.氧气:亚甲基蓝在无氧条件下几乎不降解,在有氧条件下能够发生降解。实验有力地印证了“氧气是光降解反应必不可少的条件”的结论。d.盐度:1 mg/L亚甲基蓝在叁种不同介质中降解速率依次为为去离子水>人工海水>天然海水,盐度对光降解起抑制作用;5 mg/L亚甲基蓝降解速率依次为人工海水>去离子水>天然海水,盐度对光降解起促进作用。e.重金属离子:四种重金属离子Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+[0]对亚甲基蓝降解速率影响不尽相同。Cu2+、Zn2+的浓度越小,影响越明显;而Cd2+、Hg2+[0]对光降解的影响与其浓度无关。人工海水中金属离子的影响更为明显。f.腐殖酸:腐殖酸对光降解反应起抑制作用,它可能是造成亚甲基蓝在天然海水中降解较慢的重要原因。g.丙酮:丙酮对光降解反应起促进作用,反应符合零级动力学。丙酮浓度越大,影响越明显。h.藻类:叁种藻类对亚甲基蓝的光降解有促进作用。其中,亚心型扁藻的影响最为明显,以亚甲基蓝在无藻条件下的降解速率为1.00,该藻使反应最大相对速率达到2.42。3.毒性实验(1)急性毒性:实验用中肋骨条藻、赤潮异湾藻、亚心型扁藻、叁角褐指藻做了亚甲基蓝降解前后的急性毒性实验,证实了光降解能直接导致亚甲基蓝毒性的降低。(2)慢性毒性:对四种藻类做生长曲线发现,经过光降解,亚甲基蓝的慢性毒性降低,以低密度藻种中肋骨条藻最为明显。总之,本论文以亚甲基蓝作为研究对象,较系统地研究了光反应动力学和海水中的诸多影响因素,同时,将光降解实验与生物毒性实验结合起来,证实了光降解后,亚甲基蓝对藻类的毒性降低。根据实验模拟结果,我们可以更好地了解天然海洋环境中该类染料的降解情况,为有机污染物的治理提供重要的理论依据。
郭婷婷[10]2018年在《典型新兴有机污染物的去除机制与技术研究》文中指出新兴有机污染物的高效去除是水处理工艺面临的技术难题,常规处理工艺对新兴有机污染物去除效果不佳,需与必要的预处理和深度处理技术结合。研究和构建高效去除新兴有机污染物的处理技术与组合工艺,是今后水处理技术和工艺的重要发展方向。高级氧化技术和膜滤技术是常规水处理工艺升级改造的主要深度处理技术,近年来得到深入研究和广泛应用。本文分别研究了混凝、二氧化钛光催化氧化、膜滤及其组合技术对典型新兴有机污染物藻胞内有机物(IOM)和双酚A(BPA)的去除效能和降解机制,解析了单独IOM、BPA以及IOM/BPA复合污染的去除特性及其对膜污染控制的影响。取得了以下主要研究成果:硫酸铝和聚合氯化铝对IOM均有较好的去除效果,聚合氯化铝对芳香性类IOM的去除效果更好;硫酸铝和聚合氯化铝的混凝过程对大分子量IOM的去除效能更高,但聚合氯化铝混凝对小分子量IOM的去除效果优于硫酸铝混凝。二氧化钛光催化氧化可完全降解IOM中芳香类物质,且对IOM的吸附和降解主要集中在1-3kDa和小于1kDa分子量范围。不同孔径膜滤的IOM中,类蛋白质类有机物的含量均高于类腐殖酸和类富里酸,类腐殖酸物质主要集中在3-30kDa的IOM,类富里酸有机物主要集中在10-100kDa的IOM。硫酸铝混凝/膜滤、聚合氯化铝混凝/膜滤和二氧化钛光催化氧化/膜滤这3种组合技术对IOM的去除效能均优于单独采用的硫酸铝混凝、聚合氯化铝混凝或二氧化钛光催化氧化技术。硫酸铝混凝对BPA有较好的去除效果,去除率最高达25.4%,主要混凝机制为电中和作用;聚合氯化铝混凝去除BPA的效果主要取决于Al_b含量,最优混凝剂投量时的BPA去除率达37.7%,优于硫酸铝混凝;pH值和腐殖酸浓度均对硫酸铝和聚合氯化铝混凝去除BPA效果有较大影响,最佳pH值均在6.5~7.5之间;天然水体中低浓度BPA(0.01mg/L)的硫酸铝混凝去除效果较差,最高去除率仅为16.8%。二氧化钛光催化氧化降解BPA效果较好,二氧化钛投量为1g/L、BPA初始浓度为1mg/L时,BPA降解率最高达82.5%,对于天然水体中低浓度BPA(0.01mg/L)的去除率可达到53.5%。低pH值条件下二氧化钛光催化氧化降解BPA反应更易进行,高pH值条件下BPA的降解率有所下降。在二氧化钛光催化氧化过程中,羟基自由基的强氧化作用为主要作用机制。不同孔径的膜滤对BPA去除率的影响较大,大于100kDa膜的BPA去除率最低,小于1kDa膜的BPA去除率最高,且小于1kDa膜的BPA造成的膜污染阻力占总污染阻力的比例也最大,是造成膜污染的主要成分。硫酸铝混凝/膜滤、聚合氯化铝混凝/膜滤和二氧化钛光催化氧化/膜滤这3种组合技术对BPA的去除效能也均优于单独采用的硫酸铝混凝、聚合氯化铝混凝和二氧化钛光催化氧化技术。硫酸铝和聚合氯化铝对IOM/BPA复合污染的混凝去除效果明显,IOM/BPA总污染物浓度增加时,UV_(254)、DOC和BPA去除率均呈下降趋势,但UV_(254)的去除率均明显高于DOC和BPA;在IOM/BPA浓度配比为10/5mg/L时,BPA的去除效果最好,最高去除率达31.6%。二氧化钛光催化降解IOM/BPA复合污染的效果显着,不同分子量的IOM对BPA的去除效能影响较大,较小分子量的IOM会对BPA的光催化氧化降解起促进作用,小于1kDa的IOM可使BPA的二氧化钛光催化降解率最高达95.6%;IOM/BPA复合污染物总浓度增加时,UV_(254)和DOC去除率均呈下降趋势;在BPA/IOM复合污染中,BPA浓度比较低时BPA去除效果受IOM浓度的影响较小,BPA浓度比较高时BPA去除效果受IOM浓度的影响较大,二氧化钛光催化氧化对IOM/BPA复合污染的UV_(254)和BPA去除率最高达49.1%和99.5%。不同孔径的膜滤后,IOM/BPA复合污染的去除效能较显着,其中小于1kDa孔径的膜滤后BPA和IOM去除率均明显高于其他孔径范围的膜滤去除率,IOM浓度对不同孔径膜滤的BPA去除率影响较小。二氧化钛光催化氧化/膜滤组合技术对IOM/BPA复合污染中IOM和BPA的去除率最高达98.0%和98.3%,明显优于硫酸铝混凝/膜滤和聚合氯化铝混凝/膜滤组合技术的IOM和BPA去除效能,并且可以有效缓解膜污染程度。本研究成果可为常规处理工艺升级改造和典型新兴有机污染物的复合污染去除机制和组合处理工艺提供技术支撑。
参考文献：
[1]. 藻类引发水中有机污染物光降解研究[D]. 葛利云. 武汉大学. 2004
[2]. 藻类强化光降解去除水中双酚A的试验研究[D]. 吴冬冬. 哈尔滨工业大学. 2012
[3]. 光引发藻液形成活性氧及降解诺氟沙星[D]. 姜盼盼. 江南大学. 2016
[4]. 微藻对有机污染物催化光降解的研究[J]. 段雨薇, 葛利云, 邓欢欢, 李淑娟, 赵长容. 环境与生活. 2014
[5]. 淡水藻引发环境内分泌干扰物光降解及机制[D]. 刘先利. 武汉大学. 2004
[6]. 太阳光降解湖泊水体中辛硫磷的研究[D]. 谭平. 武汉大学. 2004
[7]. 含藻水中壬基酚的光降解转化研究[J]. 彭章娥, 冯劲梅, 何淑英, 吴峰. 环境科学. 2012
[8]. 叁种藻类引发水中17α-乙炔基雌二醇的光降解实验研究[J]. 邓欢欢, 葛利云, 吴峰, 邓南圣, 李建华. 环境工程学报. 2007
[9]. 亚甲基蓝染料在海水中的光化学降解研究[D]. 孙璐霓. 中国海洋大学. 2009
[10]. 典型新兴有机污染物的去除机制与技术研究[D]. 郭婷婷. 北京工业大学. 2018