论文部分内容阅读
内分泌干扰物(EDCs)与生物体内的天然激素结构类似,因此可以模仿天然激素的化学性质作用于人类和野生动物的内分泌系统,对机体产生不利影响。其中,双酚A和乙炔基雌醇被认为是污水中EDCs活性的主要贡献者。考虑到将废水处理后回用于农业和饮用水的需求日益增加,进一步提高污水处理厂中的EDCs去除率显得非常必要。细菌产生的生物氧化锰(Bio-MnOx)为纳米材料,它们有氧化还原电位高、比表面积大、催化反应活性高、吸附性能优异、合成条件温和及绿色友好等特点,在水污染处理领域有相当大的潜在应用在价值。本实验通过芽孢杆菌菌株WH4(Bacillus sp.WH4)制备得到Bio-MnOx,用XRD、SEM、FE-TEM-SAED-EDS/Mapping和XPS进行表征。表征结果表明,由Bacillus sp.WH4产生的锰氧化物是无定型的非晶纳米材料。被氧化的锰呈Mn(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)两种价态,各占23.56%和76.44%,这表明Mn(Ⅱ)先是被氧化成Mn(Ⅲ)中间体,然后再被氧化成Mn(Ⅳ)。用Bio-MnOx去除双酚A和乙炔基雌醇两种典型的EDCs,研究了pH、有机物浓度、Bio-MnOx剂量对去除效果的影响。结果表明,在pH为5.0和Bio-MnOx剂量为40 mg/L条件下,浓度为1.0 mg/L的双酚A在15 min时的去除率可达到88.1%,45 min时几乎完全(~100%)降解。在不同pH下,双酚A去除效果符合以下排序:pH 5.0>pH 6.0>pH 8.0>pH 7.0;在双酚A浓度较小时,可以取得较好的去除效果,当浓度升高时,去除率会有所下降;另外,当反应中Bio-MnOx剂量增加时,去除率会相应升高。当Bio-MnOx降解乙炔基雌醇时,在不同pH下,Bio-MnOx对乙炔基雌醇的去除率排序如下:pH 5.0>pH 6.0>pH 7.0>pH 8.0。与Bio-MnOx降解双酚A时情况一样,在乙炔基雌醇浓度较小时,可以取得较好的降解效果,当浓度升高时,去除率会有所下降;另外,当反应中Bio-MnOx剂量增加时,去除率会相应升高。在pH为5.0和Bio-MnOx剂量为8 mg/L条件下,1.0 mg/L的乙炔基雌醇在2 h时的去除率可高达93.9%。用固相萃取-(衍生化)-气质联用(GC-MS)技术测定Bio-MnOx降解双酚A的降解产物,固相萃取后未进行衍生化反应测得3种降解产物,固相萃取-衍生化后再经GC-MS测定,测得13种降解产物;由检测到的产物及相关文献,Bio-MnOx降解双酚A的主要是通过偶联、氧化缩合、消除、裂环等反应实现。Bio-MnOx降解乙炔基雌醇后,用固相萃取-衍生化-GC-MS手段测得7种降解产物,根据测得的产物,可以推测Bio-MnOx降解乙炔基雌醇主要是通过取代、裂解等反应进行。