论文部分内容阅读
二氧化锰普遍存在于土壤和沉积物中,它与环境污染物之间可发生吸附、催化转化、非生物氧化以及光降解等作用。锰氧化物氧化转化有机污染物以前通常用纯的Mn02悬浮溶液,不符合锰氧化物在自然环境中的实际存在形态。为了更接近地模拟自然界过程,我们将二氧化锰固载于石英砂,选取环境中常见的酚类化合物双酚A和三氯生为模型化合物,分别研究了固载二氧化锰在水相中氧化双酚A和在干燥环境下氧化三氯生的能力及机理。论文主要的研究包括以下两个部分:1)表面特征分析结果表明:固载后的石英砂表面有一层无组织的二氧化锰涂层,其表面上含有二氧化锰的量为0.21mg Mn/g石英砂;固载二氧化锰(MOCS)氧化转化双酚A反应符合指数衰减模型;在该反应过程中,Mn2+的生成表明该反应为氧化还原反应,MOCS对双酚A的吸附速率和氧化速率几乎相等,当反应条件为(CMoCS=40.0g/L,pH4.5和25℃)时,双酚A浓度在60min时的去除率可达80%;反应受溶液pH值控制,规律为:pH4.5> pH5.5> pH6.5> pH7.5> pH8.6>pH9.6,由此表明:酸性条件促进反应进行,而碱性条件下是抑制反应的。共存金属阳离子的影响遵循如下规律:Fe3+> Zn2+> Cu2+> Ca2+> Mg2+> Na+。MOCS氧化转化双酚A的速率远低于纯的MnO2悬浮溶液,然而该两种反应有着相同的产物(二烯酮、单环芳香化合物及多环芳香化合物等),表明这两种反应具有相同的转化途径。2)在干燥条件下,MOCS对三氯生表现出一定的氧化转化能力;三氯生氧化分解生成的产物有2,4-二氯酚,3-氯酚;两者反应4d后,三氯生浓度降低为原来的75.6%,而反应32d后,三氯生浓度降低为原来的32.5%,三氯生浓度随反应时间增加逐渐降低,降低的速率随时间也降低;2,4-二氯酚浓度随时间增加而增加,后逐渐降低。研究结果表明:自然界的二氧化锰通常是以涂层形式存在于土壤和沉积物的表面上,以纯的二氧化锰悬浮溶液来推断及评估自然界的MnO2的反应活性是不合理的。在干燥条件下,二氧化锰对有机物(三氯生)依然表现出一定的氧化能力,因此,在研究有机污染物的迁移与转化时,仅考虑水界面上的过程是不合适的,还应该考虑在其他界面的反应,譬如固态界面。