藻类强化光降解去除水中双酚A的试验研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:magy_java2009
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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%。
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