發(fā)布時間：2020-05-24 22:50

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的迅猛發(fā)展,導(dǎo)致的環(huán)境污染和能源危機(jī)事件頻頻發(fā)生且日益嚴(yán)重,環(huán)境污染已成為影響人類生存和可持續(xù)發(fā)展的全球性問題。其中人類賴以生存的水資源污染特別突出,帶來的后果尤其嚴(yán)重。水污染是世界各國共同面臨的急需解決的問題之一。阿特拉津(ATZ)作為在農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的除草劑,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,自然條件下降解緩慢,加上多年使用,土壤中形成了比較嚴(yán)重的殘留,且通過地表徑流、淋溶作用進(jìn)入水體。由于其結(jié)構(gòu)具有高度的穩(wěn)定性,難于被生物降解,也難于被藥劑氧化降解,被微生物礦化的過程十分緩慢,已導(dǎo)致了某些地區(qū)地表水和地下水的污染。本研究以ATZ為目標(biāo)污染物,基于過二硫酸鹽(PS)的高級氧化技術(shù),選擇紫外光(UV)作為能量活化因素和Fe2+作為離子活化因素兩種活化技術(shù)活化PS,對ATZ進(jìn)行氧化降解,通過改變反應(yīng)液pH、活化強(qiáng)度、氧化劑投加量和溫度這些實(shí)驗(yàn)參數(shù),使ATZ的氧化降解效率提高,并初步探討了兩種活化方法的降解動力學(xué)過程。最后,捕捉了紫外活化過程中的自由基基團(tuán)且推測了 ATZ的可能降解途徑。UV/PS降解ATZ的反應(yīng)完全符合準(zhǔn)一級動力學(xué)反應(yīng),利用紫外光活化PS可以有效的降解水中的ATZ,UV/PS體系對ATZ的降解效率主要受到紫外光強(qiáng)度、PS投加量及溫度的影響,隨著這三個變量的增加,ATZ的處理效率均有所提升,而pH變化對整個體系的降解效率的影響并不明顯。利用Fe2+活化PS降解水中的ATZ的效率受到pH、Fe2+濃度、PS投加量及溫度的影響。不同pH反應(yīng)液中,Fe2+的存在形式不同,導(dǎo)致對PS的活化能力不同,使ATZ的降解效率有明顯差異,其次在堿性條件下生產(chǎn)的·OH也對ATZ的降解效果產(chǎn)生影響。Fe2+和PS的投加比例是此體系中的另一關(guān)鍵因素,兩者相互影響,單一因素過量投加對ATZ的降解效率均無明顯提升。在對Fe2+活化PS降解ATZ降解動力學(xué)擬合時發(fā)現(xiàn),ATZ的降解分為兩個階段,前1min為快速反應(yīng),之后反應(yīng)速度漸趨平穩(wěn),符合一級動力學(xué)反應(yīng)。在UV/PS體系自由基捕捉實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在不同的pH條件下,UV/PS中自由基的組成不同。酸性條件下僅有S04-·存在,而在pH7時,本實(shí)驗(yàn)體系中的S04-·就已發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生了·OH,而在pH9的條件下,過量的·OH又會發(fā)生淬滅反應(yīng)。并且在UV/PS的反應(yīng)體系中,單獨(dú)PS體系對ATZ基本無降解作用,且UV/PS的降解效率明顯要大于單獨(dú)紫外光降解ATZ的降解效率。通過LC-MS的檢測分析,認(rèn)為ATZ的主要降解途徑為脫氯上羥基和脫支鏈上的乙基或異丙基,且兩種途徑并不孤立,但三嗪環(huán)最終未被氧化開環(huán)。
【圖文】：

ＡＴＺ初始濃度４００ｕｇ／Ｌ，紫外燈強(qiáng)度為５Ｗ，ＰＳ投加量為７０ｕｍｏｌ／Ｌ，溫度２０°Ｃ，逡逑采用Ｈ２Ｓ０４和ＮａＯＨ將反應(yīng)體系的初始ｐＨ分別調(diào)至３、４、７、８、９，邋ＡＴＺ的氧化去除逡逑率見圖３－１。逡逑１．０－邋＃逡逑Ｉ邐－？－ｐＨ３逡逑ａａ：邋１邋＝逡逑。＿６＿邋＼＼邋—逡逑０．０－邋？逡逑Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐ｉ邐１逡逑０邐５邐１０邐１５邐２０逡逑ｔ邋（ｍｉｎ）逡逑圖３－１邋ｐＨ對阿特拉津氧化去除率的影響逡逑由上圖可知，ｐＨ對ＵＶ／ＰＳ反應(yīng)體系降解ＡＴＺ的最終去除率影響不大。加入逡逑７０ｕｍｏｌ／Ｌ的ＰＳ，反應(yīng)２０ｍｉｎ后，不同ｐＨ條件下的ＡＴＺ的去除率均達(dá)到１００％。并且逡逑從數(shù)據(jù)圖中發(fā)現(xiàn)，ｐＨ３－９的ＡＴＺ降解曲線只有微小的差異，可見ｐＨ在ＵＶ／ＰＳ體系中逡逑并不是主要影響因素，其對ＡＴＺ氧化降解的影響能力被紫外燈激活ＰＳ所產(chǎn)生的影響逡逑能力大大掩蓋，，故此反應(yīng)體系相較于其他氧化降解體系的優(yōu)點(diǎn)是可在較寬的ｐＨ范圍內(nèi)逡逑應(yīng)用。但圖中也可發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前期ｐＨ對反應(yīng)速率有明顯影響，將進(jìn)一步在３．５．１中做深逡逑入探究。逡逑３．２紫外燈強(qiáng)度對ＡＴＺ氧化去除率的影響逡逑實(shí)驗(yàn)在ＡＴＺ濃度４００ｕｇ／Ｌ、ＰＳ投加量３０ｕｍｏｌ／Ｌ、溫度２０°Ｃ、ｐＨ５．８條件下進(jìn)行，逡逑采用０Ｗ邋（即無紫外燈照射）

ＡＴＺ初始濃度４００ｕｇ／Ｌ，紫外燈強(qiáng)度為５Ｗ，ＰＳ投加量為７０ｕｍｏｌ／Ｌ，溫度２０°Ｃ，逡逑采用Ｈ２Ｓ０４和ＮａＯＨ將反應(yīng)體系的初始ｐＨ分別調(diào)至３、４、７、８、９，邋ＡＴＺ的氧化去除逡逑率見圖３－１。逡逑１．０－邋＃逡逑Ｉ邐－？－ｐＨ３逡逑ａａ：邋１邋＝逡逑。＿６＿邋＼＼邋—逡逑０．０－邋？逡逑Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐Ｉ邐１邐ｉ邐１逡逑０邐５邐１０邐１５邐２０逡逑ｔ邋（ｍｉｎ）逡逑圖３－１邋ｐＨ對阿特拉津氧化去除率的影響逡逑由上圖可知，ｐＨ對ＵＶ／ＰＳ反應(yīng)體系降解ＡＴＺ的最終去除率影響不大。加入逡逑７０ｕｍｏｌ／Ｌ的ＰＳ，反應(yīng)２０ｍｉｎ后，不同ｐＨ條件下的ＡＴＺ的去除率均達(dá)到１００％。并且逡逑從數(shù)據(jù)圖中發(fā)現(xiàn)，ｐＨ３－９的ＡＴＺ降解曲線只有微小的差異，可見ｐＨ在ＵＶ／ＰＳ體系中逡逑并不是主要影響因素，其對ＡＴＺ氧化降解的影響能力被紫外燈激活ＰＳ所產(chǎn)生的影響逡逑能力大大掩蓋，故此反應(yīng)體系相較于其他氧化降解體系的優(yōu)點(diǎn)是可在較寬的ｐＨ范圍內(nèi)逡逑應(yīng)用。但圖中也可發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前期ｐＨ對反應(yīng)速率有明顯影響，將進(jìn)一步在３．５．１中做深逡逑入探究。逡逑３．２紫外燈強(qiáng)度對ＡＴＺ氧化去除率的影響逡逑實(shí)驗(yàn)在ＡＴＺ濃度４００ｕｇ／Ｌ、ＰＳ投加量３０ｕｍｏｌ／Ｌ、溫度２０°Ｃ、ｐＨ５．８條件下進(jìn)行，逡逑采用０Ｗ邋（即無紫外燈照射）
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭柳柳;袁博;朱希坤;蔡寶立;;阿特拉津降解菌株的分離、鑒定和工業(yè)廢水生物處理試驗(yàn)[J];微生物學(xué)通報(bào);2009年07期

2 張永利;;催化濕式氧化法處理印染廢水的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2009年06期

3 楊敏娜;周芳;孫成;胡冠九;沈幸;陳海東;塔娜;鮮U_鳴;張利民;;長江江蘇段有毒有機(jī)污染物的殘留特征及來源分析[J];環(huán)境化學(xué);2006年03期

4 劉娜;趙勇勝;張?zhí)m英;劉紅;劉鵬;;鋅粉降解地下水中的農(nóng)藥阿特拉津[J];中國環(huán)境科學(xué);2006年01期

5 鄧建才;蔣新;王代長;盧信;郜紅建;王芳;;農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中除草劑阿特拉津的環(huán)境行為及其模型研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2005年12期

6 王濱松,黃君禮,張杰;Fenton試劑氧化活性染料廢水的研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年09期

7 任晉,蔣可;官廳水庫水中莠去津及其降解產(chǎn)物殘留的分析[J];分析試驗(yàn)室;2004年12期

8 苑宇哲,徐士霞,姚春生,劉志君,李旭東,王躍招;阿特拉津溶液對彈琴蛙(Rana adenopleura)蝌蚪形態(tài)發(fā)育的影響[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào);2004年03期

9 張?zhí)m英,林學(xué)鈺,李慧芳,陸捷;微生物對地下水及土壤中阿特拉津降解的研究[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2002年01期

10 程麗華,黃君禮,王麗,范志云;Fenton試劑的特性及其在廢水處理中的應(yīng)用[J];化學(xué)工程師;2001年03期

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1 劉威;阿特拉津?qū)Φ乇盹嬘盟�源水質(zhì)影響評價及毒理研究[D];東北師范大學(xué);2015年

2 劉娜;地下水中阿特拉津污染的原位生物修復(fù)研究[D];吉林大學(xué);2006年

本文編號：2679120